UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS EFEITOS DA MANIPULAÇÃO DO ESTÍMULO VISUAL NO CONTROLE POSTURAL NAS FAIXAS ETÁRIAS DE 4 A 14 ANOS DE IDADE DANIELA GODOI RIO CLARO ABRIL/2004 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS EFEITOS DA MANIPULAÇÃO DO ESTÍMULO VISUAL NO CONTROLE POSTURAL NAS FAIXAS ETÁRIAS DE 4 A 14 ANOS DE IDADE DANIELA GODOI Orientador: PROF. DR. JOSÉ ANGELO BARELA Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências do Campus de Rio Claro, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Motricidade – Área de Biodinâmica da Motricidade Humana. RIO CLARO ABRIL/2004 DEDICATÓRIA Aos meus pais, pelo apoio incentivo e compreensão ! AGRADECIMENTOS Ao término de uma etapa tão importante, muitas são as pessoas a quem devo agradecer. Pessoas que, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste estudo. Agradeço... À DEUS, a quem devo o dom da vida e sem o qual nada seria possível. Aos meus pais, pela educação sólida que me deram, pelo apoio, incentivo e confiança que sempre depositaram em mim, e por viverem intensamente cada momento da minha vida. Ao meu irmão, que é, antes de tudo, um grande amigo. É um exemplo a ser seguido e que, apesar da distância, está sempre pronto para me ajudar. Fábio, você é uma pessoa linda e pela qual tenho muita admiração e respeito. Ao Prof. Dr. José Angelo Barela, que me orienta, no sentido mais amplo que esta palavra possa expressar, desde o segundo ano da graduação. Nestes vários anos de convívio, ele se tornou um grande AMIGO, com o qual aprendi muito e pretendo continuar aprendendo. Aos Professores Dr. Sérgio Tosi Rodrigues e Dr. Edison de Jesus Manoel, pelas valiosas contribuições, tanto no Exame Geral de Qualificação quanto na Defesa Pública da Dissertação. À Profa. Dra. Lilian Teresa Bucken Gobbi, pela significativa contribuição dada ao presente estudo no Exame Geral de Qualificação. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo suporte financeiro (processo # 01/11846-0). Ao Prof. Dr. José Augusto Marcondes Agnelli, do Departamento de Engenharia de Materiais - Universidade Federal de São Carlos, pela doação do material utilizado na confecção das rodas da sala móvel. A todos os participantes do estudo, bem como seus pais ou responsáveis, pela paciência e disponibilidade. Ao Projeto de Extensão “Atletismo para Crianças e Jovens”, sob responsabilidade da Profa. Dra. Sara Quenzer Matthiesen, especialmente à estagiária Flórence, pela colaboração na indicação de alguns participantes. Ao Projeto de Extensão “Iniciação à Ginástica Rítmica Desportiva”, sob responsabilidade da Profa. Dra. Sílvia Deutsch, especialmente à estagiária Lica, pela colaboração na indicação de alguns participantes. Ao Projeto de Extensão “G.A. Crianças de 6 a 10 anos”, sob responsabilidade da Profa. Mônica M. Viviani Brochado, especialmente ao estagiário Tito, pela colaboração na indicação de alguns participantes. Ao Projeto de Extensão “Futsal Masculino para a Comunidade”, sob responsabilidade da Prof. Dr. Sérgio Augusto Cunha, especialmente ao estagiário Fabinho, pela colaboração na indicação de alguns participantes. À CASA D’AVÓ – Assistência à Criança Carente, especialmente à Débora e Eliana, pela colaboração na indicação de alguns participantes. À EMEI “D. Pedro I”, especialmente à diretora Profa. Marina e à coordenadora pedagógica Profa. Adenir, pela colaboração na indicação de alguns participantes. À CEMI “Comecinho de Vida”, especialmente à coordenadora Profa. Sandra e às monitoras Carol e Hosana, pela colaboração na indicação de alguns participantes. Aos colegas Ellen e Bililo, pelo auxílio na indicação de alguns participantes. Ao meu primo Cláudio, pela amizade, pelo apoio e pelos conselhos. À minha grande amiga Camila (Boa Vista), pelos vários momentos que compartilhamos desde o período da graduação. Aos vários colegas que conheci durante todos estes anos de Unesp e com os quais aprendi muito: Kamila, Sanae, Marcelo (Samurai), Karen, Carolzinha, Mau, Tati, Flávia, Danilla, Jana Terra, Janaína, Wellington, Regina, Gustavo, Camila (Moraes), Gleber, Kiki, Beliche , Daniel (Gama), Juliana, Daniel (Moi) e tantos outros... Às bibliotecárias e demais servidores da Unesp, que estão sempre prontos e dispostos a nos ajudar e orientar no que for preciso. Aos meus amigos do LEM, com os quais passei bons momentos e que, de uma forma ou de outra, me ensinaram muito nestes vários anos de convívio. Aos lemianos que já se foram, Arenda, Josenaldo e Paula (Lima); aos “permanentes”, Aninha e Guilherme ; e aos “atuais”: Ana Paula e Priscilla, que me “acolheram” na LEMpública; Thátia e Paulão, pela amizade e convívio desde o início do LEM; Adriana; Bibiana; Maria Solange; Aline; especialmente Paula, pelo auxílio nas coletas de dados e pelas conversas “profundas”; e, finalmente, Carol (e sua “pequena” família), pela grande colaboração na identificação de alguns participantes. Finalmente, gostaria de agradecer àquele que sempre esteve comigo (mesmo quando não fisicamente ao meu lado) apoiando, ajudando, incentivando, aconselhando, torcendo por mim... Àquele que, antes de tudo, é um grande AMIGO e pelo qual eu tenho muito respeito, admiração e amor. Fabio, obrigado por tudo. Te Amo!! RESUMO O objetivo deste estudo foi investigar o acoplamento entre informação visual e oscilação corporal em crianças, adolescentes e adultos jovens em função de alterações do estímulo visual. Sessenta participantes entre 4 e 14 anos e 10 adultos jovens permaneceram em pé dentro de uma sala móvel, olhando para um alvo afixado na parede frontal. A sala foi movimentada continuamente para frente e para trás nas freqüências de 0,1, 0,2, 0,5 e 0,8 Hz, com amplitudes de 2,0, 1,0, 0,4 e 0,25 cm, respectivamente, e velocidade de pico constante de 0,6 cm/s. A oscilação do tronco dos participantes e os deslocamentos da sala móvel foram obtidos através de emissores infravermelhos (OPTOTRAK) afixados na porção medial do tronco (altura da 8a vértebra torácica) e na parede frontal da sala móvel, respectivamente, com uma freqüência de aquisição de 100 Hz. Os participantes permaneceram em pé dentro da sala em quatro diferentes distâncias da parede frontal: 25, 50, 100, e 150 cm. A fim de assegurar que os participantes estivessem realizando a tarefa, uma câmera de vídeo foi posicionada externamente na parte posterior da sala e forneceu informações dos participantes em tempo real. Cada participante realizou 17 tentativas com duração de 60 segundos cada. Inicialmente foi realizada uma tentativa sem movimento da sala, com os participantes posicionados a 100 cm da sala. Em seguida foram realizadas 16 tentativas, divididas em 4 blocos de 4 tentativas cada, em que a sala foi movimentada. Em cada bloco os participantes permaneceram em uma das quatro distâncias possíveis e realizaram uma tentativa em cada uma das quatro freqüências de movimentação da sala móvel. Tanto a ordem das tentativas dentro de cada bloco quanto a ordem dos blocos foram randômicas, definidas por sorteio. O relacionamento entre o movimento da sala e a oscilação corporal foi analisado por meio das variáveis coerência, ganho, fase relativa e desvio angular e o comportamento dos participantes, tanto nas tentativas em que a sala foi movimentada quanto naquelas em que ela não foi movimentada, foi analisado por meio das variáveis amplitude e freqüência média de oscilação. Os resultados revelaram que, quando a sala não foi movimentada, as crianças de 4 anos oscilaram mais que os demais participantes e que as crianças de 6 e 8 anos oscilaram mais que os adultos jovens, e todos os participantes apresentaram freqüências de oscilação ao redor de 0,2 Hz. O movimento da sala induziu oscilações corporais correspondentes em todos os participantes. Todos os participantes oscilaram em freqüências próximas às freqüências de oscilação da sala e, em relação à amplitude média de oscilação, até os 10 anos as crianças oscilaram mais que os demais participantes. Embora nenhuma diferença tenha sido observada no padrão do relacionamento temporal entre informação visual e oscilação corporal, o acoplamento entre informação visual e oscilação corporal se tornou mais forte e estável e a influencia dos movimentos da sala sobre as oscilações corporais dos participantes diminuiu com o aumento da idade, em todas as condições. Até os 10 anos de idade a força e estabilidade do acoplamento entre informação visual e oscilação corporal e a influência dos movimentos da sala sobre as oscilações corporais dos participantes foram dependentes da distância entre os participantes e a parede frontal da sala. A partir dos 12 anos de idade, nenhuma diferença foi observada entre estas distâncias. Dessa forma, é possível concluir que as mudanças comportamentais estão intimamente relacionadas com as mudanças no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal e são dependentes do contexto. Ainda, o sistema de controle postural de todos os participantes parece acoplar seu funcionamento aos mesmos parâmetros de posição e velocidade do estímulo visual, no entanto, até os 10 anos de idade os indivíduos não são capazes de alterar o funcionamento do sistema de controle postural a fim de se adaptar às alterações do estímulo sensorial decorrentes de alterações ambientais. PALAVRAS-CHAVE: Percepção-Ação, Desenvolvimento Motor, Adaptação, Parâmetros, Sala Móvel. ABSTRACT The purpose of this investigation was to examine the coupling between visual information and body sway in children, adolescents, and young adults with changing in the visual stimulus. Sixty 4- to 14-year-old participants and 10 young adults were asked to maintain the upright stance inside a moving room and to look at a target attached at the frontal wall. The moving room was oscillated continuously back and forward at frequencies of 0.1, 0.2, 0.5, and 0.8 Hz, with amplitudes of 2.0, 1.0, 0.4, and 0.25 cm, respectively, and constant peak velocity of 0.6 cm/s. Participant’s trunk sway and moving room displacement were obtained through two IRED markers (OPTOTRAK) placed on the participant’s back (at the 8th thoracic vertebra level) and on the frontal wall of the moving room, respectively, with a sampling rate of 100 Hz. The participants stood inside the moving room at four distances from the frontal wall: 25, 50, 100, and 150 cm. In order to assure participants to accomplish the task, a camera was externally placed on the frontal wall of the moving room and provided the participant’s real time information. For each participant, 17 trials lasting 60 seconds were collected. The first trial was considered as a baseline and the room was not oscillated. After the first one, participants performed 16 trials, divided in four blocks with four trials. In each block, participants stood in one of the four distances and performed trials in each of the four moving room frequencies. The block order and frequencies order in each block were randomly defined. The relationship between room movement and body sway was examined through the variables coherence, gain, relative phase, and angular deviation, and the participants behavior was examined through the variables mean sway frequency and mean sway amplitude in both conditions with and without room movement. Results revealed that, when the room was not moved, 4-year-old children swayed more than other participants and 6- and 8-year-old children swayed more than young adults, and all age groups displayed sway frequency around 0.2 Hz. Visual information from a moving room induced body sway in all participants in all distances and frequencies. Body sway frequency of all age groups matched the moving room frequency, and, regarding the mean sway amplitude, 10-year-old and younger children swayed more than other participants. Although there was no difference in the temporal relationship pattern between visual information and body sway, the coupling between visual information and body sway became stronger and more stable and the room movement influence became weaker with age in all conditions. Until 10 years of age, the coupling strength and stability between visual information and body sway and the room movement influence were distance dependent. From 12 years of age, no difference was found among the distances. Therefore, it can be concluded that behavioral changes are related to changes in the coupling between visual information and body sway and they are context dependent. In addition, the postural control system of all participants seems to couple to the same parameters of position and velocity of visual stimulus. However, until 10 years of age, the participants were not able to change the functioning of postural control system in order to accommodate to sensory stimulus changes due to environmental changes. KEY WORDS: Action-Perception, Motor Development, Adaptation, Parameters, Moving Room. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Página FIGURA 1. Vista frontal e lateral da sala móvel utilizada na situação experimental........................................................................................ 39 FIGURA 2. Servo-motor e cilindro de um eixo acoplados à estrutura metálica da sala.......................................................................................................... 39 FIGURA 3. Representação esquemática do posicionamento dos pés ao lado das fitas adesivas que demarcaram as distâncias entre o participante e a parede frontal da sala móvel................................................................................. 41 FIGURA 4. Vista externa da sala móvel mostrando a parede do fundo da sala com o suporte e a câmera de vídeo utilizada.................................................. 41 FIGURA 5. Representação esquemática de todos os equipamentos utilizados neste estudo...................................................................................................... 42 FIGURA 6. Exemplos de séries temporais da oscilação corporal nas direções ântero- posterior (painéis a e b) e médio-lateral (painéis c e d) de uma criança de 4 anos (painéis a e c) e de um adulto jovem (painéis b e d) em uma tentativa em que a sala não foi movimentada............................................ 48 FIGURA 7. Médias e desvios padrão da amplitude média de oscilação nas direções ântero-posterior e médio lateral, para os sete grupos etários..................... 48 FIGURA 8. Exemplos de séries temporais de uma criança de 4 anos ao longo de uma tentativa mostrando o movimento da sala e a oscilação corporal (painel a), a fase relativa entre o movimento da sala e a oscilação corporal (painel b) e o espectro da amplitude do movimento da sala e da oscilação corporal (painel c) em uma tentativa em que a sala foi movimentada na freqüência de 0,2 Hz e o participante permaneceu na distância de 25 cm. Nota: Nos painéis a e c a linha mais fina se refere ao movimento da sala e a linha mais grossa às oscilações corporais dos participantes............................................................................................... 49 FIGURA 9. Exemplos de séries temporais de um adulto jovem ao longo de uma tentativa mostrando o movimento da sala e a oscilação corporal (painel a), a fase relativa entre o movimento da sala e a oscilação corporal (painel b), e o espectro da amplitude do movimento da sala e da oscilação corporal (painel c) em uma tentativa em que a sala foi movimentada na freqüência de 0,2 Hz e o participante permaneceu na distância de 25 cm. Nota: Nos painéis a e c a linha mais fina se refere ao movimento da sala e a linha mais grossa às oscilações corporais dos participantes..................................................................................... 50 FIGURA 10. Médias e desvios padrão da amplitude média de oscilação, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para os sete grupos etários........................................................ 51 FIGURA 11. Médias e desvios padrão da freqüência média de oscilação, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para os sete grupos etários........................................................ 52 FIGURA 12. Médias e desvios padrão da amplitude média de oscilação, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para as quatro distâncias entre os participantes e a sala móvel (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm).......................................................... 53 FIGURA 13. Médias e desvios padrão da freqüência média de oscilação, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para as quatro distâncias entre os participantes e a sala móvel (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm).......................................................... 53 FIGURA 14. Médias e desvios padrão da coerência, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para os sete grupos etários......................................................................................... 55 FIGURA 15. Médias e desvios padrão do ganho, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para os sete grupos etários......................................................................................... 56 FIGURA 16. Médias e desvios padrão da coerência, nas quatro distâncias que os participantes ficaram da sala (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm), para os sete grupos etários.............................................................................. 57 FIGURA 17. Médias e desvios padrão do ganho, nas quatro distâncias que os participantes ficaram da sala (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm), para os sete grupos etários.............................................................................. 58 FIGURA 18. Médias e desvios padrão do ganho, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para as quatro distâncias entre os participantes e a sala móvel (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm)................................................................................... 59 FIGURA 19. Médias e desvios padrão da fase relativa, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz).............. 61 FIGURA 20. Médias e desvios padrão do desvio angular, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para os sete grupos etários.................................................................................. 62 FIGURA 21. Médias e desvios padrão do desvio angular, nas quatro distâncias que os participantes ficaram da sala (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm), para os sete grupos etários...................................................................... 63 FIGURA 22. Médias e desvios padrão do desvio angular, nas quatro freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz), para as quatro distâncias entre os participantes e a sala móvel (25 cm, 50 cm, 100 cm e 150 cm)................................................................................... 65 LISTA DE TABELAS Página TABELA 1. Médias e desvios padrão da idade (em meses), massa (em quilogramas) e estatura (em centímetros) dos participantes dos sete grupos etários....... 37 SUMÁRIO Página 1. INTRODUÇÃO……………………....………........................................................… 16 2. OBJETIVOS…………..………………..............................................................…… 19 3. REVISÃO DE LITERATURA…………………….........……………………………… 20 3.1. DESENVOLVIMENTO DO CONTROLE POSTURAL……....……..……………...… 20 3.1.1. Controle Postural.................................................................................... 23 3.2. CICLO PERCEPÇÃO-AÇÃO…………...………………...................................... 26 3.3. DESENVOLVIMENTO DO CICLO PERCEPÇÃO-AÇÃO….……....……………...... 31 4. MATERIAL E MÉTODO…………..……………………............................................ 37 4.1. PARTICIPANTES……..……………………....................................................... 37 4.2. PROCEDIMENTOS…………..…………………................................................. 38 4.3. TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS…………..…...……………................. 43 4.4. ANÁLISE ESTATÍSTICA…………..………………............................................ 46 5. RESULTADOS…………..……………………........................................................... 47 5.1. COMPORTAMENTO NAS TENTATIVAS SEM MOVIMENTO DA SALA MÓVEL........ 47 5.2. ACOPLAMENTO ENTRE O MOVIMENTO DA SALA MÓVEL E A OSCILAÇÃO CORPORAL...................................................................................................... 49 5.2.1. Comportamento dos Participantes frente aos Movimentos da Sala Móvel..................................................................................................... 50 5.2.2. Relacionamento Espacial entre o Movimento da Sala e a Oscilação Corporal................................................................................................ 54 5.2.3. Relacionamento Temporal entre o Movimento da Sala e a Oscilação Corporal................................................................................................ 60 6. DISCUSSÃO................................................................................................................ 66 6.1. MUDANÇAS DESENVOLVIMENTAIS NA OSCILAÇÃO CORPORAL........................ 66 6.1.1. Oscilação Corporal Na Ausência de Movimento da Sala...................... 67 6.1.2. Oscilação Corporal Com o Movimento da Sala..................................... 67 6.2. MUDANÇAS DESENVOLVIMENTAIS NO ACOPLAMENTO ENTRE INFORMAÇÃO VISUAL E OSCILAÇÃO CORPORAL.................................................................. 70 6.3. PROCESSOS ADAPTATIVOS................................................................................ 74 6.4. PARÂMETROS UTILIZADOS PELO SISTEMA DE CONTROLE POSTURAL............... 76 7. CONCLUSÃO.............................................................................................................. 79 REFERÊNCIAS................................................................................................................ 81 ANEXO A – PARECER DO COMITÊ DE ÉTICA EM PESQUISA............................................ 89 APÊNDICE A – TERMO DE CONSENTIMENTO........……….…....……………................ 90 16 1. INTRODUÇÃO O controle postural é essencial para a aquisição e refinamento das habilidades motoras e várias mudanças têm sido observadas, tanto comportamentalmente quanto funcionalmente, no desempenho do controle postural, principalmente nos primeiros anos de vida (FIGURA; CAMA; CAPRANICA; GUIDETTI; PULEJO, 1991; RIACH; HAYES, 1987; RIACH; STARKES, 1994; USUI; MAEKAWA; HIRASAWA, 1995; WOOLLACOTT; DEBÛ; MOWATT, 1987). Assim, entender a natureza destas mudanças é fundamental para um melhor entendimento do desenvolvimento motor. No entanto, apesar de vários estudos terem como objetivo examinar as mudanças desenvolvimentais que ocorrem no sistema de controle postural, algumas questões ainda necessitam ser esclarecidas, tais como: quando estas mudanças desenvolvimentais ocorrem no sistema de controle postural? Principalmente, quais são os fatores associados a estas mudanças, ou seja, o que é que muda? Na tentativa de entender estas questões, diferentes propostas têm sido utilizadas. A proposta de Woollacott e colegas (SHUMWAY-COOK; WOOLLACOTT, 1985; WOOLLACOTT, 1988; WOOLLACOTT; DEBÛ; MOWATT, 1987), por exemplo, atribui estas mudanças observadas no sistema de controle postural às mudanças na predominância das informações sensoriais utilizadas pelo sistema de controle postural para controlar ou alcançar a postura desejada (SHUMWAY-COOK; WOOLLACOTT, 1985). De acordo com esta proposta, portanto, haveria uma alternância na dominância de uma ou outra informação sensorial utilizada pelo sistema de controle postural, em que a visão seria dominante em relação às demais informações sensoriais entre os 2 e 5 anos de idade (WOOLLACOTT; DEBÛ; MOWATT, 1987) e nos períodos próximos aos marcos desenvolvimentais (WOOLLACOTT, 1988). 