Alternância hemisférica no desempenho cognitivopsicologiaeeducacao.ubi.pt/Files/Other/Arquivo/VOL3/PE VOL3 N1/PE... · ção dos sistemas neurais e ao papel das células (neurónios

Psicologia e Educação 33

Vol. III, nº 1, Jun. 2004

Alternância hemisférica no desempenho cognitivoPaulo Joaquim Rodrigues*Carlos Fernandes da Silva*

Resumo: Neste trabalho pretendemos comparar os ritmos do desempenho cognitivonuma tarefa que apela para um só hemisfério com os de uma tarefa que apela paraambos os hemisférios cerebrais.Alguns investigadores relataram a existência de ciclos periódicos em contrafase quandose estudam tarefas cognitivas que apelam para cada um dos hemisférios. Estes ciclosapresentam periodicidade de 90 minutos e por isso têm sido relacionados com o BRAC.Neste sentido, espera-se que para a tarefa verbal (hemisfério esquerdo) se obtenhaum ritmo ultradiano das respostas correctas ao longo dos ensaios com período entre80 e 120 minutos e que a percentagem de ritmo seja elevada. Em relação à tarefaespacial (dois hemisférios) espera-se que o período do ritmo seja diferente do da tarefaverbal. Para além disto, esperamos obter percentagens de ritmo significativamenteinferiores.5 participantes responderam a 32 ensaios. Cada ensaio foi constituído por 3 minutosde tarefa verbal, um minuto de intervalo e mais 3 minutos de tarefa espacial. Decorreuum intervalo de 3 minutos entre os ensaios. Os estímulos foram apresentados usandoo programa informático E- Prime que também registou as respostas. Várias análisesmatemáticas foram aplicadas aos resultados. Destas análises constatamos que, paraa tarefa verbal, os resultados se encontram de acordo com as hipóteses apresentadas.Quanto à tarefa espacial, constatámos que a nossa hipótese não é confirmada. Sãoapresentadas algumas limitações ao presente estudo assim como sugestões para estudosfuturos.

Abstract: The present work aims to compare the rhitms of cognitive performancein a task using the right hemisphere, with those in a task involving both hemispheres.Some investigators refer the existence of periodical cycles in against-phase whenexamining cognitive tasks involving each hemisphere. These cycles presented a 90minutes period, and so, being related to the BRAC. We expect, for a verbal task (lefthemisphere), to obtain an ultradian rhythm for correct answers, with a period between80 and 120 minutes, and a high rhythm percentage. We expect a different rhythmperiod from the spatial task (both hemispheres), and lowered rhythm percentages.5 participants responded to 32 essays. Each was composed of a 3 minutes of verbaltask, one interval minute as 3 minutes of spatial task. There was also a 3 minuteinter-essay interval. Stimuli were presented and responses registered using the E-Primeprogram. Several mathematical analyses were applied to the results. For the verbaltask our hypothesis was confirmed, but not for the spatial task. Some limitations toour studies are presented as well as suggestions for future research.

_______________* Universidade do Minho.

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Introdução

Com este estudo pretendemos compararuma tarefa cognitiva que implica umhemisfério com outra tarefa que implicaambos os hemisférios, assim como aexistência de ritmos nesse domínio. Parao efeito, e a título de introdução, defini-mos o campo semântico subjacente aotrabalho. Abordamos as diferentes áreas doconhecimento relacionadas, integrando-as,nomeadamente as Ciências Cognitivas e aCronobiologia, assim como os seus objec-tos de estudo e as técnicas e métodosutilizados. No âmbito da cronobiologia,depois de uma resenha histórica,centramonos no problema da lateralidadehemisférica e dos ritmos eventualmenteassociados.

