O treinamento pode equilibrar, ou curtir a música, melhorar a atenção, a resolução de problemas e/ou as habilidades de controle do comportamento?

As funções executivas (FEs) são críticas para o sucesso na escola e na vida, saúde física e mental, boa qualidade de vida e harmonia social (Miller et al., 2011; Moffitt et al., 2011; Wolfe et al., 2016 ; Wong et al., 2010). De fato, verificou-se que as FEs são mais preditivas de sucesso acadêmico e profissional do que o status socioeconômico (SES) ou o quociente de inteligência (QI) (Alloway & Alloway, 2010).

Está bem estabelecido que as FEs dependem do córtex pré-frontal (PFC) e de outras regiões do cérebro com as quais está interconectado (Bunge et al., 2002; Diamond, 2002; Duncan & Owen, 2000). Recentemente, foi demonstrado que grande parte do equilíbrio (especialmente quando há entrada sensorial reduzida [por exemplo, olhos fechados] ou uma base de apoio reduzida [por exemplo, pés juntos ou uma perna levantada]) requer PFC (Bauby & Kuo, 2000; Kwag & Zijlstra, 2022; St George et al., 2021). De fato, o aumento da atividade do PFC parece compensar os déficits sensório-motores para manter o equilíbrio em adultos mais velhos (St George et al., 2021), e o PFC dorsolateral foi significativamente ativado após perturbação externa da estabilidade postural (Karim et al., 2014 ; Mihara et al., 2008).

Está bem estabelecido que o aprendizado motor e o equilíbrio dependem do cerebelo e de outras regiões cerebrais inter-relacionadas (Glickstein & Yeo, 1990; Morton & Bastian, 2004). É importante ressaltar, no entanto, que o cerebelo demonstrou desempenhar um papel importante nas FEs (Diamond, 2000; Koziol et al., 2014; Schmahmann, 2004, 2019; Stoodley, 2014; Strick et al., 2009). O cerebelo é topograficamente organizado em áreas motoras, cognitivas e afetivas e possui importantes conexões anatômicas com o CPF (Bostan & Strick, 2018; Kelly & Strick, 2003; Stoodley et al., 2012). Um corpo crescente de evidências recentes apóia uma estreita associação entre o desenvolvimento motor e cognitivo (Diamond, 2000; Koziol et al., 2011, 2014).

Outra evidência da estreita conexão entre FEs e função motora, especialmente o equilíbrio, pode ser vista no fato de que crianças com FEs prejudicadas (como crianças com TDAH) tendem a ter equilíbrio prejudicado (Bucci et al., 2014; Buderath et al. , 2008; Hassan, 2012; Hove et al., 2015; Jansen et al., 2019; Kim et al., 2017; Shum & Pang, 2009; Zoccante et al., 2021) e há uma sobreposição entre TDAH e desenvolvimento Diagnóstico de Distúrbio da Coordenação em torno de 30-50% (Pitcher et al., 2003).

Suporte adicional para uma conexão próxima entre equilíbrio e FEs vem de estudos transversais que relatam uma correlação positiva entre estabilidade postural e desempenho acadêmico (Haynes et al., 2017, 2018; Shachaf et al., 2019).

Por fim, ter que realizar uma tarefa de FE ao mesmo tempo em que enfrenta um desafio de equilíbrio prejudica o desempenho de ambos, sugerindo que eles precisam de recursos neurais compartilhados (Bustillo-Casero et al., 2017; Fraizer & Mitra, 2007; Möhring et al., 2018; Shorer et al., 2012).

Objetivo: Ver se melhorar o equilíbrio pode levar a FEs aprimoradas.

Objetivos e hipótese Nosso objetivo principal é determinar o efeito da melhora do equilíbrio postural, por meio de uma intervenção de treinamento de equilíbrio, nas FEs em crianças de 8 a 12 anos de idade.

Nossa hipótese é que o treinamento de equilíbrio, especialmente sob condições de entrada sensorial reduzida e/ou base de suporte reduzida, não apenas melhorará o equilíbrio, mas também as FEs. Além disso, levantamos a hipótese de que o grau de melhora no equilíbrio estará positivamente associado ao grau de melhora nas FEs.