17 Entretanto, ao observar os vários estudos que objetivaram investigar a utilização da informação visual no controle postural em crianças (ASHMEAD; MCCARTY, 1991; BARELA; POLASTRI; GODOI, 2000; PORTFORS-YEOMANS; RIACH, 1995; PYYKKÖ; AALTO; HYTÖNEN; STARCK; JÄNTTI; RAMSAY, 1988; RIACH; STARKES, 1993; 1994) nota-se que não há um consenso quanto ao papel da visão no controle postural ao longo dos primeiros anos de vida. Recentemente, tem sido sugerido que as diferenças observadas no funcionamento do sistema de controle postural ao longo dos anos podem ser decorrentes não apenas de alterações nos sistemas sensoriais e/ou nos sistemas de ação, mas também de alterações em como estes dois sistemas estão relacionados entre si, ou seja, decorrentes de alterações no acoplamento entre informação sensorial e ação motora. Neste sentido, as mudanças desenvolvimentais observadas no sistema de controle postural seriam decorrentes de mudanças no acoplamento entre informação sensorial e ação motora. Na tentativa de investigar este acoplamento, vários estudos envolvendo bebês (BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2000), crianças (BARELA; JEKA; CLARK, 2003), adultos (DIJKSTRA; SCHÖNER; GIELEN, 1994; DIJKSTRA; SCHÖNER; GIESE; GIELEN, 1994) e idosos (FREITAS JÚNIOR, 2003; POLASTRI; BARELA; BARELA , 2001) têm sido realizados. Estes estudos manipularam uma informação sensorial de modo a investigar a natureza da relação entre informação sensorial e ação motora e, de modo geral, observaram que bebês, crianças, adultos e idosos acoplam suas oscilações corporais à informação sensorial, mas com força e estabilidade temporal diferentes (por exemplo, BARELA; JEKA; CLARK, 2003). Ainda, foi observado que, quando o estímulo móvel é visual, o sistema de controle postural de adultos é sensível ao parâmetro de velocidade deste estímulo (DIJKSTRA; SCHÖNER; GIESE; GIELEN, 1994) e, quando o estímulo móvel é somatossensorial, o sistema de controle postural de adultos é sensível não apenas ao parâmetro de velocidade (JEKA; SCHÖNER; DIJKSTRA; RIBEIRO; LACKNER, 1997) mas também ao parâmetro de posição (JEKA; OIE; SCHÖNER; DIJSKTRA; HENSON; 1998) deste estímulo. Em relação às crianças, Barela, Jeka e Clark (2003) sugeriram que o sistema de controle postural de crianças também é sensível aos parâmetros de posição e velocidade do estímulo somatossensorial (BARELA; JEKA; CLARK, 2003). Por sua vez, no que se refere ao estímulo visual, ainda há dúvidas quanto aos parâmetros a que o sistema de controle postural de crianças é sensível. Dessa forma, ainda há muito a ser esclarecido no que se refere aos parâmetros do estímulo somatossensorial e, mais ainda, do estímulo visual a que o sistema de controle postural é sensível. 18 Tem sido demonstrado, ainda, que o funcionamento do sistema de controle postural de adultos não é passivamente dirigido pelo estímulo sensorial mas, ao contrário, que ele ativa e dinamicamente acopla suas oscilações ao estímulo sensorial (DIJKSTRA; SCHÖNER; GIELEN, 1994), alterando os parâmetros de seu funcionamento de modo a compensar qualquer alteração da informação sensorial. Em crianças, por sua vez, embora haja alguns indícios de adaptação (SCHMUCKLER, 1997), estes aspectos do funcionamento do sistema de controle postural infelizmente não têm sido investigados. Como pôde ser observado, embora diversos estudos tenham sido realizados na tentativa de entender o acoplamento entre informação sensorial e ação motora, várias questões ainda necessitam ser esclarecidas. Os estudos existentes não foram capazes de precisar quando as crianças apresentam um acoplamento entre informação sensorial e ação motora tão forte e estável quanto o exibido por adultos jovens. Também não houve uma preocupação em investigar se as crianças acoplam à informação visual utilizando parâmetros do estímulo visual diferentes dos utilizados por adultos e, se este fosse o caso, quando elas começam a utilizar a informação visual de forma semelhante aos adultos jovens. Finalmente, parece não haver estudos que tenham investigado de forma mais direta a existência de comportamentos adaptativos no acoplamento entre informação visual e ação motora em crianças. Dessa forma, o presente estudo foi desenvolvido na tentativa de responder estas questões uma vez que estas são de grande importância para o entendimento do desenvolvimento do sistema de controle postural e para a área de desenvolvimento motor como um todo. 19 2. OBJETIVOS O objetivo geral do presente estudo foi: Investigar o acoplamento entre informação visual e oscilação corporal em crianças, adolescentes e adultos jovens em função de alterações do estímulo visual. Os objetivos específicos foram: 1) Examinar as alterações no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal, proveniente de uma sala móvel, nas faixas etárias de 4 a 14 anos de idade; 2) Examinar a influência da freqüência de movimentação de uma sala móvel no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal; e 3) Examinar a influência da manipulação da distância entre o participante e a parede frontal de uma sala móvel no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal. 20 3. REVISÃO DE LITERATURA 3.1. DESENVOLVIMENTO DO CONTROLE POSTURAL O controle postural é imprescindível para a aquisição e refinamento das habilidades motoras sendo, portanto, essencial para a realização das mais variadas atividades cotidianas. Várias mudanças são observadas no sistema de controle postural ao longo do ciclo desenvolvimental. Ao observar, por exemplo, um bebê que recentemente começou a ficar em pé independentemente e outro que já realiza esta tarefa há alguns meses nota-se que, no primeiro, há grande dificuldade em realizar a tarefa enquanto que, no segundo, a tarefa é realizada com desenvoltura. Da mesma forma, quando bebês ou mesmo crianças são comparados com adultos estas diferenças ficam ainda mais evidentes. Vários estudos têm indicado mudanças desenvolvimentais no sistema de controle postural nos primeiros anos de vida (FIGURA; CAMA; CAPRANICA; GUIDETTI; PULEJO, 1991; RIACH; HAYES, 1987; RIACH; STARKES, 1994; USUI; MAEKAWA; HIRASAWA, 1995; WOLFF; ROSE; JONES; BLOCH; OEHLERT; GAMBLE, 1998; WOOLLACOTT; DEBÛ; MOWATT, 1987). Comportamentalmente, observa-se uma maior oscilação corporal (FIGURA; CAMA; CAPRANICA; GUIDETTI; PULEJO, 1991; RIACH; HAYES, 1987), velocidade de oscilação (TAGUCHI; TADA, 1988) e área de oscilação (TAGUCHI; TADA, 1988; USUI; MAEKAWA; HIRASAWA, 1995; WOLFF; ROSE; JONES; BLOCH; OEHLERT; GAMBLE, 1998) em crianças mais jovens, o que vai sendo reduzido com o passar dos anos. Entretanto, até por volta dos 10 anos de idade têm sido observadas diferenças no controle postural quando crianças e adultos são comparados (FIGURA; CAMA; CAPRANICA; GUIDETTI; PULEJO, 1991; STREEPEY; ANGULO- 21 KINZLER, 2002). Funcionalmente, nota-se que as crianças apresentam dificuldades para lidar com situações nas quais as informações sensoriais são conflitantes. Shumway-Cook e Woollacott (1985), por exemplo, têm sugerido que, entre os 4 e 6 anos de idade, há um período de transição em que as crianças começam a desenvolver a habilidade de resolver situações de conflito sensorial. Esta dificuldade pode ser decorrente, entre outras coisas, da forma como as crianças utilizam as informações sensoriais. No que se refere à informação visual, vários estudos têm sido realizados objetivando examinar a utilização da informação visual no controle postural em crianças (ASHMEAD; MCCARTY, 1991; PORTFORS-YEOMANS; RIACH, 1995; RIACH; STARKES, 1993; 1994). Estes estudos revelaram diferenças no uso da visão ao longo da primeira década de vida. Segundo Ashmead e McCarty (1991), a visão não afeta o controle postural nos primeiros meses de vida já que crianças entre 12 e 14 meses foram capazes de permanecer na posição em pé em uma sala escura apresentando magnitudes de oscilações corporais semelhantes às verificadas nas situações em que a sala estava iluminada, ou seja, em que a visão estava disponível. Entre os 2 e 4 anos de idade, a visão parece ser fundamental já que, nesta faixa etária, as crianças não conseguiram manter a postura ereta com os olhos fechados (RIACH; HAYES, 1987). No entanto, os resultados obtidos por Barela, Polastri e Godoi (2000), além de mostrarem que crianças nesta faixa etária conseguem manter a postura ereta sem informação visual, também revelaram que não há qualquer diferença entre as condições com e sem visão durante a manutenção da postura ereta nesta faixa etária. Estes autores realizaram um estudo em que crianças entre 2 e 6 anos, divididas em 5 grupos etários (2, 3, 4, 5 e 6 anos), deveriam manter a postura ereta nas condições com e sem visão e nenhuma diferença foi observada, nem entre as duas condições nem entre os grupos (BARELA; POLASTRI; GODOI, 2000). Da mesma forma, Portfors-Yeomans e Riach (1995) revelaram que a visão tem pouca importância para o desempenho do sistema de controle postural entre 4 e 5 anos de idade, voltando a ser importante aos 6 anos de idade e assim permanecendo por alguns anos. Neste estudo, Portfors-Yeomans e Riach (1995) instruíram indivíduos com idade variando entre 4 e 12 anos a permanecer em pé, ora com os olhos abertos, ora com os olhos fechados. Os autores encontraram uma maior magnitude de oscilação para a condição com os olhos fechados em todos os participantes, exceto nas crianças entre 4 e 5 anos, as quais não apresentaram diferença entre as duas condições (PORTFORS-YEOMANS; RIACH, 1995). Esta importância da visão após os 6 anos de idade não foi confirmada por Pyykkö, Aalto, Hytönen, Starck, Jäntti e Ramsay (1988) que observaram um quociente de Romberg igual a 1,0 em crianças com idade 22 variando entre 6 e 10 anos durante a manutenção da postura ereta. Este valor de Romberg significa que não houve diferença na magnitude da oscilação corporal com os olhos abertos e com os olhos fechados nesta faixa etária (PYYKKÖ; AALTO; HYTÖNEN; STARCK; JÄNTTI; RAMSAY, 1988). Finalmente, num estudo mais abrangente, Taguchi e Tada (1988) investigaram não somente as mudanças desenvolvimentais observadas no controle postural mas também a utilização da informação visual pelo sistema de controle postural. Neste estudo, indivíduos com idades variando entre 4 e 29 anos, divididos em 6 grupos etários (4 a 6, 6 a 9, 9 a 12, 12 a 15, 15 a 18 e 18 a 29 anos), deveriam permanecer em pé ora com os olhos abertos ora com os olhos fechados. De maneira geral, os resultados revelaram uma maior área e velocidade de oscilação nos grupos mais jovens, o que foi reduzido e atingiu os mesmos valores observados em adultos por volta dos 12-15 anos. Ainda, os resultados não indicaram diferenças significativas entre os grupos etários para a razão entre oscilação corporal com os olhos fechados e oscilação corporal com os olhos abertos. Esta razão esteve por volta de 1,5, indicando que, em todos os grupos, as magnitudes de oscilação foram maiores na condição em que a visão não estava disponível quando comparadas à condição em que a visão estava disponível (TAGUCHI; TADA, 1988). Como pôde ser notado nestes estudos, a literatura não é unânime quanto à importância visual em algumas faixas etárias. Um exemplo é o que ocorre com crianças por volta dos 4 anos de idade em que, para alguns autores (RIACH; HAYES, 1987), a informação visual é fundamental enquanto que, para outros, ela é considerada pouco importante (PORTFORS-YEOMANS; RIACH, 1995). Da mesma forma, entre os 7 e 12 anos, a visão é considerada ora importante (PORTFORS-YEOMANS; RIACH, 1995) ora não importante (PYYKKÖ; AALTO; HYTÖNEN; STARCK; JÄNTTI; RAMSAY 1988) para a manutenção da postura. Diante destas contradições, fica evidente que ainda não há consenso quanto ao uso da informação visual dos primeiros anos de vida até o início da adolescência. Dessa forma, embora as mudanças desenvolvimentais pelas quais o sistema de controle postural passa tenham sido objeto de investigação de vários estudos, algumas questões ainda persistem. Por exemplo, quando estas mudanças desenvolvimentais ocorrem no sistema de controle postural? Quando as crianças atingem os mesmos níveis de desempenho observados em adultos? Principalmente, quais são os fatores que estariam associados a estas mudanças, ou seja, o que é que desenvolve? Uma proposta que tem sido utilizada para entender estas questões é a de Woollacott e colegas (SHUMWAY-COOK; WOOLLACOTT, 1985; WOOLLACOTT; DEBÛ; 23 MOWATT, 1987; WOOLLACOTT, 1988). De acordo com esta proposta, as mudanças observadas ao longo do ciclo desenvolvimental seriam resultado de mudanças na predominância das informações sensoriais que são utilizadas pelo sistema de controle postural a fim de alcançar a postura desejada (SHUMWAY-COOK; WOOLLACOTT, 1985). Assim, com o passar dos anos, haveria alternância na dominância de uma ou outra informação sensorial utilizada pelo sistema de controle postural. Esta proposta sugere, por exemplo, que entre os 2 e 5 anos de idade a visão é dominante em relação às demais informações sensoriais (WOOLLACOTT; DEBÛ; MOWATT, 1987) e, ainda, que há uma forte dependência da visão nos períodos em que os bebês aprendem a sentar, engatinhar e ficar em pé (WOOLLACOTT, 1988). Embora esta proposta tenha norteado vários estudos e tenha sido utilizada para explicar as mudanças desenvolvimentais no sistema de controle postural, recentemente a mesma tem sido questionada (BARELA , 1997; BARELA; JEKA; CLARK, 1999; 2003). Entretanto, antes de apresentar alguns dos questionamentos, uma breve explanação sobre como o funcionamento do sistema de controle postural era tradicionalmente entendido e como ele é visto atualmente é apresentada. 