CogniçãoEm Psicologia, a definição de “cognição”não é consensual. Etimologicamente,“cognição” deriva de cognoscéré queremete para o domínio da construção euso do conhecimento. A construção e usode conhecimento implicará uma recolha deindicadores sensoriais (por viaexteroceptiva, proprioceptiva einteroceptiva) e a organização dos mesmosem padrões significativos, isto é comsentido, uma vez que “sentido” é sinónimode instrumentalidade adaptativa (Morilon,1974; Devlin, 2002). No que diz respeitoà instrumentalidade adaptativa, do mesmomodo que uma “colher” é um objecto eserve para comer (esse é o seu significadoou sentido), um “conceito” é um padrão(um ícone, um padrão sonoro, etc.) queserve para comunicar; em suma, umaferramenta adaptativa (daí o seu signifi-cado ou sentido).Do ponto de vista das ciências cognitivas,a cognição corresponde à função geral deum sistema interno que permite um gran-

de número de processos individuais (eestruturas) tais como: a atenção, o reco-nhecimento de padrões, a percepção, arecordação, o pensamento, entre muitosoutros (Glass, 1979; Solso, 1979).Em termos operacionais, a construção euso do conhecimento ou “actividadecognitiva” poderá ser dividida em cinconíveis: sistemas cognitivos, operaçõescognitivas, desempenho cognitivo, sistemasneurais e célula, correspondendo a cinconíveis de análise (Posner, 2001). “[…] Theidea of processing levels arises naturallyfrom the structure of sensory systems. […]”(Posner, 1986; pp. 28), ou seja a estruturados sistemas sensoriais constitui a base paraa noção de níveis de processamento.Um sistema cognitivo pode ser concebidocomo um conjunto de estruturas e/outarefas que operam em conjunto pararealizar uma actividade do dia a dia, sendopossível decompô-lo em operações. Umaoperação cognitiva pode ser definida comouma sequência de tarefas modeláveis e, emprincípio, implementáveis em sistemasinformáticos, tais como colheita de dados,cálculo, escolha e resposta (Posner eRaichle, 2001). Posner (1980) defende queuma operação cognitiva é uma transfor-mação interna da informação, em princí-pio reversível. Assim, ler, escrever econversar são actividades do dia a diaassociadas a um conjunto de estruturas eoperações coordenadas que constituirão osistema cognitivo “linguagem”.Operacionalmente, as tarefas são acessí-veis mediante a observação do comporta-mento. O conjunto dos procedimentos demedição (cronometria) e de registo, efec-tuados durante a execução das tarefasatribuíveis aos diferentes sistemascognitivos, permite avaliar aquilo que édesignado por desempenho cognitivo. Porexemplo, Monk (1992) seleccionou amemória a curto prazo, o tempo de reac-



ção simples, a discriminação perceptiva,a capacidade de manipulação, o tempo dereacção de escolha e a vigilância comotarefas cognitivas utilizadas para avaliar odesempenho cognitivo no domínio dacronobiologia.A avaliação do desempenho cognitivoorienta a investigação relativa à localiza-ção dos sistemas neurais e ao papel dascélulas (neurónios e células gliais) naque-le. Tal ocorre quando, por exemplo, com-binamos a avaliação do desempenhocognitivo com a aquisição de dados atra-vés de técnicas de registo de actividadecerebral.Como há diferenças individuais e diferen-ças temporais relativamente ao modo comoos sistemas, operações e desempenhoscognitivos se organizam nos indivíduos,podemos diferenciar “estilos cognitivos”(Galotti, 1994). Também nesta área oestudo dos ritmos biológicos assume re-levância.

