Facilitando a Aprendizagem Implícita para Melhorar a Neurorreabilitação no AVC

Alguém tem um derrame nos EUA a cada 45 segundos, resultando em mais de 700.000 novos derrames todos os anos e o derrame é a principal causa de incapacidade em veteranos (American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Sub-Committee). A grande maioria desses casos resulta em deficiências motoras, que frequentemente fazem com que os indivíduos se tornem dependentes de outros para o funcionamento diário (escala de Rankin modificada 3-5, ver Lees et al., 2006). Especificamente, a hemiparesia da extremidade superior é a principal causa de incapacidade funcional após AVC e a função do braço superior explica cerca de 50% da variabilidade na qualidade de vida relatada (Wyller et al, 1997). Como tal, otimizar a neurorreabilitação do braço é um problema crítico a ser abordado na população de veteranos em envelhecimento.

"A reabilitação, para os pacientes, é fundamentalmente um processo de reaprender como se mover para realizar suas necessidades com sucesso" (Carr & Shepherd, 1987). Esta afirmação postula que, em seu núcleo, a neurorreabilitação é o aprendizado motor, mas, apesar desse princípio, a pesquisa em aprendizado motor teve pouco impacto na reabilitação do AVC (Krakauer, 2006). Recentemente, houve interesse em desenvolver e testar novos métodos para otimizar a reabilitação da extremidade superior. Investigadores do Baltimore VAMC foram pioneiros em paradigmas de treinamento orientado a tarefas para melhorar a mobilidade (Macko et al., 2005) naqueles com AVC crônico. Como parte dessa abordagem programática, novos programas de treinamento de robótica de membros superiores foram desenvolvidos para melhorar o alcance e a coordenação dos membros. No entanto, a maioria dessas intervenções depende de estratégias de aprendizagem baseadas em erros durante a reabilitação, que promovem o conhecimento explícito relacionado à tarefa. No entanto, um corpus de pesquisa de aprendizagem motora indica que esta pode não ser a melhor estratégia para otimizar a aprendizagem motora e, portanto, a neuroreabilitação.

O aprendizado baseado em erro envolve receber feedback contínuo do movimento com a intenção de que o aluno faça correções no movimento em tempo real. Assim, a aprendizagem ocorre por meio de uma série de repetições em que o aprendiz reduz continuamente a discrepância entre o comportamento ideal e a observação de seu próprio comportamento. Em outras palavras, o aprendizado baseado em erros promove uma adaptação para alcançar o comportamento desejado. Em contraste, as estratégias de aprendizado de condicionamento operante consistem em que o aprendiz receba apenas feedback sobre a qualidade de seu movimento no final do comportamento. Assim, o aprendizado ocorre por meio de uma série de reforços do comportamento desejado em sua totalidade, que é mais livre de modelo do que a adaptação incorrida durante o aprendizado baseado em erro. Uma distinção primária entre essas duas estratégias de aprendizagem é que a aprendizagem baseada em erros promove o conhecimento explícito da tarefa, enquanto o condicionamento operante promove o conhecimento implícito (Krakauer & Mazzoni, 2011). Esses dois tipos de conhecimento têm implicações drásticas para resultados funcionais (ou seja, desempenho motor, carga de trabalho cognitiva e retenção).

Antes do AVC, as funções do braço, como alcançar e agarrar, eram amplamente realizadas sem o uso de conhecimento explícito. Em outras palavras, indivíduos saudáveis ​​dedicam pouco esforço consciente sobre como estão controlando seus membros, eles apenas 'fazem'. Embora o uso de estratégias explícitas durante o aprendizado possa facilitar a taxa de aprendizado, se for dado tempo suficiente, os indivíduos que têm conhecimento explícito limitado terão um desempenho igualmente bom (Maxwell et al, 1999). Apesar de uma taxa de aprendizagem mais lenta, a recompensa de reduzir o conhecimento explícito da tarefa pode ser muito vantajosa durante o desempenho motor. Notavelmente, a retenção do comportamento aprendido é maior em indivíduos que aprenderam sob condições que inibem o conhecimento explícito. Por exemplo, Malone e Bastian (2010) fizeram com que os indivíduos aprendessem uma nova tarefa de caminhada (esteira dividida em que as esteiras se movem em taxas diferentes) e naqueles em que o conhecimento explícito era limitado exibiam aprendizado que persistia por mais tempo do que aqueles que dependiam do conhecimento explícito durante o aprendizado . Além disso, limitar o conhecimento explícito durante a aprendizagem motora pode resultar em redução da carga de trabalho cognitiva e manutenção do desempenho em condições de desafio (Zhu et al., 2011). Em conclusão, promover o conhecimento explícito durante a reabilitação em vez do controle inconsciente (limitando o conhecimento explícito) reduz a sustentabilidade da habilidade motora recém-adquirida e consome recursos cognitivos, que precisam estar disponíveis para outras demandas. Assim, o controle automático desses comportamentos é fundamental para a realização das atividades diárias, sugerindo o condicionamento operante (que limita o conhecimento explícito) como superior ao aprendizado baseado no erro.

Aqueles com AVC são capazes de aprender tarefas implicitamente, embora a taxa de aprendizagem possa ser atrasada em comparação com controles saudáveis ​​(Pohl et al., 2001) e atrasada ainda mais em função da gravidade do AVC (Boyd et al., 2007). Além disso, o simples fornecimento de informações explícitas sobre uma tarefa implícita demonstrou reduzir a taxa de aprendizado e a retenção naqueles com acidente vascular cerebral nos gânglios da base (Boyd et al., 2004; Boyd et al., 2006) e danos às áreas sensório-motoras (Boyd et al. ., 2003; Boyd et al., 2006; Winstein et al., 2003). Embora esses estudos destaquem a importância de limitar o conhecimento explícito durante o aprendizado, eles foram feitos no contexto do aprendizado de sequências implícitas, e não no desenvolvimento de habilidades, que, embora relacionadas, dependem de diferentes aspectos do aprendizado motor (Krakauer & Mazonni, 2011, Yarrow et al. , 2009). No contexto do aprendizado de habilidades funcionais, foi demonstrado que o tempo/tipo de feedback afeta a taxa de aprendizado, bem como a retenção e tem sido implicado em afetar o tipo de conhecimento (Levin et al., 2010). Especificamente, fornecer feedback sobre o desempenho da tarefa com menos frequência e após o desempenho, e não durante (ou seja, atrasado) demonstraram aumentar a retenção da aprendizagem e provavelmente facilitar a aprendizagem implícita (Cirstea et al., 2006; Winstein et al., 1996). Além disso, o feedback sobre os resultados (conhecimento dos resultados) em vez do desempenho (conhecimento do desempenho) demonstrou aumentar a retenção e limitar o conhecimento explícito (Cirstea et al., 2006; Sidaway et al., 2008; Winstein, 1991). Assim, a presente proposta tentará promover o conhecimento implícito durante o desenvolvimento da habilidade motora, manipulando quando o feedback é dado e o tipo de feedback.

O objetivo do estudo atual é determinar o efeito da aprendizagem baseada em erro versus aprendizagem de condicionamento operante em resultados críticos de neuroreabilitação (ou seja, desempenho após o aprendizado, generalização, carga de trabalho cognitiva imposta pela tarefa e retenção).