3.1.1. Controle Postural As teorias mais antigas de controle postural sugeriam que o controle da postura era alcançado por meio de uma série de respostas motoras, resultado de atividade reflexiva (REED, 1989). As bases neurais para o desenvolvimento do controle postural eram descritas através de um modelo de controle do sistema nervoso central denominado hierárquico (WOOLLACOTT; SHUMWAY-COOK; NASHNER, 1986). Neste modelo, os mecanismos do sistema nervoso responsáveis pelo controle motor seriam subdivididos em componentes funcionais, organizados de maneira hierárquica. Os possíveis níveis de controle postural seriam o sistema de reflexos medulares, o sistema de respostas posturais automáticas e o mecanismo integrativo usado nas informações dos sistemas sensoriais, do mais baixo para o mais alto, respectivamente (WOOLLACOTT; SHUMWAY-COOK; NASHNER, 1986). Recentemente, a visão denominada de sistêmica tem sido a mais utilizada para descrever as bases neurais para o funcionamento do sistema de controle postural. Este modelo entende o sistema de controle postural como parte de um conjunto complexo e flexível de sistemas e subsistemas e, a partir de uma complexa interação destes, é que o controle postural emerge (WOOLLACOTT; SHUMWAY-COOK, 1990). O sistema de controle postural deixa de ser considerado como tendo um funcionamento estático, apenas como resultado da soma de 24 caminhos neurais paralelos e hierárquicos, e passa a ser entendido de uma maneira dinâmica, ou seja, decorrente de uma complexa interação de múltiplos sistemas, tais como a integração sensorial e a coordenação multiarticular, influenciadas por alterações ambientais e restrições biomecânicas dos sistemas músculo-esqueléticos (HORAK; MACPHERSON, 1996). O resultado do controle postural necessita ser entendido, portanto, como um comportamento que emerge de um contínuo e dinâmico relacionamento entre informação sensorial e ação motora (BARELA , 1997). Horak e Macpherson (1996) sugeriram que o sistema de controle postural possui dois objetivos comportamentais: a orientação postural e o equilíbrio postural. A orientação postural refere-se à posição dos segmentos corporais em relação aos demais segmentos e em relação ao ambiente; e o equilíbrio postural é o estado em que todas as forças que atuam sobre o corpo estão balanceadas de modo a manter o corpo na posição e orientação desejadas (HORAK; MACPHERSON, 1996). Estes dois objetivos comportamentais são alcançados pelo sistema de controle postural por meio de um contínuo e dinâmico relacionamento entre informação sensorial e ação motora. As informações sensoriais forneceriam informações sobre a posição e as forças atuando nos segmentos corporais e, com base nestas informações, atividade motora ocorreria para alcançar ou manter uma orientação e equilíbrio posturais. No que se refere às informações sensoriais utilizadas pelo sistema de controle postural, elas são provenientes principalmente de três sistemas sensoriais: visual, vestibular e somatossensorial. Cada um destes sistemas fornece informações únicas uma vez que cada classe de receptor possui características próprias e opera adequadamente dentro de um alcance específico de freqüência e amplitude de movimento corporal. Fitzpatrick e McCloskey (1994), observaram que, quando as informações visuais ou somatossensoriais estiveram disponíveis, os indivíduos perceberam movimentos de amplitude similar aos percebidos quando todas as informações sensoriais estiveram disponíveis. Por outro lado, quando apenas a informação vestibular esteve disponível, a velocidade e amplitude dos movimentos tiveram que ser muito maiores para que o movimento fosse percebido; o limiar de percepção de movimento sobre o eixo do tornozelo foi muito maior para a informação vestibular que os limiares para as informações visual ou somatossensorial. Ainda, estes autores observaram que, quando mais de uma modalidade sensorial estava disponível, os indivíduos tiveram um desempenho semelhante às condições em que somente a modalidade sensorial com maior sensibilidade estava disponível. Dessa forma, os autores sugeriram que, quando múltiplas informações sensoriais estão disponíveis, todas as informações, exceto a mais sensível, são redundantes 25 (FITZPATRICK; MCCLOSKEY, 1994). Diener e Dichgans (1988) observaram, ainda, que quando perturbações de baixa freqüência são aplicadas à postura ereta, todas as informações sensoriais foram essenciais para a manutenção da postura em adultos. Além de cada classe de receptor operar adequadamente dentro de um alcance específico de freqüência e amplitude de movimento, cada classe de receptor também possui características próprias em virtude da especificidade de seus receptores. Cada modalidade sensorial possui um conjunto de receptores distinto não apenas no que se refere à forma e/ou função, mas também no que se refere à região em que estão localizados. Além disso, cada receptor sensorial e neurônio sensorial primário podem ser ativado somente por um estímulo específico, que tem efeito sobre uma área circunscrita do campo receptivo em que este receptor está localizado (KANDEL; SCHWARTZ; JESSEL, 1991; 1995). Toda esta abundância de informações é que permite ao indivíduo resolver conflitos sensoriais em situações de ambigüidade através da integração destas informações. Assumindo que esta integração sensorial não é a mera soma das informações provenientes de cada sistema sensorial, mas sim de uma dinâmica reorganização da importância destas informações (HORAK; MACPHERSON, 1996), a dificuldade das crianças em lidar com informações conflitantes pode residir não apenas na dificuldade em utilizar as informações sensoriais, como sugerido pela proposta de Woollacott e colegas (SHUMWAY- COOK; WOOLLACOTT, 1985; WOOLLACOTT, 1988; WOOLLACOTT; DEBÛ; MOWATT, 1987). As crianças podem ter dificuldades em integrar adequadamente as informações sensoriais, as ações motoras e/ou ambas de modo a controlar ou alcançar a postura desejada. Nesta nova abordagem, portanto, a informação sensorial influencia a realização das ações motoras relacionadas ao controle postural e estas influenciam, simultaneamente, a obtenção de informação sensorial (BARELA , 2000). Assim, não há uma simples relação de causa e efeito entre as informações sensoriais e ações motoras e, portanto, mais do que um relacionamento, há um acoplamento entre estes elementos. Nesta visão, não apenas as informações sensoriais influenciam as ações motoras, mas também estas ações influenciam a captação das informações sensoriais. Dessa forma, o chamado padrão (SCHÖNER, 1991) ou ciclo (BARELA , 1997) percepção-ação é formado. Cabe ressaltar, ainda, que não basta haver um acoplamento entre informação sensorial e ação motora para que o controle postural seja alcançado; também é preciso que este seja coerente e estável (BARELA , 1997; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2001; BARELA; JEKA; CLARK, 1999; 2003). Dessa forma, o objetivo do ciclo percepção-ação é manter a relação entre a pessoa e o ambiente o mais estável possível para que o controle postural seja alcançado (BARELA , 2000). 26 De acordo com esta nova proposta, portanto, as diferenças observadas no funcionamento do sistema de controle postural em crianças podem ser decorrentes não apenas de alterações nos sistemas sensoriais e/ou sistemas de ação, mas de alterações no acoplamento entre informação sensorial e ação motora, em outras palavras, de alterações no ciclo percepção-ação. 3.2. CICLO PERCEPÇÃO-AÇÃO Uma maneira de estudar o acoplamento entre percepção e ação é manipular a informação fornecida a um sistema sensorial e verificar as respostas motoras. Esta abordagem foi elegantemente utilizada para verificar a influência da informação visual no controle postural a partir dos estudos pioneiros de Lee e colaboradores (LEE; LISHMAN, 1975; LISHMAN; LEE, 1973), sendo denominada de paradigma da sala móvel. Neste paradigma, a orientação postural e o equilíbrio postural são influenciados a partir do movimento de paredes e/ou teto de uma sala independentemente do piso. O deslocamento da sala altera a imagem projetada na retina criando a ilusão de oscilação corporal. Assim, quando a sala se aproxima do indivíduo, a imagem desta sala projetada na retina aumenta dando a impressão ao indivíduo de que ele oscilou para frente, o que o faz realizar contrações musculares adequadas para que desloque o corpo para trás. Da mesma forma, quando a sala se afasta, a imagem projetada na retina diminui criando a ilusão de que o indivíduo deslocou para trás e, através de contrações musculares adequadas, ele desloca seu corpo para frente. Após os estudos pioneiros de Lee e colaboradores (LEE; LISHMAN, 1975; LISHMAN; LEE, 1973), o paradigma da sala móvel foi extensivamente utilizado em bebês (BETENTHAL; BAI, 1989; BUTTERWORTH; HICKS, 1977; DELORME; FRIGON; LAGACÉ, 1989; HIGGINS; CAMPOS; KERMOIAN, 1996; LEE; ARONSON, 1974), crianças (por exemplo, SCHMUCKLER, 1997), adultos e idosos (WADE; LINDQUIST; TAYLOR; TRET-JACOBSON, 1995). De maneira geral, estes estudos objetivavam examinar a influência da informação visual na manutenção da posição sentada ou em pé nestas diferentes populações. Lee e Aronson (1974), por exemplo, realizaram um estudo com sete bebês, com idades variando entre 13 e 16 meses, no qual objetivaram determinar se a informação visual já seria utilizada para o controle da postura nos primeiros meses de vida. Para isto, os bebês foram posicionados em pé dentro de uma sala móvel suspensa por quatro cordas e que era movimentada manualmente para frente e para trás. Os resultados revelaram que os bebês oscilaram ou caíram na mesma direção do 27 movimento da sala na maioria (82%) das tentativas, levando os autores a concluir que os bebês utilizam a informação visual para a manutenção da sua postura (LEE; ARONSON, 1974). Alguns anos mais tarde, Butterworth e Hicks (1977) questionaram se a informação visual era utilizada apenas para a manutenção da posição em pé ou se esta informação também seria utilizada pelos bebês antes deles adquirirem a habilidade de ficar em pé independente. A fim de investigar esta questão os autores realizaram dois experimentos nos quais bebês foram posicionados dentro de uma sala móvel com rodas, possibilitando que ela fosse movimentada manualmente para frente e para trás. No primeiro experimento, bebês entre 12,5 e 17 meses de idade permaneceram em pé dentro da sala móvel e, no segundo experimento, um grupo de bebês com idade média de 10,9 meses e outro com idade média de 15,8 meses