CronobiologiaA cronobiologia é a disciplina que estudaos ritmos biológicos manifestados nosorganismos vivos, as razões pelas quaisessas variações ocorrem e como se sin-cronizam com os ritmos externos. Ocupa-se ainda da aplicação destes conhecimen-tos em nosso benefício. Assim, os estudosdesta área suportam diversas aplicaçõesdesde um nível comportamental, como acapacidade de suportar mudanças de ho-rários de sono e vigília sem afectar ascapacidades do indivíduo, até ao nívelneurocognitivo estrito (Marques e Menna-Barreto, 1997, cit. Silva, 2000; Cugini,1993).Os resultados das investigações emcronobiologia são apresentados sob a formade séries temporais e gráficos de tempo.As regras metodológicas aplicáveis àcronobiologia são as mesmas que se

aplicam à restante investigação científica(Pinto, 1990, cit. Silva e colaboradores,2000). As séries temporais caracterizam asvariações cíclicas produzidas pelososciladores bioquímicos, anatómicos efisiológicos existentes em qualquer orga-nismo vivo.Relativamente ao desempenho cognitivo,independentemente dos instrumentos eprocedimentos usados, há estudos quesugerem que há um efeito importante daritmicidade circadiana em humanos. Deacordo com Testu e Clarisse (1999),Ebbinghaus terá sido o primeiro psicólogoa incluir a dimensão temporal no estudodo desempenho mnésico, demonstrandoque o tempo necessário para decorar umalista de sílabas sem sentido variava coma hora do dia. Um aspecto do desempenhocognitivo que varia durante a fase de vigíliaocorre na memória imediata para materialem prosa. Os efeitos da hora do dia podemser responsáveis por variações superioresa 20% relativamente à média diária. Emsuma, os ritmos circadianos dos desem-penhos compreendem flutuações estatisti-camente significativas ao longo das 24horas (Laird, 1925; Folkard e Monk, 1980,cit. Monk, 1992).Outro argumento é o de que a variabili-dade interindividual é demasiado elevadapara que se possam tirar conclusões sobreos ritmos circadianos do desempenhocognitivo de populações. Contudo, asdiferenças individuais existem na forma dematutinidade ou vespertinidade (Horne eOstberg, 1976), mesmo que as diferençasusualmente se verifiquem em extremos dapopulação. Por meio de testespsicométricos os participantes podem serseparados em grupos representativos do seutipo diurno – matutinos (“cotovias”),participantes que se sentem menos fatiga-dos e mais alerta de manhã, e vespertinos(“mochos”), participantes que se sentem



menos fatigados e mais alerta pela tarde.Muitos estudos mostram que podem serfeitas generalizações sobre a populaçãocomo um todo, determinando o efeito dahora do dia no desempenho de uma tarefaou teste em particular. Da mesma formapodem ser feitas generalizações ao níveldos ritmos ultradianos (ritmos com perí-odo inferior a 20 horas), desde que seajustem as acrofases dos ritmos dos di-ferentes participantes na sequência dastarefas. (Laird, 1925; Blake, 1967; Hockeye Colquhoun, 1972; Folkard e Monk 1985,cit. Monk, 1992).

CronopsicologiaQuando se pretende estudar as variaçõesde desempenho cognitivo numa tarefa aolongo de um período de tempo podemcolher-se dados tanto fisiológicos comopsicológicos. A aquisição de dados fisio-lógicos pode ser tão simples para o par-ticipante como cuspir num copo, ou tãoagressivos como a colheita de sangue comuma seringa. Mas, em qualquer dos casos,o participante aceitou submeter-se aostestes em causa e, à partida, a sua atitudenão influencia a precisão dos resultadosdo teste. O mesmo não é verdade paraqualquer medida psicológica (desempenhocognitivo em particular). Um participantedesinteressado ou mal treinado pode for-necer resultados falseados ou seja, podeafectar a definição do ritmo devido a umesforço extra ou a um sub-esforço. Noestudo da cronobiologia do desempenhocognitivo é vital assegurarmo-nos de queos participantes sabem o que fazer, porqueestão a fazê-lo e que compreendem aimportância de o fazer.Uma constante em todos os testespsicométricos é a sua susceptibilidade afactores externos, como sejam a tempera-tura, o ruído e a iluminação. É, por isso,necessário efectuar um grande controlo das

