Atividade do córtex pré-frontal na modulação do andar de idosos - Belli, Vinicius de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
Aging leads to loss of gait automaticity, hence older people need to recruit cognitive areas during walking. In greater demanding situations, such as fast walking speed, older people further increase prefrontal cortex activity to maintain task performance. Although previous studies have shown the role of the prefrontal cortex during fast walking, studies have analysed walking in a treadmill. Therefore, the aim of this study was to compare the prefrontal activity during overground walking at preferred and fast speed in older people. Twenty-five older people walked a 26.8m long circuit under two experimental conditions: preferred and fast walk speed. Each experimental condition were composed by five trials of 60s (30s of rest and 30s of data acquisition during walking).. A carpet with sensors pressure was used to record the spatiotemporal parameters of gait. A mobile functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) system, with 8 channels, was placed over forehead of participants to record prefrontal cortex activity. Oxygenated hemoglobin (HbO₂) concentration was used as a hemodynamic activity marker of the prefrontal cortex. The HbO₂ analysis during walking was divided into two periods: baseline (10 last seconds of the rest period) and experimental task (5 to 25 s of the data acquisition during walking). T-tests were used to compare HbO₂ and gait variables between gait condition (p≤0.05). Analysis indicated longer step length (p>0.001), higher step velocity (p>0.001) and shorter step duration (p>0.001) and swing phase (p>0.001) during fast walking compared to preferred walking speed. In addition, older people presented higher HbO₂ concentration in the prefrontal cortex (p=0.024) during fast walking compared to preferred walking speed. In conclusion, older people increased the prefrontal cortex activity during overground walking, and in a greater demanding situation, such as fast walking speed, older people needed to increase cortical activity even more, possibly to maintain their task performance (33.48% increase).

O processo de envelhecimento leva a perda da automaticidade do andar e, como consequência, os idosos precisam recrutar áreas cognitivas durante a locomoção. Em situações mais exigentes, como o andar em velocidade rápida, os idosos aumentam ainda mais a atividade do córtex préfrontal para manter o desempenho da tarefa. Ainda que os achados anteriores demonstrem o papel do córtex pré-frontal durante o andar em velocidade rápida, os estudos analisaram o andar em esteira. Portanto, o objetivo deste estudo foi comparar a atividade do córtex pré-frontal durante o andar no solo em velocidade preferida e em velocidade rápida de idosos. Vinte e cinco idosos andaram em um circuito de 26,8m de comprimento em duas condições experimentais: andar em velocidade preferida e em velocidade rápida. Cinco tentativas foram realizadas para cada condição, iniciando pela condição de andar em velocidade preferida para todos os participantes. A duração de cada tentativa foi de 60s sendo 30s de repouso e 30s de tarefa. Um carpete com sensores de pressão foi utilizado para o registro dos parâmetros espaço-temporais do andar. Um sistema portátil de espectroscopia funcional de luz próxima ao infravermelho (fNIRS), com 8 canais, foi posicionado na cabeça do participante para registro da atividade do córtex pré-frontal. A concentração de hemoglobina oxigenada (HbO₂) foi utilizada como marcador da atividade hemodinâmica do córtex pré-frontal. A análise da HbO₂ durante o andar foi dividida em dois períodos: baseline (10s, antes do início do andar) e andar (30s, sendo excluídos os 5s iniciais e os 5s finais). Teste t foi utilizado para análise estatística da HbO₂ e das variáveis do andar (p≤0,05). A análise indicou maior comprimento (p>0,001), velocidade (p>0,001) e menor duração do passo (p>0,001) e fase de balanço (p>0,001) durante o andar em velocidade rápida comparado ao andar em velocidade preferida. Ainda, os idosos apresentaram maior concentração de HbO₂ no córtex pré-frontal (p=0,024) durante o andar rápido. A partir dos resultados, pode-se concluir que os idosos aumentaram a atividade do córtex pré-frontal ao andar no solo, sendo que em situações mais exigentes, como o andar em velocidade rápida, os idosos precisaram aumentar ainda mais a atividade cortical, possivelmente para manter o desempenho da tarefa (aumento de 33,48%).
Prefrontal cortex activity in gait modulation in elderly people
Keywords: Cortical activity; Locomotion; Gait speed; Aging; Atividade cortical; Locomoção; Velocidade do andar; fNIRS; Envelhecimento