permaneceram sentados dentro da sala móvel. Os resultados mostraram que, nos dois experimentos, os bebês apresentaram, na maioria das tentativas, respostas na mesma direção em que a sala foi movimentada. A partir destes resultados, os autores concluíram que a informação visual é utilizada por bebês tanto para a manutenção da posição sentada quanto da posição em pé (BUTTERWORTH; HICKS, 1977). Além da influência da informação visual na manutenção da posição sentada ou em pé independente, esta influência também foi investigada durante a manutenção da posição em pé com apoio (DELORME; FRIGON; LAGACÉ, 1989). Neste estudo, Delorme, Frigon e Lagacé (1989) posicionaram bebês e crianças com idade variando entre 7 e 48 meses de idade dentro de uma sala móvel sobre um equipamento com um anteparo em forma de "T", que permitia aos bebês e às crianças apoiar com as duas mãos. A sala móvel foi movimentada para frente e para trás por meio de um motor elétrico em uma freqüência aproximada de 0,5 Hz e os resultados revelaram que a maioria das crianças oscilou na mesma freqüência em que a sala foi movimentada (DELORME; FRIGON; LAGACÉ, 1989). Alguns estudos objetivaram examinar, ainda, a sensibilidade dos indivíduos ao fluxo ótico (BETENTHAL; BAI, 1989; HIGGINS; CAMPOS; KERMOIAN, 1996; STOFFREGEN; SCHMUCKLER; GIBSON, 1987). Nestes estudos foi observado, de modo geral, que os bebês de 7 meses de idade respondem somente ao movimento de toda a sala (fluxo ótico global) enquanto que os bebês de 8 meses de idade respondem tanto ao movimento da sala toda quanto aos movimentos independentes das paredes laterais (fluxo ótico periférico) e da parede frontal (fluxo ótico central) da sala (BETENTHAL; BAI, 1989; HIGGINS; CAMPOS; KERMOIAN, 1996). Ainda, há consenso quanto à sensibilidade dos bebês de 9 meses de idade ao fluxo global (BETENTHAL; BAI, 1989; HIGGINS; CAMPOS; KERMOIAN, 1996), porém, há divergências se eles são sensíveis ao fluxo periférico (HIGGINS; CAMPOS; KERMOIAN, 1996) 28 ou ao fluxo central (BETENTHAL; BAI, 1989). Do primeiro ao quinto ano de vida as crianças respondem aos fluxos global e periférico (BERTENTHAL; BAI, 1989; STOFFRENGEN; SCHMUCKLER; GIBSON, 1987), embora Stoffrengen, Schmuckler e Gibson (1987) tenham encontrado que entre 1 e 2 anos de idade as crianças também respondem ao fluxo central. Recentemente, Schmuckler (1997) investigou a influência da informação visual em crianças mais velhas, focando principalmente sobre os componentes de amplitude, freqüência e tempo das respostas posturais. Neste estudo, crianças de 3 a 6 anos de idade permaneceram em pé dentro de uma sala móvel que foi movimentada manualmente para frente e para trás nas freqüências de 0,2 Hz, 0,4 Hz, 0,6 Hz e 0,8 Hz e, haja vista que a sala foi movimentada manualmente, amplitude aproximadamente constante entre 10 e 12 centímetros. Os principais resultados indicaram que as crianças foram influenciadas pelos movimentos da sala em todas as freqüências em que esta foi movimentada, já que elas oscilaram na mesma freqüência em que a sala foi movimentada. Ainda, à medida que a freqüência de movimentação da sala aumentou, também foram observados aumentos tanto na amplitude das respostas posturais como no atraso temporal entre a informação visual e as respostas posturais (SCHMUCKLER, 1997). Como pôde ser observado, os estudos acima relacionados objetivaram apenas verificar a influência da informação visual no sistema de controle postural e, em alguns casos, a sensibilidade dos indivíduos ao fluxo ótico (parcial ou global). Eles não procuraram investigar a natureza da relação entre informação sensorial e ação motora, nem dentro de uma perspectiva desenvolvimental, nem em relação ao funcionamento do sistema de controle postural. Não houve, por exemplo, preocupação em identificar as propriedades do estímulo a que o sistema de controle postural é sensível ou, ainda, em determinar se estas propriedades são alteradas ao longo do tempo. Na tentativa de entender o relacionamento entre informação sensorial e ação motora nas situações em que o ciclo percepção-ação é formado, Schöner (1991) sugeriu um modelo matemático teórico no qual procurou descrever a influência da informação visual na ação motora, verificada nas situações em que o paradigma da sala móvel tem sido utilizado. O modelo proposto foi baseado na teoria dinâmica sobre coordenação de movimentos, especificamente, nos conceitos de dinâmica intrínseca e de informação comportamental (SCHÖNER, 1990; SCHÖNER; KELSO, 1988a; SCHÖNER; KELSO, 1988b; SCHÖNER; KELSO, 1988c). A dinâmica intrínseca se refere ao comportamento do sistema na sua forma preferida de atuação, neste caso, na ausência de influências ambientais na forma de informação. Por outro lado, a informação comportamental seria qualquer aspecto, neste caso informacional, 29 que provoque alteração no comportamento do sistema, levando-o a atuar em regimes diferentes daqueles preferidos. Um dos aspectos centrais do modelo proposto por Schöner (1991) diz respeito à estabilidade temporal do ciclo percepção-ação. A estabilidade temporal refere-se à habilidade do sistema em sustentar um padrão de relacionamento face às flutuações do ambiente ou de retornar a este padrão após perturbações, o que, no caso do ciclo percepção-ação, poderia indicar a força do acoplamento entre informação sensorial e ação motora. As predições de Schöner (1991) foram testadas experimentalmente (DIJKSTRA; SCHÖNER; GIELEN, 1994) utilizando uma sala móvel virtual (projeção de pontos em uma tela, que expandiam e contraiam) que apresentava estímulos em uma freqüência de 0,2 Hz, com amplitude de 4 cm. Os participantes adultos permaneceram em pé distantes 50 cm da tela (medindo 2,0 m de altura e 2,5 m largura) em que os pontos eram projetados mas a distância entre os participantes e a tela foi virtualmente manipulada criando a ilusão de que os participantes estavam posicionados a diferentes distâncias (25, 50, 100 e 200 cm) da tela. Esta manipulação buscou testar a predição central do modelo proposto por Schöner (1991) de que a estabilidade temporal do ciclo percepção-ação diminui à medida que a distância entre o indivíduo e o estímulo aumenta. Os resultados corroboraram esta predição indicando que, com o aumento da distância, a força do acoplamento entre informação sensorial e ação motora diminui. Apesar da diminuição da força deste acoplamento com o aumento da distância, surpreendentemente a oscilação corporal induzida pelo movimento da sala virtual não diminuiu com o aumento da distância, contrariando uma outra predição do modelo. Dijkstra, Schöner e Gielen (1994) sugeriram que o funcionamento do controle postural não é passivamente dirigido pela expansão da imagem na retina mas, contrariamente, que ele é ativa e dinamicamente gerado pelo sistema, que alteraria os parâmetros de seu funcionamento frente às alterações do estímulo projetado na retina. Em estudo complementar, Dijkstra, Schöner, Giese e Gielen (1994) mantiveram a velocidade de variação do estímulo visual e a distância entre o participante e a tela constantes e variaram a freqüência do estímulo (0,05 Hz, 0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,3 Hz, 0,4 Hz e 0,5 Hz). Os resultados indicaram que a dinâmica intrínseca do funcionamento do sistema de controle postural pode ser alterada pela informação comportamental, uma vez que a freqüência de oscilação corporal variou conforme a freqüência do estímulo visual. Ainda, com base no ganho e no relacionamento temporal entre o estímulo visual e a oscilação corporal, os autores verificaram novamente características dinâmicas no relacionamento entre informação sensorial e ação motora. O ganho não foi dependente da freqüência do estímulo enquanto que 30 a fase relativa diminuiu com o aumento da freqüência do estímulo. Esta dependência da fase relativa da freqüência do estímulo poderia ser interpretada como indícios de que o sistema de controle postural pode ser descrito por um sistema linear passivamente dirigido. No entanto, ao contrário do predito pelo modelo de Schöner (1991), o desvio angular foi dependente da freqüência do estímulo já que o acoplamento entre estímulo visual e a oscilação corporal foi mais estável nas freqüências intermediárias (0,2 Hz e 0,3 Hz) do que nas freqüências mais baixas e mais altas. Portanto, com base nestes resultados, os autores sugeriram que a oscilação corporal é ativamente gerada já que ela não apenas reflete as propriedades do estímulo visual. Parece, segundo os autores, que os parâmetros do estímulo visual, tais como freqüência e amplitude, podem ser incorporados pelo sistema postural (provavelmente por meio de adaptação) de modo que este sistema gere oscilações corporais condizentes com as propriedades do estímulo visual. Finalmente, com base na comparação qualitativa dos resultados experimentais com os resultados obtidos a partir da modelagem da oscilação corporal, utilizando o modelo matemático teórico proposto por Schöner (SCHÖNER, 1991), os autores sugeriram que o sistema de controle postural acopla seu funcionamento dinamicamente à velocidade do estímulo visual (DIJKSTRA; SCHÖNER; GIESE; GIELEN, 1994). Além do paradigma da sala móvel, um outro paradigma, denominado de paradigma da ‘sala móvel’ somatossensorial, tem sido utilizado na tentativa de entender o relacionamento entre informação sensorial e ação motora. Este paradigma teve origem nos estudos de Jeka e Lackner (1994; 1995) nos quais estes autores foram capazes de separar o suporte mecânico, proporcionado pelo contato com uma superfície rígida, das informações somatossensoriais proporcionadas por tal contato. Este paradigma consiste de uma barra de toque estacionária na qual os indivíduos tocam com o dedo indicador durante a manutenção da postura ereta. O toque é realizado em duas condições distintas: uma em que a força aplicada não pode exceder 1N e outra em que não há limite para aplicação de força. Os resultados têm revelado uma redução tanto nas oscilações corporais (JEKA; LACKNER, 1994; 1995) quanto nas atividades EMG dos músculos envolvidos na manutenção da postura (JEKA; LACKNER, 1995) nas condições em que o toque é realizado em comparação com as condições em que ele não é realizado. Posteriormente, o deslocamento da barra de toque foi acrescentado a este paradigma, originando o paradigma da 'sala móvel' somatossensorial. Neste paradigma, assim como no paradigma da sala móvel, a orientação postural e o equilíbrio postural são influenciados, mas agora a influência é em virtude do deslocamento da barra de toque, que cria a ilusão de oscilação corporal. Assim, quando a barra se aproxima do indivíduo, este tem 31 a impressão de que ele oscilou em direção à barra, o que o faz realizar contrações musculares adequadas para que desloque o corpo em direção contrária à barra. Da mesma forma, quando a barra se afasta, o indivíduo tem a impressão de que foi ele que se afastou da barra e, através de contrações musculares adequadas, ele desloca seu corpo em direção à barra. Vários estudos têm utilizado este paradigma (BARELA , 1997; BARELA; JEKA; CLARK, 2003; JEKA; OIE; SCHÖNER; DIJSKTRA; HENSON, 1998; JEKA; SCHÖNER; DIJKSTRA; RIBEIRO; LACKNER, 1997) também com o objetivo de entender a natureza da relação entre informação sensorial e ação motora a partir do modelo matemático teórico proposto por Schöner (1991). De maneira geral, estes estudos têm observado que o movimento da barra induz oscilações corporais correspondentes a este movimento tanto em crianças (BARELA , 1997; BARELA; JEKA; CLARK, 2003) quanto em adultos (JEKA; OIE; SCHÖNER; DIJSKTRA; HENSON, 1998; JEKA; SCHÖNER; DIJKSTRA; RIBEIRO; LACKNER, 1997). Estes estudos revelaram ainda, após comparação dos resultados experimentais com os resultados do modelo matemático teórico (Schöner, 1991), que o sistema de controle postural de adultos é sensível não apenas ao parâmetro de velocidade (JEKA; SCHÖNER; DIJKSTRA; RIBEIRO; LACKNER, 1997) mas também ao parâmetro de posição (JEKA; OIE; SCHÖNER; DIJSKTRA; HENSON; 1998) do estímulo somatossensorial. Estes resultados são particularmente interessantes já que quando o estímulo visual foi manipulado (no caso do paradigma da sala móvel) o sistema de controle postural mostrou-se sensível apenas ao parâmetro de velocidade do estímulo (DIJKSTRA; SCHÖNER; GIESE; GIELEN, 1994). 