condições ambientais. Outra questão asso-ciada aos testes de desempenho cognitivoprende-se com a forma como os testesserão cotados, tendo em conta a veloci-dade e/ou a precisão. O desenho experi-mental deve, ainda, ter em atenção osefeitos da “prática” ou “curva de apren-dizagem” e “fadiga”. Os efeitos de “curvade aprendizagem” reflectem melhoriassucessivas no desempenho do participanteà medida que este se torna mais experientea realizar a tarefa. Dependendo do que lheé pedido, o desempenho pode continuara melhorar depois de dúzias (por vezescentenas) de sessões de testes. Por outrolado, os efeitos relacionados com a “fa-diga”, em testes que ocorram durante umlongo período de tempo, traduzem-se numaredução sucessiva do desempenho.Existem duas formas de eliminar estes tiposde efeitos. A primeira consiste em ajustaruma recta à série temporal e depois trans-formar cada ponto em função do seu desvioà recta ajustada, nomeadamente nos casosem que as curvas traduzam uma relaçãolinear. Uma alternativa consiste emcontrabalancear as sessões ao longo do dia,usando diversos participantes, cada umfazendo o teste seis vezes ao dia (porexemplo), mas começando a primeirasessão a diferentes horas do dia. Estaprática tem sido referenciada como qua-drado latino cíclico e tem sido usada emdiferentes estudos (Folkard, 1975; Folkarde Monk, 1980; Monk e Leng, 1982, cit.Monk, 1992; Alferes, 1997).A extrema simplificação dos testes dedesempenho cognitivo pode originar pro-blemas de validade ecológica. Um testecognitivo pode apontar para desempenhosque não correspondem aos esperados emcondições naturais. Em condições experi-mentais o participante dispõe de recursosque não se encontram disponíveis no diaa dia, estando, por exemplo, menos sujei-



tos a determinados estímulos responsáveispela dispersão da atenção.

Lateralidade hemisférica e ritmos bioló-gicosNo século XIX, o médico Wigan foi oprimeiro a propôr que os dois hemisfériospoderiam ter “atitudes” diferentes, depen-dendo das circunstâncias. Na mesma época,Jackson defendeu que mesmo em situaçãonormal os dois hemisféricos teriam con-tribuições diferentes para a vida mental.No entanto, antes de 1940, todas as fun-ções mentais discretas conhecidas eramassociadas ao hemisfério esquerdo(Cutting, 1997).A maior parte das estruturas do sistemanervoso central (SNC) estão distribuídasem pares relativamente à linha média. Arelação destas estruturas do SNC com asregiões corporais periféricas é predominan-temente homolateral ao nível da espinalmedula e contra-lateral acima do cerebelo:a parte esquerda do corpo é enervada pelametade direita do cérebro e vice-versa.Muitos dos trajectos que ligam o cérebroe a espinal-medula ao corpo atravessama linha média algures no seu percurso. Paraalém desta organização estrutural, as ac-tividades cognitivas e comportamentaistambém se distribuem de modo diferentepelos hemisférios (MacKay, 1997).A procura das bases biológicas para asdiferenças funcionais hemisféricas temincluído estudos anatómicos e fisiológicos.Investigações recentes sugerem que oshemisférios têm anatomias ligeiramentediferentes. Ao comparar as estruturas dametade direita com a metade esquerda docorpo apercebemo-nos da sua assimetriaao nível dos órgãos internos, especialmen-te coração e fígado. Num estudo sobre oslóbulos temporais em adultos, Geschwinde Levistsky (1968) relataram que em 65%dos cérebros examinados, uma região do

