Relações de causa e efeito entre redes cerebrais e coordenação bimanual em adultos mais velhos

Será usado um projeto intra-sujeito simples-cego, pseudo-randomizado e controlado por simulação. O estudo consiste em três sessões experimentais. Em cada sessão, uma das três condições de estimulação foi aplicada: (1) estimulação em fase; (2) estimulação antifase; (3) estimulação simulada. A ordem das três condições de estimulação ao longo das sessões será pseudo-randomizada entre os participantes. Dentro de cada sessão, a estimulação é aplicada durante a realização de duas tarefas: uma tarefa 2-back para avaliar a memória de trabalho espacial pura (sWM) e uma tarefa complexa de rastreamento bimanual (BTT) para avaliar a aquisição de habilidades bimanuais. Para minimizar os efeitos de aprendizado e transferência ao longo das sessões, um período de wash-out de 6 semanas entre as sessões é usado e três variantes diferentes da tarefa BTT (uma para cada sessão). A ordem dessas variantes também foi pseudo-randomizada entre os participantes.

Para avaliar o sWM, os participantes realizam uma versão adaptada do teste visuoespacial match-to-sample de 2 costas usado em Alekseichuk et al., 2016. Os participantes estão sentados em uma cadeira, com a mão direita apoiada em uma caixa de resposta. Uma tela de computador é colocada na frente do participante. Na tela, uma grade 3x3 azul é desenhada sobre um fundo preto. Cada tentativa consiste em três eventos: um estímulo, uma sondagem e um período de resposta. Durante o estímulo, dois ou três pontos brancos aparecem em algum lugar da grade por 2150ms. Após um intervalo de tempo de 50ms, segue-se o aparecimento da sonda, constituída por um pequeno ponto azul, com duração de 300ms. Durante o período de resposta (duração de 2000ms), o participante é solicitado a pressionar ou não o botão de resposta, indicando se a localização da sonda corresponde à localização do estímulo na tentativa anterior ou não (ou seja, condição 2-back ).

Para fins de familiarização, os participantes são primeiro instruídos sobre qual é o objetivo da tarefa. Em seguida, eles praticaram uma série de dez ou vinte tentativas sem estimulação.

Para o experimento (ou seja, desempenho da tarefa durante a estimulação), um conjunto completo de tentativas é organizado em cinco blocos, consistindo de 30 tentativas (ou seja, 150 tentativas por conjunto). Os cinco blocos são separados por intervalos de 1 minuto. A distribuição das condições de estímulo de 2 ou 3 pontos no conjunto de 150 tentativas foi de 50% a 50%, apresentadas em ordem aleatória. Quarenta por cento dos ensaios são ensaios combinados (ou seja, 58 tentativas) e 60% são tentativas não combinadas (ou seja, 87 tentativas).

Para este estudo, usamos três séries fixas de tentativas, ou seja, uma para cada sessão. A ordem desses conjuntos nas sessões será pseudo-aleatória entre os participantes.

Para avaliar a aprendizagem bimanual inicial, usamos uma tarefa complexa de rastreamento bimanual visuomotor (BTT). Os participantes estão sentados em frente a uma tela de computador com os braços pronados sobre a mesa. Cada dedo indicador é colocado em um controlador. Os controladores são dois mostradores rotativos com pequenas ranhuras para a colocação dos dedos. Ao girar bimanualmente os dois mostradores, o participante pode mover a posição de um cursor vermelho no visor. As rotações do mostrador esquerdo e direito induziram o movimento do cursor ao longo das ordenadas e abscissas.

O objetivo do BTT é manipular a posição dos cursores para seguir um ponto alvo em movimento em uma linha reta inclinada, apresentada no display, com a maior precisão possível. Cada tentativa de BTT começa com o aparecimento da linha de destino. Na origem desta linha, no centro do display, um ponto alvo vermelho é apresentado por 2 segundos (i.e. período de preparação). Então, um sinal sonoro GO indica o início do período de movimento: o ponto-alvo começa a se mover a uma velocidade constante ao longo da linha em direção à extremidade periférica da linha, que o participante deve seguir girando os mostradores simultaneamente. A duração do movimento do ponto alvo do centro para a periferia (ou seja, período de movimento) é de 5 segundos. Entre as tentativas, um intervalo de tempo de 3 segundos é implementado.

Existem quatro condições de tarefa diferentes que diferem em frequências relativas entre as mãos (1:3 vs. 3:1) e direcionalidade relativa dos mostradores rotativos (isodirecional [ISO] versus não isodirecional [NON-ISO] ). Mais especificamente, na condição 1:3, o dedo indicador direito tem que girar o mostrador três vezes mais rápido que a mão esquerda, enquanto na condição 3:1, esse padrão é invertido. Para o modo ISO, ambos os dedos indicadores devem girar os mostradores para a direita (ISO-R) ou para a esquerda (ISO-L). Para o modo NON-ISO, ambos os dedos indicadores devem girar os mostradores para dentro (NON-ISO-IN) ou para fora (NON-ISO-OUT).

Para se familiarizar com a tarefa, implementa-se um bloco de prática de 16 tentativas sem estimulação. Para o experimento (ou seja, desempenho da tarefa durante a estimulação), são quatro blocos de 36 tentativas, onde cada condição da tarefa é repetida nove vezes em cada bloco. Oferecemos intervalos de 1 minuto entre os blocos. Quinze minutos após o final do quarto bloco, será adicionado um bloco de retenção de 36 tentativas sem estimulação. A ordem das quatro condições de tarefa dentro de cada bloco será randomizada.

Para minimizar os efeitos de aprendizado nas três sessões, rotacionamos o quadro de referência da orientação da linha a cada vez em 90 graus.

A estimulação será fornecida por dois dispositivos estimuladores de Corrente Contínua (DC) PLUS acionados por bateria (neuroConn e Eldith GmbH, Ilmenau, Alemanha). Cada dispositivo é conectado a uma montagem de anel de borracha central e envolvente, adequada para estimulação focal. Cada montagem consiste em um pequeno eletrodo central circular (diâmetro de 20 mm) e um eletrodo circular circundante (diâmetro interno de 40 mm e diâmetro externo de 60 mm). Os eletrodos centrais são posicionados de acordo com o sistema 10-20 EEG: no meio entre AF4 e F4, que corresponde à junção entre BA9 e BA46 (ou seja, córtex pré-frontal dorsolateral direito (DLPFC)); e P4, que corresponde ao córtex parietal posterior direito (CPP). A impedância é mantida abaixo de 10kOhm usando uma pasta condutora (Ten20, Weaver and Company, CO, EUA).

A estimulação em fase consistirá em estimulação de 6Hz sobre o DLPFC direito e o PPC direito que é sincronizado (0deg phase lag entre ambos os locais), enquanto a estimulação antifase usará estimulação dessincronizada de 6Hz (180deg phase lag entre ambos os locais). Para garantir um atraso de fase consistente, a estimulação será aplicada por 1 minuto, depois interrompida e reiniciada após 5 segundos. A estimulação simulada fará uso de vibrações de 6 Hz em vez de corrente elétrica para imitar a sensação física de pulsação.