3.3. DESENVOLVIMENTO DO CICLO PERCEPÇÃO-AÇÃO Com base nas mesmas premissas do modelo proposto por Schöner (1991), o desenvolvimento do acoplamento entre informação visual e oscilação corporal tem sido verificado em bebês (BARELA; FREITAS JÚNIOR; GODOI; POLASTRI, 2001; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2000; BARELA; POLASTRI; FREITAS JÚNIOR; GODOI, 2003), crianças (BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2001; BARELA; JEKA; CLARK, 2003), adultos (FREITAS JÚNIOR; BARELA , 2002) e idosos (POLASTRI; BARELA; BARELA , 2001). Estes estudos utilizaram salas móveis (visual ou somatossensorial) controladas precisamente por sistemas de servo-mecanismo, o que permitiu uma análise cuidadosa do relacionamento entre informação sensorial e oscilação corporal. Barela, Jeka e Clark (2003), por exemplo, realizaram um estudo em que crianças de 4, 6 e 8 anos de idade e adultos permaneceram em pé com os olhos fechados, enquanto tocavam levemente (força inferior a 32 1,0 N) uma barra. Esta barra foi movimentada na direção médio-lateral em três freqüências distintas (0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz) e com a velocidade de pico sendo mantida constante em 0,33 cm/s, já que Jeka, Schöner, Dijkstra, Ribeiro e Lackner (1997) sugeriram que o sistema de controle postural é sensível à velocidade do estímulo somatossensorial. Os resultados revelaram que o movimento da barra induziu oscilações corporais correspondentes em todos os grupos. Ainda, como os valores obtidos para as variáveis ganho e fase foram semelhantes em crianças e adultos, os autores sugeriram que as crianças são sensíveis aos parâmetros posição e velocidade do estímulo somatossensorial (BARELA; JEKA; CLARK, 2003), assim como já havia sido observado em adultos (JEKA; OIE; SCHÖNER; DIJSKTRA; HENSON, 1998). Os estudos envolvendo o paradigma da sala móvel visual também manipularam a freqüência de movimentação da sala (0,2 Hz e 0,5 Hz) e mantiveram a velocidade de pico constante, já que Dijkstra, Schöner, Giese e Gielen (1994) sugeriram que o sistema de controle postural é sensível à velocidade do estímulo visual. Da mesma forma como observado nos estudos envolvendo o paradigma da sala móvel somatossensorial, os resultados revelaram que os participantes, sejam eles bebês (BARELA; FREITAS JÚNIOR; GODOI; POLASTRI, 2001; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2000; BARELA; POLASTRI; FREITAS JÚNIOR; GODOI, 2003), crianças (BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2001; BARELA; JEKA; CLARK, 2003), adultos ou idosos (POLASTRI; BARELA; BARELA , 2001), oscilam em freqüências próximas à freqüência de movimentação da sala. Surpreendentemente, no entanto, foi observado que tanto os bebês quanto as crianças acoplaram suas oscilações corporais aos movimentos da sala mais fortemente quando a sala foi movimentada na freqüência de 0,5 Hz do que quando ela foi movimentada na freqüência de 0,2 Hz (BARELA; FREITAS JÚNIOR; GODOI; POLASTRI, 2001; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2000; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2001; BARELA; POLASTRI; FREITAS JÚNIOR; GODOI, 2003). Como esta diferença na força do acoplamento entre informação visual e oscilação corporal nas freqüências de 0,2 Hz e 0,5 Hz não foi verificada em adultos e idosos (POLASTRI; BARELA; BARELA , 2001), Barela, Godoi, Freitas Júnior e Polastri (2000) sugeriram que o sistema de controle postural de bebês e crianças acopla seu funcionamento a outros parâmetros do estímulo visual além da velocidade, como por exemplo, à posição do estímulo visual. Isto porque, se o sistema de controle postural de bebês e crianças acoplasse seu funcionamento apenas à velocidade do estímulo seria esperado que os bebês e as crianças apresentassem um acoplamento entre informação visual e oscilação corporal semelhante nas duas freqüências manipuladas, já que a velocidade foi a mesma para as duas freqüências, mas 33 não foi o que aconteceu. Entretanto, há muitas dúvidas no que se refere aos parâmetros utilizados pelo sistema de controle postural de crianças já que não há estudos que tenham abordado profundamente esta questão em crianças. O estudo que mais se aproximou desta questão foi o de Barela, Jeka e Clark (2003), quando os autores, ao comparar os padrões de ganho e fase relativa apresentados por crianças e adultos, sugeriram que o sistema de controle postural das crianças também é sensível aos parâmetros de posição e velocidade do estímulo somatossensorial (BARELA; JEKA; CLARK, 2003). Barela, Jeka e Clark (2003) observaram ainda que, embora o movimento da barra tenha induzido oscilações corporais correspondentes tanto nas crianças quanto nos adultos, as crianças apresentaram uma maior variabilidade quando comparadas aos adultos. Os autores atribuíram esta maior variabilidade observada nas crianças a duas fontes de ruído. A primeira fonte seria decorrente do ruído inerente aos comandos enviados à musculatura periférica e a segunda fonte residiria na dificuldade das crianças em estimar o estado interno (posição e velocidade) da posição corporal. Assim, para estes autores, a maior variabilidade no acoplamento entre informação sensorial e ação motora observada em crianças pode ser decorrente de dificuldades em balancear a importância das informações sensoriais de diferentes origens de modo a gerar uma estimativa interna de orientação corporal precisa (BARELA; JEKA; CLARK, 2003). Esta dificuldade das crianças em utilizar ajustes posturais antecipatórios, de modo feedforward, também foi observado em outros estudos envolvendo tarefas distintas (ASSAIANTE; WOOLLACOTT; AMBLARD, 2000; HAY; REDON, 2001; LEDEBT; BRIL; BRENIÈRE, 1998; SCHMITZ; MARTIN; ASSAIANTE, 1999; 2002; VAN DER HEIDE; OTTEN; VAN EYKERN; HADDERS-ALGRA, 2003; WITHERINGTON; HOFSTEN; ROSANDER; ROBINETTE; WOOLLACOTT; BERTENTHAL, 2002;). Schmitz, Martin e Assaiante (1999), por exemplo, realizaram um estudo em que crianças com idades entre 3,5 e 4,5 anos deveriam permanecer sentadas em uma cadeira com um peso afixado no braço esquerdo, que estava apoiado sobre o braço da cadeira. Os resultados revelaram que, quando o peso foi retirado voluntariamente pela criança, a amplitude angular máxima do cotovelo esquerdo foi significativamente menor que a exibida quando o peso foi retirado inesperadamente pelo experimentador. Ainda, nas condições em que o peso foi retirado voluntariamente pela criança, a amplitude máxima do cotovelo correspondeu a 33% da amplitude máxima do cotovelo apresentada nas condições em que o peso foi retirado inesperadamente pelo experimentador. Como em adultos estes valores estão próximos a 16% (DUFOSSÉ; HUGON; MASSION, 1985), os autores sugeriram que, embora os 34 ajustes posturais antecipatórios estejam presentes nas crianças deste estudo, eles ainda não estão totalmente desenvolvidos (SCHMITZ; MARTIN; ASSAIANTE, 1999). Ledebt, Bril e Brenière (1998), por sua vez, estavam preocupados em precisar quando as crianças seriam capazes de apresentar ajustes posturais antecipatórios a fim de facilitar o início da passada. Para isto, realizaram um estudo em que crianças de 2,5, 4, 6 e 8 anos de idade deveriam realizar uma seqüência de 2 ou 3 passos sobre uma plataforma de força. Todas as crianças exibiram mudanças posteriores do centro de pressão antes do início da passada, entretanto, as mudanças laterais do centro de pressão apareceram consistentemente somente a partir dos 6 anos de idade (LEDEBT; BRIL; BRENIÈRE, 1998). Assim, embora todas as crianças tenham apresentados ajustes em preparação ao início da passado, o padrão destes ajustes diferiu entre os grupos. Em um estudo mais abrangente, Hay e Redon (2001) instruíram crianças entre 3 e 10,5 anos de idade e adultos a permanecerem em pé e, quando solicitado, a elevarem os braços até que eles ficassem aproximadamente paralelos ao solo. Esta tarefa foi realizada ora com um peso preso ao punho dos participantes, ora sem peso algum. Os resultados revelaram que todos os participantes exibiram deslocamentos do centro de pressão em preparação para a elevação dos braços, mas o padrão destes deslocamentos variou em função da idade. Enquanto as crianças com idade entre 3 e 5 anos deslocaram repentinamente o centro de pressão anteriormente e, em seguida, posteriormente, as crianças entre 6 e 10,5 anos de idade e os adultos iniciaram um gradual deslocamento posterior do centro de pressão. Os autores distinguiram ainda, três modos distintos de coordenação entre o movimento e o controle postural ao longo das idades: um apresentado pelas crianças entre 3 e 5 anos de idade, outro, pelas crianças entre 6 e 10,5 anos e, finalmente, o exibido pelos adultos (HAY; REDON, 2001). Embora estes vários estudos sobre o uso da informação de modo prospectivo possibilitem entender alguns aspectos do desenvolvimento do controle motor em crianças, várias dúvidas e questões necessitam ser respondidas. Na verdade, o entendimento destas questões também se faz necessário em adultos. De maneira geral, os estudos sobre controle postural discutidos anteriormente (por exemplo, DIJKSTRA; SCHÖNER; GIELEN, 1994; DIJKSTRA; SCHÖNER; GIESE; GIELEN, 1994) observaram que o sistema de controle postural dos adultos jovens tem sua dinâmica intrínseca alterada em função de variações no parâmetro de velocidade do estímulo visual e, ainda, que ele altera os parâmetros de seu funcionamento a fim de minimizar possíveis alterações das informações presentes no ambiente. Recentemente, estes resultados foram discutidos com maiores detalhes por Schöner, Dijkstra e Jeka (1998) pormenorizando os processos adaptativos verificados no funcionamento do 35 sistema de controle postural de adultos. Entretanto, há muito ainda por ser respondido, como por exemplo, como as informações provenientes de diversas fontes de informação sensorial são utilizadas pelo indivíduo. Como o sistema de controle postural integra adequadamente todas estas informações, principalmente, nas situações em que as mudanças em um dado canal sensorial não são acompanhadas por mudanças em outro canal sensorial (OIE; KIEMEL; JEKA, 2001; 2002). Cabe ressaltar que, no presente estudo, os processos adaptativos são entendidos da mesma forma que em estudos realizados com adultos (por exemplo, DIJKSTRA; SCHÖNER; GIELEN, 1994; DIJKSTRA; SCHÖNER; GIESE; GIELEN, 1994). Neste sentido, os processos adaptativos são alterações no funcionamento do sistema de controle postural de modo a compensar alterações e/ou degradações das informações disponíveis no ambiente. Infelizmente, se estes processos adaptativos não estão esclarecidos em adultos, a situação é ainda pior no que se refere à ocorrência dos mesmos desenvolvimentalmente. Apesar disso, há algumas indicações de adaptação em crianças (SCHMUCKLER, 1997) quando o paradigma da sala móvel visual foi utilizado para investigar as respostas posturais de crianças com idades entre 3 e 6 anos frente à informação visual. Num primeiro experimento, a sala móvel foi manualmente movimentada para frente e para trás nas freqüências de 0,2 Hz, 0,4 Hz, 0,6 Hz e 0,8 Hz, e com uma amplitude aproximadamente constante entre 10 e 12 cm. Foram realizadas 10 tentativas com 15 segundos de duração, divididas em dois blocos. Em cada bloco foram realizadas 5 tentativas, uma em cada freqüência de movimentação da sala e uma sem movimentação da sala. Os resultados indicaram que as crianças foram influenciadas pelos movimentos da sala em todas as freqüências já que elas oscilaram em freqüências próximas às freqüências em que a sala foi movimentada. Mais interessante, no entanto, foi a constatação de uma redução nos valores de amplitude média de oscilação do primeiro bloco de tentativas para o segundo o