córtex cerebral conhecida como planumtemporale era maior no hemisfério esquer-do do que no direito. Em 11% era maiorno lado direito. Em alguns estudos amagnitude desta diferença é de quase 2para 1. A região examinada foi a super-fície da área superior do lobo temporal queinclui a área de Wernicke. Presumivel-mente, a diferença no tamanho das áreasreflecte a especialização de um hemisfériona linguagem. Uma área esquerda maiorimplica um desenvolvimento mais elabo-rado desse lado, o que pressupõe maiscélulas nervosas e maior complexidade dasdendrites. Esta diferenciação ocorre antesdo momento do nascimento o que sugerea existência de uma predisposição para alateralidade da linguagem não dependentede condições ambientais. Por outro lado,foram descobertas diferenças anatómicasinter-hemisféricas importantes ao nível daestrutura fina (Scheibel et al., 1985), bemcomo da distribuição da concentração deneurotransmissores (Geschwind eGalaburda, 1985), das estruturas vascularese do fluxo sanguíneo em resposta a es-tímulos verbais.Estas diferenças anatómicas traduzir-se-ãofuncionalmente na mediação hemisféricada linguagem. O hemisfério esquerdoparece ser o controlador para esta funçãoe é normalmente considerado dominante,apesar do papel que o hemisfério direitodesempenha, nomeadamente no aspectomelódico da linguagem. Nesse sentido,muitos investigadores preferem o conceitode especialização ou lateralizaçãohemisférica, relativamente ao conceito dedominância. Esta nova ênfase implica quealguns sistemas funcionais estão maisligados a um lado do cérebro do que aooutro, que as funções se lateralizam e quecada hemisfério se especializa em deter-minadas tarefas, numa mesma operaçãocognitiva.



A calosotomia, desenvolvida no domínioda cirurgia da epilepsia, tem sido um dosmétodos usados para estudar a lateralizaçãohemisférica das operações cognitivas. Esteprocedimento consiste no corte das fibrasdo corpo caloso com o objectivo de impedirque uma descarga epiléptica originada numhemisfério seja transferida para o outro.A primeira calosotomia foi realizada em1940 por van Wagenen e Herren. Atravésdo estudo de participantes calosotomisadosos investigadores têm podido perceber aespecialização hemisférica em actividadescognitivas, perceptivas, emocionais emotoras e conceber novas investigaçõescom participantes normais.Apesar de conservarem uma aparêncianormal, estudos detalhados, em animaiscalosotomisados, demonstraram diferençascomportamentais em resultado da interven-ção cirúrgica. Esta técnica permitiu adiversos investigadores (Sperry, Gazzaniga,Zaidel et al., 1974) recolher dados sobreas funções isoladas e diferenciais de cadaum dos hemisférios e da sua independên-cia. No entanto, em humanos, este pro-cedimento conduz a uma forte dificulda-de: os participantes submetidos a esta in-tervenção são originalmente doentes epi-lépticos graves, não existindo garantiade que a distribuição funcional original sejasemelhante à dos restantes seres humanosou que se mantenha inalterada após anoscom intensos ataques epilépticos. Apesardeste argumento, comparando os resulta-dos com os de outras técnicas, os dadossão habitualmente confirmados.Em 1980, Damasio, Chui, Corbett e Kasselrelataram, na sequência da intervençãocirúrgica a um jovem de 16 anos que sofriade um tumor cerebral e cuja excisãoimplicou a secção da parte posterior docorpo caloso, que este apresentava sinaisclássicos de falta de transferência inter-hemisférica, à semelhança dos pacientes

calosotomisados. Deste modo, reforçarama validade dos trabalhos realizados compacientes humanos epilépticos, retirandoimportância a algumas críticas relaciona-das com a existência de diferenças(morfológicas) e ou danos causados pelaepilepsia severa.A calosotomia permitiu duas grandesdescobertas:1) A implicação do hemisfério direito em

múltiplas actividades cognitivas;2) A grande “cooperação” dos dois hemis-

férios via corpo caloso. (Noscalosotimizados os hemisférios são in-dependentes um do outro).