Embora estudos tenham apoiado uma associação entre estabilidade postural e FEs (Haynes et al., 2017; Mihara et al., 2008; St George et al., 2021), o efeito causal do treinamento de equilíbrio (sem exercícios aeróbicos, bimanuais ou olho-mão coordenação e/ou componentes de atenção plena) em FEs nunca foi investigado. Se resultados positivos forem obtidos, esta seria a primeira evidência de que os programas de treinamento de equilíbrio podem ser uma maneira eficaz de melhorar as FEs. Entender melhor o efeito de melhorar o equilíbrio nos EFs pode mudar nossa abordagem atual para o treinamento de EFs. A abordagem de treinamento de equilíbrio a ser tentada aqui tem várias vantagens sobre as abordagens tradicionais - pode ser feita em casa ou em qualquer lugar, uma sessão leva apenas 15 minutos, é barata, permite que as crianças se levantem e se movimentem (em vez de ter que fique sentado em uma mesa) e esperamos que os participantes achem divertido e agradável.

Queríamos uma condição de controle ativo que os participantes esperariam que pudesse melhorar suas FEs porque parte do benefício de uma intervenção ocorre apenas porque os participantes esperam que a intervenção produza um benefício (Boot et al., 2013; Simons et al., 2016). As expectativas podem se tornar profecias auto-realizáveis ​​(Jenner et al., 1990; Rosenthal & Jacobson, 1968), então queríamos uma condição de controle ativo que geraria expectativas semelhantes de benefício. Assistir a vídeos musicais foi escolhido como a condição de controle ativo devido à evidência de que ouvir música melhora o funcionamento cognitivo de adultos com demência ou declínio cognitivo (Baird & Samson, 2015; Cuddy et al., 2015; Narme et al., 2014; Samson et al., 2015; Särkämö et al., 2008), tocar música pode melhorar as FEs das crianças (Bowmer et al., 2018; Holochwost et al., 2017; Sachs et al., 2017)), ouvir música melhora o humor ( Kemper & Danhauer, 2005; Raglio et al., 2015), e a melhora do humor leva a melhores FEs (Ashby et al., 1999; Isen, 2000; Yang et al., 2013). No entanto, não esperamos que nossa condição de assistir a videoclipes melhore as FEs, porque (a) a participação das crianças é passiva (elas são apenas consumidoras, assistindo e ouvindo) e (b) o ato de assistir a videoclipes agradáveis ​​não coloca qualquer exigência de FEs (ao passo que fazer exercícios de equilíbrio deveria).

O grupo sem tratamento é incluído no caso de a Condição de Música produzir alguns pequenos benefícios de FE, caso em que a diferença de benefícios entre as Condições de Equilíbrio e Música pode não ser significativa. Esperaríamos, no entanto, que enquanto a Condição de Equilíbrio produzisse benefícios de EF significativamente maiores do que sem tratamento, a Condição de Música, se produzir benefícios de EF, não produziria benefícios significativamente maiores do que sem tratamento.

População do estudo Assumindo um nível de significância de 0,05, as análises de poder usando G*Power 3.1 (Faul et al., 2007) mostraram que seria necessário um tamanho de amostra de 30 por grupo para nos dar 80% de poder para detectar um tamanho de efeito médio (d ' = 0,5) para mudança de EF ao longo do tempo e para melhorias na oscilação postural ao longo do tempo em crianças com base em achados de outros estudos de EF ou treinamento de equilíbrio em crianças (re: treinamento de EF: consulte a revisão de Diamond & Ling, 2019; re: equilíbrio , ver, por exemplo, ; Granacher et al., 2011; Heleno et al., 2016).

Considerando as possíveis taxas de abandono e não adesão, estamos permitindo que 10-20% dos participantes não concluam o estudo. Portanto, nosso objetivo é recrutar 108 participantes (36 por condição).

Desenho do Estudo As intervenções do estudo consistem em: Treinamento de Equilíbrio (BT), Treinamento de Música (MT) e negócios como de costume. As intervenções de BT e MT terão a duração de 12 semanas, 3 sessões por semana, 15 minutos cada e uma sessão de check-in semanal com um membro da equipe de pesquisa. Para o grupo business-as-usual, os participantes não terão intervenção. A avaliação das FEs e do equilíbrio ocorrerá na linha de base, 12 semanas depois e 3 meses depois disso.

Para BT, as sessões incluirão uma combinação de exercícios dinâmicos (ou seja, desafios de equilíbrio em movimento, como equilibrar um livro na cabeça enquanto caminha) e exercícios de equilíbrio estático (ou seja, desafios de equilíbrio em pé, como ficar em um pé só).

No MT, os participantes terão acesso semanalmente a 10 videoclipes adaptados aos interesses específicos de cada criança, podendo escolher 4 para assistir em qualquer sessão.