que, segundo o autor, sugere algum tipo de adaptação postural decorrente da exposição prolongada à situação da sala móvel. Num segundo experimento o autor objetivou examinar a capacidade das crianças em modular suas respostas posturais. Para isto, a sala foi movimentada nas mesmas freqüências do experimento anterior, porém, em uma mesma tentativa, ela foi movimentada em duas freqüências diferentes. As tentativas tinham 20 segundos de duração sendo os 10 segundos iniciais em uma freqüência e os próximos 10 segundos em outra freqüência. Os resultados revelaram que a freqüência de oscilação das crianças variou em função da freqüência de movimentação da sala (SCHMUCKLER, 1997). Assim, as crianças foram capazes de alterar os parâmetros de funcionamento do sistema de 36 controle postural de modo a gerar oscilações em freqüências próximas à freqüência do estímulo, mesmo quando esta freqüência foi alterada no meio da tentativa. Estes resultados são interessantes pois revelam que as crianças apresentam algum tipo de adaptação. Cabe ressaltar, no entanto, que os parâmetros de amplitude e velocidade utilizados neste estudo são altos em comparação com os parâmetros utilizados atualmente, o que poderia levar o sistema de controle postural a atuar em regimes diferentes. Isto porque o sistema de controle postural pode utilizar modos de controle diferentes dependendo se o estímulo móvel é percebido como movimento do próprio indivíduo ou como movimento do objeto (SCHÖNER; DIJKSTRA; JEKA, 1998). A mesma ressalva deve ser feita para alguns dos estudos anteriormente citados (BARELA; FREITAS JÚNIOR; GODOI; POLASTRI, 2001; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2000; BARELA; GODOI; FREITAS JÚNIOR; POLASTRI, 2001; BARELA; POLASTRI; FREITAS JÚNIOR; GODOI, 2003) uma vez que estes estudos também utilizaram valores altos de amplitude e velocidade de movimentação da sala móvel. Tendo em vista os resultados observados em estudos relacionados com bebês e crianças, em que mudanças desenvolvimentais foram observadas, tanto comportamentalmente como no funcionamento do sistema de controle postural, algumas questões surgem e necessitam ser esclarecidas, tais como: 1) As diferenças observadas entre crianças e adultos são decorrentes de diferenças no acoplamento entre informação sensorial e ação motora? 2) Ainda, crianças acoplam à informação visual utilizando parâmetros do estímulo visual diferentes dos utilizados por adultos? 3) Se este for o caso, quando crianças começam a utilizar a informação visual de forma semelhante aos adultos? 4) As crianças também apresentam os comportamentos adaptativos no acoplamento entre informação visual e ação motora observados em adultos? O presente estudo buscou responder estas questões ao examinar as alterações no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal, proveniente de uma sala móvel, nas faixas etárias de 4 a 14 anos de idade; a influência da freqüência de movimentação de uma sala móvel no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal; e a influência da manipulação da distância entre o participante e a parede frontal de uma sala móvel no acoplamento entre informação visual e oscilação corporal. Estas questões foram verificadas através da manipulação das idades dos participantes, das freqüências de oscilação da sala móvel e das distâncias em que os participantes estiveram posicionados em relação à sala móvel, como é melhor descrito a seguir. 37 4. MATERIAL E MÉTODO 4.1. PARTICIPANTES Participaram deste estudo sessenta crianças e adolescentes e dez adultos jovens. As crianças e os adolescentes foram divididos em 6 grupos etários: 4, 6, 8, 10, 12 e 14 anos de idade, sendo a composição de cada grupo determinada por uma variação de 6 meses para mais e para menos da idade determinada (± 6 meses). O grupo dos adultos jovens foi constituído por alunos de graduação e pós-graduação do Instituto de Biociências, UNESP, Campus de Rio Claro. As médias e desvios padrão da idade, massa e estatura são apresentados na Tabela 1. Tabela 1: Médias e desvios padrão da idade (em meses), massa (em quilogramas) e estatura (em centímetros) dos participantes dos sete grupos etários. Grupos Etários Idade (meses) Massa (kg) Estatura (cm) Média DP Média DP Média DP 4 anos 49,1 4,3 18,7 4,3 104,5 5,6 6 anos 73,2 4,5 25,3 7,4 119,2 6,7 8 anos 96,9 3,7 27,3 5,0 126,7 4,5 10 anos 118,5 2,6 33,4 8,5 135,0 5,9 12 anos 147,1 2,7 51,6 7,3 156,1 4,8 14 anos 170,5 4,3 59,8 11,1 164,6 6,7 Adultos Jovens 270,2 29,2 64,0 12,4 168,2 11,4 A escolha das faixas etárias deste estudo baseou-se em algumas evidências presentes na literatura. O grupo de 4 anos foi o grupo mais jovem por considerar que as 38 crianças desta idade seriam as mais jovens capazes de entender a tarefa e, consequentemente, de realizá-la da maneira solicitada. Os grupos de 6 e 8 anos foram incluídos já que mudanças abruptas foram verificadas no controle postural dos 5 e 6 anos para os 7 e 8 anos (WOLFF; ROSE; JONES; BLOCH; OEHLERT; GAMBLE, 1998). Da mesma forma, em virtude de alguns estudos reportarem que em situações mais difíceis as crianças de 10 anos de idade ainda apresentam comportamentos diferentes dos apresentados por adultos (FIGURA; CAMA; CAPRANICA; GUIDETTI; PULEJO, 1991; STREEPEY; ANGULO-KINZLER, 2002), um grupo de 10 anos também foi incluído. Finalmente, os grupos de 12 e 14 anos foram incluídos pois há indícios de que por volta dos 12 e 13 anos de idade os indivíduos começam a exibir comportamentos semelhantes aos adultos durante a manutenção da postura ereta (TAGUCHI; TADA, 1988). Todos os participantes compareceram ao Laboratório para Estudos do Movimento (LEM), Departamento de Educação Física, Instituto de Biociências, UNESP – Campus de Rio Claro e, no caso das crianças e dos adolescentes, foram acompanhados dos pais ou responsáveis. Neste local os participantes, ou responsáveis, foram informados acerca dos procedimentos experimentais aos quais seriam submetidos e assinaram um Termo de Consentimento (APÊNDICE A), devidamente aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Instituto de Biociências – UNESP – Campus de Rio Claro (ANEXO A). 4.2. PROCEDIMENTOS Após um período de adaptação ao ambiente do LEM, os participantes foram convidados a iniciar os procedimentos experimentais. Assim, eles foram instruídos a permanecer em pé dentro de uma “sala móvel”, com os braços posicionados ao lado do corpo, o mais estático possível. A sala móvel é constituída de uma armação de ferro em formato cúbico, revestida por madeira na parte posterior, nas laterais e no teto, com dimensões de 2,1 x 2,1 x 2,1 m (altura, largura e comprimento). Esta sala possui rodas de nylon em sua parte inferior que são posicionadas sobre trilhos de ferro possibilitando movimentos para frente e para trás, independente da superfície onde o participante está posicionado. As paredes internas da sala são pintadas de branco com faixas pintadas em preto formando listras verticais com aproximadamente 22 cm de largura e distantes entre si aproximadamente 42 cm, o que propicia maior contraste no ambiente. Na parte superior da sala (teto), aproximadamente no centro, está afixada uma lâmpada fluorescente compacta de 20 Watts que permaneceu acesa 39 durante todo o experimento, garantindo assim o mesmo nível de iluminação dentro da sala móvel entre as tentativas e entre os participantes. A Figura 1 apresenta as vistas frontal e lateral da sala móvel. Figura 1: Vista frontal e lateral da sala móvel utilizada na situação experimental. O movimento da sala foi produzido e controlado por um sistema de servo- mecanismo. Este sistema é composto por um controlador (Compumotor – Mod. APEX 6151), um servo-motor (Compumotor – Mod. N0992GR0NMSN) e um cilindro de um eixo (Mod. EC3-X3xxn-10004A-MS1-MT1M) que conecta a estrutura da sala móvel ao motor. Todo este sistema é controlado por programas específicos para este fim (Compumotor – Motion Architect for Windows). A Figura 2 apresenta uma foto do servo-motor e do cilindro de um eixo acoplados à estrutura da sala móvel. Figura 2: Servo-motor e cilindro de um eixo acoplados à estrutura metálica da sala móvel. Através deste sistema de servo-mecanismo, a sala móvel foi movimentada continuamente para frente e para trás nas freqüências de 0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz e 0,8 Hz, com amplitudes de 2 cm, 1 cm, 0,4 cm e 0,25 cm, respectivamente, e com velocidade de pico 40 mantida constante em 0,6 cm/s. A sala foi movimentada em movimento sinosoidal durante 60 segundos, que correspondeu à duração de cada tentativa. A escolha das freqüências de movimentação da sala foi em virtude das freqüências de 0,2 Hz e 0,5 Hz estarem próximas à freqüência natural de oscilação (SOAMES; ATHA, 1982) e das freqüências de 0,1 Hz e 0,8 Hz estarem fora do espectro das freqüências de oscilação preferidas pelo sistema de controle postural. Um emissor de raios infravermelhos do sistema OPTOTRAK (OPTOTRAK 3020 – Northern Digital Inc.) de análise de movimento foi afixado na porção medial do tronco (altura da 8a vértebra torácica, entre as escápulas) dos participantes para registro tridimensional das oscilações corporais dos participantes. Um outro emissor do sistema OPTOTRAK foi afixado na parte posterior da sala móvel para registro de seus movimentos. Para aquisição das informações referentes aos emissores posicionados no participante e na sala móvel, a unidade do OPTOTRAK com as câmeras foi posicionada a 2,4 m da frente da sala móvel e a freqüência de aquisição dos dados foi de 100 Hz. Os emissores forneceram informação sobre, respectivamente, a oscilação corporal dos participantes e o movimento da sala móvel, nas direções ântero-posterior e médio-lateral. A distância entre o participante e a parede frontal da sala foi manipulada com o intuito de verificar a influência desta distância na geração de respostas posturais quando o participante foi submetido à informação visual proveniente do movimento da sala. Esta manipulação buscou, portanto, verificar se as crianças apresentariam os processos adaptativos no funcionamento do sistema de controle postural observados em adultos por Dijkstra, Schöner, Giese e Gielen (1994) e por Freitas Júnior e Barela (2002). Para isso, foram demarcadas quatro distâncias entre o participante e a parede posterior da sala. As distâncias foram 25, 50, 100 e 150 cm, que são as mesmas utilizadas por Dijkstra, Schöner e Gielen (1994), exceto a última (originalmente 200 cm) que foi substituída por 150 cm em virtude de limitações do tamanho da sala móvel. Como já mencionado, a sala móvel deste estudo possui 2,1 m de comprimento e, portanto, se os participantes fossem colocados a 200 cm do fundo da sala eles ficariam quase fora desta, o que poderia torná-los suscetíveis a interferências visuais externas à sala. As distâncias entre o participante e a sala foram demarcadas por fitas adesivas afixadas no chão da sala. Durante cada tentativa, o participante deveria manter uma postura relaxada, com os braços ao longo do corpo e com a ponta dos pés sobre uma das fitas adesivas que demarcavam a distância. O posicionamento dos pés em relação à fita adesiva é apresentado na Figura 3. Ainda, foi solicitado aos participantes que olhassem para um alvo posicionado na 41 parede frontal da sala, que foi afixado na altura dos olhos de cada participante. Em virtude da participação de crianças este alvo foi uma figura infantil, medindo 10 cm X 10 cm, para que elas se motivassem em olhar para o fundo da sala. Figura 3: Representação esquemática do posicionamento dos pés ao lado das fitas adesivas que demarcaram as distâncias entre o participante e a parede frontal da sala móvel. A fim de garantir que os participantes estivessem realizando a tarefa, uma câmera de vídeo (Panasonic - Mod. WV-CL350) foi posicionada externamente na parte posterior da sala e capturou imagens dos participantes através de um orifício com 6 cm de diâmetro criado nesta parede. Estas imagens foram gravadas e monitoradas em tempo real pelo experimentador por meio de um aparelho televisor e de um vídeo cassete posicionados próximos ao local onde o experimentador controlava os demais equipamentos. A Figura 4 apresenta uma vista da parte de trás da sala móvel, onde a câmera foi afixada. Figura 4: Vista externa da sala móvel mostrando a parede do fundo da sala com o suporte e a câmera de vídeo utilizada. Tendo em vista os vários equipamentos que foram utilizados neste estudo, a Figura 5 apresenta uma representação esquemática de todos estes equipamentos a fim de facilitar o entendimento. 