Relativamente à primeira, a orientação dodiscurso costuma ser concebida comototalmente dependente do hemisfério es-querdo. Contudo, em callosotimizados, ohemisfério direito pode comunicar com oexterior através da mão esquerda. Istopermitiu descobrir que o hemisfério direi-to era quase tão bom quanto o hemisférioesquerdo em determinadas actividadesperceptivas e linguísticas, chegando a sermelhor em algumas tarefas, quando setestavam estas de forma qualitativamentediferente.No final dos anos 70 e início dos 80 ficouclaro que, para além de existirem aspectosde complementaridade, cada hemisfériodeveria possuir funções únicas. Outrosestudos, usando a metodologia do teste deWada, demonstraram que diferentes ope-rações cognitivas tendem a activar áreascerebrais diferenciadas (Habib, 2000),permitindo, ainda, defender que algumastarefas são predominantemente desempe-nhadas por um dos hemisférios.Lavie e Kripke, em 1981, mostraram queno homem, em períodos de hora e meia,ocorrem fenómenos de sonolência. Paraalém disso, outras actividades psicológi-cas e psicofisiológicas apresentam cicloscom periodicidade ultradiana tais como:



comer; beber e conduta de crianças emjogos (Cohen, 1979) de período semelhan-te. Já em 1969, Kleitman havia definidoum ritmo humano de 90 minutos. Esseritmo expressa-se no sono pelos ciclosREM/nREM e foi denominado ciclo bá-sico de actividade/repouso (Basic Rest/Activity Cycle – BRAC).De facto, em 1975, Broughton descobriua existência da alternância na eficiênciarelativa ou activação dos hemisférioscerebrais, com período de cerca de 90minutos, confirmada posteriormente porKlein e Armitage (1979), e por Beugnet-Lambert, Lancry e Leconte (1988), o queconduziu à hipótese de que o ritmo REM/nREM e a sua continuação ao longo doperíodo de vigília (o BRAC) estará rela-cionado com aquela alternância.Desta forma, pressupondo (1) que hálateralidade hemisférica nas tarefascognitivas e (2) que há alternânciainterhemisférica ultradiana, a psicologia emgeral, e as ciências cognitivas em parti-cular, deverão considerar a existência deritmos biológicos associados ao desempe-nho cognitivo, estudá-los e precaver os seusefeitos.Alguns investigadores têm-se debruçadosobre este assunto. No entanto, todos osestudos têm recorrido a tarefas que, deacordo com a literatura, são exclusivas decada hemisfério.Na sequência destes estudos, propomos acomparação entre os efeitos detectadosnuma tarefa que, de acordo com a lite-ratura apela exclusivamente para um doshemisférios e outra tarefa que, de acordocom a literatura, recorre aos dois hemis-férios. Para isto, recorremos a duas tare-fas: uma tarefa verbal e uma tarefa espa-cial. A tarefa verbal, em que o participantetem de decidir se duas letras (uma mai-úscula e uma minúscula) têm o mesmovalor fonético, implicará apenas o hemis-

fério esquerdo (Klein e Armitage, 1979).A tarefa espacial, em que o participantetem de efectuar uma rotação mental paradecidir se duas figuras são iguais ousimétricas, implicará ambos os hemisféri-os (Corbalis, 1997).Assim, em termos de hipóteses, espera-seque para a tarefa verbal se obtenha umritmo ultradiano das respostas correctas aolongo dos ensaios com período entre 80e 120 minutos e que a percentagem deritmo seja elevada, ou seja, que a variânciados dados seja fortemente explicada peloritmo subjacente. Em relação à tarefaespacial espera-se que o período do ritmoseja diferente do da tarefa verbal. Para alémdisto, esperamos obter percentagens deritmo significativamente inferiores, umavez que este ritmo terá por base a resul-tante da composição de ritmos desfasadosdos dois hemisférios.Estas são as duas hipóteses que procura-remos testar e cujos procedimentos, resul-tados e discussão se apresentam em se-guida.

Método

ParticipantesForam testados 5 participantes voluntáriosdo sexo masculino, dextros, sem antece-dentes de epilepsia, historial detraumatismo crânio-encefálico e/ouencefalopatia de etiologia infecciosa. Tam-bém não possuíam psicopatologia, avali-ada pela Escala de Rastreio PsiquiátricoER/80 (Pio Abreu e Vaz-Pato, 1981).As idades variam entre os 18 e os 22 anos.