Avaliações Para avaliar as habilidades básicas de FE, memória de trabalho (WM), controle inibitório (IC) e flexibilidade cognitiva (CF), além de habilidades de ordem superior de resolução de problemas e planejamento, os seguintes testes validados serão administrados: N- back (WM), Reordenação de dígitos (WM), Corações e Flores (WM, IC (inibição de resposta) e CF), Flanker/Flanker Reverso (IC (atenção seletiva) e CF), Stroop (IC e CF), Farmer Joe (atenção auditiva sustentada), Tower of London (planejamento e resolução de problemas) e Design Fluency (resolução criativa de problemas). Pontuações para precisão e tempo de reação serão registradas.

Para avaliar o equilíbrio estático, o centro de pressão da criança será medido usando o Wii Balance Board nas seguintes posturas com olhos abertos e olhos fechados: 1) bípede, pés afastados na distância dos ombros, 2) tandem, um pé à frente do outro com dedos do pé de trás quase tocando o calcanhar do pé da frente, e 3) unipodal, apoiado em uma perna.

Para avaliar o equilíbrio dinâmico, mediremos o tempo máximo que os participantes conseguem manter o equilíbrio em pé sobre uma prancha oscilante com os olhos abertos.

Análise estatística

Primeiro, veremos se a variância das variáveis ​​de resultado contínuas é normalmente distribuída e aproximadamente igual entre as condições. As características distribucionais das variáveis ​​serão avaliadas pelo teste de ajuste de Kolmogorov-Smirnoff e pela inspeção de histogramas. Essa inspeção gráfica revelará se algum desvio importante da normalidade foi perdido pelo teste K-S. A homocedasticidade será avaliada pelo teste de Levene. Transformações matemáticas como logaritmos serão aplicadas para melhorar a conformidade com a normalidade caso sejam encontrados desvios. Caso a suposição de normalidade não seja atendida mesmo após transformações matemáticas, usaremos o teste não paramétrico de Friedman, pois nosso estudo inclui medidas de resultados repetidas em diferentes pontos no tempo.

Veremos se os grupos diferiram significativamente em qualquer variável de base, como idade, e se alguma dessas variáveis ​​está significativamente relacionada a quaisquer variáveis ​​de resultado. Controlaremos quaisquer variáveis ​​de fundo que mostrem efeitos significativos.

Para determinar se nosso programa de treinamento de equilíbrio é eficaz em melhorar o equilíbrio, usaremos regressão de modelo misto para comparar o desempenho dos participantes em testes de equilíbrio estático e dinâmico entre todos os 3 grupos na pré-intervenção (para nos dizer se houve alguma diferença entre os grupos em no início), pós-intervenção e seguimento de 3 meses (para nos dizer se algum dos grupos está tendo desempenho significativamente melhor do que os outros imediatamente e/ou 3 meses após o período de intervenção). Se encontrarmos um resultado significativo, faremos comparações par a par post-hoc para ver quais grupos são significativamente diferentes um do outro. As correções de Tukey ou Bonferroni serão usadas para corrigir comparações múltiplas, potencialmente inflando a probabilidade de encontrar uma diferença significativa por acaso. Também compararemos o grau de melhora (do pré ao pós-intervenção e do pré-intervenção ao acompanhamento de 3 meses) para ver se algum grupo (s) melhorou mais do que outros e fazer comparações par a par post-hoc se houver algum significativo efeitos são encontrados.

Para determinar se o treinamento de equilíbrio melhorou as FEs mais do que apreciar música ou negócios como de costume, usaremos novamente uma regressão de modelo misto. Conforme descrito acima para avaliações de equilíbrio, todos os 3 grupos serão comparados na pré-intervenção, pós-intervenção e acompanhamento de 3 meses. Se encontrarmos um resultado significativo, faremos comparações par a par post-hoc para ver quais grupos são significativamente diferentes um do outro. As correções de Tukey ou Bonferroni serão usadas para corrigir comparações múltiplas. Também compararemos o grau de melhoria para ver se algum(ns) grupo(s) melhorou(m) mais do que outros.

Para determinar se o grau de melhora no desempenho do equilíbrio está significativamente relacionado ao grau de melhora nas FEs, usaremos a correlação de Pearson. Também conduziremos uma análise de mediação usando o método da diferença nos coeficientes para estimar o efeito mediado da mudança na área de oscilação na mudança de EF (Mackinnon et al., 2007).