42 Figura 5: Representação esquemática de todos os equipamentos utilizados neste estudo. Durante o experimento, cada participante realizou 17 tentativas com duração de 60 segundos cada. Inicialmente foi realizada uma tentativa sem movimento da sala em que os participantes foram posicionados a 100 cm da sala. Em seguida foram realizadas 16 tentativas, divididas em 4 blocos de 4 tentativas cada, em que a sala foi movimentada. Em cada bloco os participantes permaneceram em uma das quatro distâncias possíveis e realizaram uma tentativa em cada uma das quatro freqüências de movimentação da sala móvel. Tanto a ordem das tentativas dentro de cada bloco quanto a ordem dos blocos foram randômicas, definidas por sorteio. Caso o participante não tivesse realizado a tarefa em uma tentativa, esta era repetida ao final. O intervalo entre as tentativas foi de cerca de 30 segundos e entre os blocos, de aproximadamente 2 minutos. Entretanto, sempre que necessário, o experimentador permitiu um tempo maior de descanso entre as tentativas e/ou blocos a fim de garantir a atenção dos participantes. Tendo em vista que o conhecimento do movimento da sala influencia o acoplamento entre informação visual e oscilações corporais (FREITAS JÚNIOR; BARELA , 2002), ao final de cada sessão experimental foi perguntado aos participantes se eles haviam notado algo de diferente durante a realização dos procedimentos experimentais. De todos os 43 participantes, apenas quatro participantes (dois pertencentes ao grupo de 14 anos e dois pertencentes ao grupo de adultos jovens) verbalizaram que a sala se movimentou e, por isso, eles foram descartados das análises e substituídos por outros participantes. 4.3. TRATAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS Os dados da oscilação corporal do participante e da movimentação da sala foram armazenados em formato binário e posteriormente transformados para arquivos em formato texto (Ascii). Após este procedimento, os dados contidos nos arquivos foram analisados por meio de programas escritos em linguagem MATLAB (versão 5.3 - Math Works Inc.), adaptados de um programa original (“RelPhase.Box1”). Em virtude de alguns participantes não realizarem a tarefa, algumas tentativas precisaram ser refeitas e, por isso, alguns participantes realizaram mais de dezessete tentativas. No entanto, de todas as tentativas realizadas pelos participantes, somente dezessete tentativas (uma em cada condição possível) para cada participante foram selecionadas para análise. Ainda, através da observação das imagens registradas pela câmera posicionada atrás da sala e das anotações feitas nas fichas de coleta, apenas os momentos em que os participantes permaneceram em pé olhando para a sala móvel e sem realizar movimentos bruscos ou retirar os pés da posição estabelecida por, no mínimo, 30 segundos consecutivos foram considerados válidos para as análises. Assim, das 1190 tentativas possíveis de serem selecionadas, apenas 90 tentativas (7,56%) não atenderam os critérios e tiveram alguns segundos excluídos das análises. Destas, 87 foram tentativas em que a sala foi movimentada e 3 foram tentativas em que a sala não foi movimentada. Das 87 tentativas em que a sala foi movimentada, 28 tentativas tiveram entre 30 e 39 segundos de duração, 28 tentativas tiveram entre 40 e 49 segundos de duração e 31 tentativas tiveram entre 50 e 59 segundos de duração. Ainda, destas tentativas em que a sala foi movimentada, 31 tentativas eram de participantes do grupo de 4 anos, 11 eram de participantes do grupo de 6 anos, 16 eram de participantes do grupo de 8 anos, 14 eram de participantes do grupo de 10 anos, 6 eram de participantes do grupo de 12 anos, 8 eram de participantes do grupo de 14 anos e 1 era de um participante do grupo de adultos jovens. Das 3 tentativas em que a sala não foi movimentada, todas eram de participantes do grupo de 4 anos, sendo 1 tentativa com 40 segundos de duração e 2 tentativas com 50 segundos de duração. 1 RelPhase.box é um programa escrito em linguagem Matlab (Math Works) por T. M. H. Dijkstra. 44 O relacionamento entre o movimento da sala e a oscilação corporal foi analisado por meio das medidas: coerência, ganho, fase relativa e desvio angular da fase relativa. A coerência é uma medida que avalia a força do relacionamento entre o movimento da sala e a oscilação corporal, e foi calculada nas respectivas freqüências em que a sala foi movimentada (0,1 Hz, 0,2 Hz, 0,5 Hz ou 0,8 Hz). A coerência é um número real entre 0 e 1 definida como: )()( 2 )( ωω ω yyPxxP xyP Coerência = onde: x(t) corresponde à posição da sala, y(t) corresponde à posição da oscilação corporal, Pxy(w) é a correlação entre os sinais x(t) e y(t), Pxx(w) e Pyy(w) são auto-correlações de x(t) e y(t), respectivamente; todos calculados a uma dada freqüência ω. Valores de coerência próximos a 1 indicam que os dois sinais (x e y) são fortemente dependentes, enquanto que valores de coerência próximos a 0 (zero) indicam que estes sinais não apresentam qualquer tipo de dependência. O ganho corresponde à razão entre a amplitude do espectro do movimento da sala móvel e a amplitude do espectro da oscilação corporal, e também foi calculado nas respectivas freqüências de apresentação do estímulo. Valores de ganho próximos a 1 indicam que a amplitude das oscilações corporais tem a mesma magnitude da amplitude do movimento da sala na freqüência específica. Valores menores ou maiores que 1 indicam que a amplitude das oscilações corporais é menor ou maior, respectivamente, que a amplitude do movimento da sala, na freqüência específica. A fase relativa fornece informação sobre o relacionamento temporal entre os movimentos gerados pela sala móvel e as oscilações corporais. Para o cálculo da fase relativa, os pontos extremos da posição e da velocidade do estímulo (posição da sala) e da resposta (oscilação corporal) foram determinados. A diferença temporal entre eles foi computada e então dividida pelo período que a sala necessitou para concluir um ciclo de oscilação. O valor desta divisão foi multiplicado por 360 graus, convertendo assim, os valores de fase relativa em graus. Finalmente foi calculada a média para estes valores, o que constituiu a fase relativa entre o movimento da sala e as oscilações corporais dos participantes. Valores positivos ou negativos da fase relativa indicam que as oscilações corporais dos participantes estão adiantadas ou atrasadas, respectivamente, em relação ao movimento da sala. 45 O desvio angular é o desvio padrão dos valores médios da fase relativa sendo, portanto, uma medida de estabilidade do relacionamento entre os movimentos gerados pela sala móvel e as respostas posturais desencadeadas pelo movimento da sala. Quanto menor o valor do desvio angular, maior a estabilidade do relacionamento temporal entre o movimento da sala e as oscilações corporais dos participantes e, da mesma forma, quanto maior o valor do desvio angular, menor a estabilidade deste relacionamento. O comportamento dos participantes perante a movimentação da sala também foi avaliado por meio de duas variáveis descritivas: a freqüência e a amplitude média de oscilação. A freqüência média de oscilação foi calculada obtendo a média dos períodos de cada ciclo, dentro de uma tentativa, identificados através de uma análise residual que aponta qual a freqüência onde os picos de oscilação corporal se encontram no espectro e, então, obtendo o inverso de cada período (F=1/T: onde F é a freqüência e T o período). Para o cálculo da amplitude média de oscilação um polinômio de primeira ordem foi subtraído dos sinais de cada tentativa. Após esta subtração, o desvio padrão dos valores de oscilação corporal foi calculado, constituindo a amplitude média de oscilação. Tendo em vista que estudos anteriores (DIAS, 2001; BARELA; JEKA; CLARK, 2003; BARELA; POLASTRI; FREITAS JÚNIOR; GODOI, 2003) têm observado um fraco acoplamento entre a informação sensorial e as respostas posturais na direção diferente da direção em que o estímulo (visual ou somatossensorial) foi movimentado, tanto as variáveis que analisaram o relacionamento entre informação visual e oscilação corporal quanto as que analisaram o comportamento dos participantes perante a movimentação da sala foram consideradas apenas na direção ântero-posterior já que esta foi a direção de movimento da sala móvel. O comportamento dos participantes nas tentativas em que a sala não foi movimentada também foi avaliado por meio das variáveis descritivas freqüência e amplitude média de oscilação. Para o cálculo da freqüência média de oscilação foram realizadas análises de densidade espectral (PSD - Método Welch, segmento de 1024 e sobreposição de 50%) a fim de determinar as freqüências que compunham a oscilação corporal nas direções ântero- posterior e médio-lateral, com resolução de 0,09 Hz. A freqüência média de oscilação correspondeu à freqüência em 50% da área total do espectro. Para o cálculo da amplitude média de oscilação um polinômio de primeira ordem foi subtraído dos sinais de cada tentativa. Após esta subtração, o desvio padrão dos valores de oscilação corporal foi calculado, o que constituiu a amplitude média de oscilação. Estas variáveis que analisaram o 46 comportamento dos participantes nas tentativas em que a sala não foi movimentada foram consideradas tanto na direção ântero-posterior quanto na direção médio-lateral. 4.4. ANÁLISE ESTATÍSTICA A fim de investigar o comportamento dos participantes perante a movimentação da sala foram realizadas três análises de multivariância (MANOVAs) 7 x 4 x 4 (grupos x freqüências x distâncias), sendo os dois últimos fatores tratados como medidas repetidas. A primeira MANOVA teve como variáveis dependentes a amplitude e a freqüência média de oscilação, a segunda MANOVA teve como variáveis dependentes a coerência e o ganho e a terceira MANOVA teve como variáveis dependentes a fase relativa e o desvio angular. Para investigar o comportamento dos participantes na ausência de movimento da sala foi realizada uma análise de multivariância (MANOVA) 7 x 2 (grupos x direção), tendo como variáveis dependentes a amplitude e freqüência média de oscilação. Quando houve necessidade, testes de análises univariadas e testes Post hoc utilizando ajustes de Bonferroni foram realizados. Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando o programa SPSS (SPSS para Windows – versão 6.1 – SPSS, inc) e o valor de alfa foi mantido em 0,05. 47 5. RESULTADOS Para facilitar o entendimento dos resultados, estes serão apresentados em duas partes. Inicialmente serão apresentados os resultados referentes às tentativas em que a sala móvel não foi movimentada e, posteriormente, serão apresentados os resultados referentes às tentativas em que a sala móvel foi movimentada. Nesta segunda parte, os resultados são ainda subdivididos em três partes. Assim, primeiramente serão apresentados os resultados relativos ao comportamento dos participantes frente à movimentação da sala móvel, em seguida, os resultados referentes ao relacionamento espacial entre o movimento da sala e as oscilações corporais dos participantes e, finalmente, os resultados referentes ao relacionamento temporal entre o movimento da sala e as oscilações corporais dos participantes. 5.1. COMPORTAMENTO NAS TENTATIVAS SEM MOVIMENTO DA SALA MÓVEL O comportamento dos participantes nas tentativas em que a sala não foi movimentada foi verificado por meio das variáveis descritivas amplitude e freqüência média de oscilação. De mane