MaterialForam criados dois grupos de tarefasexperimentais:1) Tarefa experimental Verbal, constituídapor pares de letras, uma maiúscula e outra



minúscula. O objectivo da utilização destetipo de estímulos foi aplicar uma tarefade cariz verbal, usando o canal perceptivovisual. Aos participantes foi pedido queidentificassem se o par de letras represen-tava a mesma letra ou letras diferentes.Assim, entre os dois elementos do estí-mulo, a comparação tinha de ser feita aonível verbal e não ao nível da semelhança“perceptiva”.Para este efeito, foram usadas as letras doalfabeto português ao qual foram elimi-nadas as seguintes, pelas razões apresen-tadas:“L, l” → A minúscula “l” confunde-se

com o algarismo um “1”;“X, x → A minúscula “x” confunde-se

com o sinal de multiplicação(x);

“Q, q” → O “Q” pode ser confundidocom o “O” e o “q” com o “p”;

“D, d” → O “d” pode ser confundidocom o “b” e o “D” com o “O”;

“C, c” → Em fadiga o “c” pode serconfundido com o “e”;

“J, j” → Em fadiga o “j” pode serconfundido com o “i”;

“V, v” → Em fadiga o “v” pode serconfundido com o “u”;

“H, h” → É uma consoante muda.

As restantes foram emparelhadas, asmaiúsculas com as minúsculas, em tabelade dupla entrada de forma a criar pares(ex.: Figura 1).Desta forma, foi criado um conjunto de450 pares de letras no qual 30

correspondiam a pares da mesma letra (ex.:Figura 1 b) e os restantes correspondiama pares de letras diferentes (ex.: Figura 1a). Estes estímulos foram apresentados anegro com fundo branco. O tipo de letrautilizado foi o “Times New Roman”. Cadaestímulo foi precedido por um elementofixador constituído por uma cruz centradano ecrã. O elemento fixador teve porfunção criar um intervalo entre-estímuloscom duração de 900 ms e centrar o campovisual do participante no estímulo que seseguiria. O estímulo desapareceu após aresposta do participante, reaparecendo oelemento fixador. Cada estímulo foi apre-sentado até ocorrer resposta, mas nuncapor um período superior a 3 segundos. Oparticipante respondeu a esta tarefa porperíodos de 3 minutos.2) Tarefa Experimental Espacial, consti-tuída por pares de figuras (ex.: Figura 2).A figura da esquerda constituiu a “figurabase”. Ou seja, foi com esta que o par-ticipante estabeleceu comparação paradecidir sobre a igualdade das figuras. Afigura da direita podia ser igual ou simé-trica em relação à “figura base”. Emqualquer dos casos foi apresentada comuma rotação de 0 a 180º em intervalos de10º. Deste modo, foram criados 19 parespara a situação de igual (Figura 2 a) eoutros tantos para a situação de diferente(Figura 2 b), num total de 38 pares defiguras. Para o efeito foram criadas ima-gens das figuras usando o programa”Photoshop 5.0.2 da Adobe”. À semelhan-ça da tarefa verbal foi incluído o elemento



fixador (com as mesmas propriedades doreferido anteriormente). Da mesma forma,cada estímulo foi apresentado até ocorrerresposta, mas nunca por um período su-perior a 3 segundos. O participante res-pondeu a esta tarefa por períodos de 3minutos.Para ambas as tarefas experimentais foidesenvolvida uma versão informática usan-do o programa “E-Prime v1.0”.

ProcedimentosNo contexto de uma aula, foram convi-dados os alunos do 1º ano da Licenciaturaem Psicologia da Universidade do Minhopara participar neste estudo. Foi-lhesexplicado, a todos, que o estudo tinha comoobjectivo avaliar a alternância hemisféricano desempenho cognitivo e o procedimen-to experimental a adoptar. Para além disto,ainda lhes foi assegurado que a sua par-ticipação não envolvia riscos para a saúdee que haveria anonimato. Foram tambéminformados de que teriam de assinar umtermo de consentimento informado.As sessões decorreram no laboratório deCiências Cognitivas da Universidade doMinho. Foram controladas a temperatura,o ruído e a luminosidade. Os participantesforam testados individualmente.À chegada ao laboratório todo o proce-dimento foi novamente descrito ao parti-cipante, sendo-lhe dada a possibilidade de

desistir da experiência e informado do seudireito de desistir em qualquer altura doprocedimento. Na sequência da aceitaçãode permanência no estudo foi-lhe pedidoque assinasse um termo de consentimentoinformado. O participante sentou-se numcadeirão colocado em frente a um ecrã.A distância entre o ecrã e o cadeirão foicalculada para que os estímulos, tantoverbais quanto espaciais, tivessem uma

dimensão de cerca de 20º no campo visualdo participante sentado no cadeirão.As sessões iniciavam-se às 15:00. Cadatarefa era apresentada por um período de3 minutos. Assim, iniciava-se com a apre-sentação da tarefa verbal, seguida de umintervalo de 1 minuto para descanso e datarefa espacial. Esta sequência constituiu umensaio. Terminado cada ensaio, decorreu umintervalo de 3 minutos. Cada sessão foiconstituída por 32 ensaios completando umtotal de 5 horas e 30 minutos.Foi pedido aos participantes para fazeremas suas escolhas “igual” ou “diferente” omais rapidamente possível evitando come-ter erros. Para tal, foi-lhes fornecido umteclado de computador, no qual a tecla “1”correspondia à resposta “igual” e a “2”correspondia à “diferente”. O programaEPrime registou as respostas, gerando umficheiro no qual foram identificadas asrespostas correctas, as respostas erradas eas omissões.



Foi permitido treino em cada tarefa. Esse treinoconsistiu em responder a um ensaio, acom-panhado pelo investigador, no qual foramindicados os pares iguais e os pares diferentes.

Tratamento de dadosOs resultados de cada participante foram tra-tados da forma habitual em estudoscronobiológicos. Em cada ensaio, para cadatarefa, foram calculadas as percentagens derespostas correctas. Alisaram-se as curvas assimobtidas para remover o ruído e altas-frequênci-as. Para o efeito recorreu-se à fórmulaxn

i = 0,25 x x

i-1 + 0,5 x x

i + 0,25 x x

i+1’

na qual xni representa o valor da percen-

tagem de respostas correctas na posiçãoi da série, calculado a partir dos valoresque na série original ocupariam as posi-ções anteriores, a mesma posição e aseguinte. Os dados foram convertidos em

notas Z usando a fórmula

na qual Zi representa a nota Z na posição

serial i, calculada a partir da média das per-centagens correctas (xn), subtraída à per-centagem de respostas correctas da sessãoi (xn

i), valor este dividido pelo desvio padrão

(σ). A este resultado, foi removida a ten-dência por subtracção da recta de ajuste aosresultados obtidos, no sentido de evitar osefeitos de aprendizagem e fadiga. Destaforma foram obtidas séries de dados às quaisfoi aplicado o “TSA-Serial Cosinor v5.1”.Este programa permitiu a realização dasseguintes análises: “PERIODOGRAMA”;“ANALISE DE PERCENTAGEM DERITMO” e “COSINOR”.O periodograma espectral permite umaanálise espectral fina sem usar correlações.Para além disto, não requer séries tempo-rais de dados equidistantes, permitindo

calcular os períodos subjacentes numa sérietemporal.A análise de percentagem de ritmo é outraanálise espectral. Resulta da percentagemde ritmo associada à análise de cosinor.A percentagem de ritmo é a razão entrea variância esperada devido ao ritmo e avariância total dos dados.A análise de cosinor consiste no cálculoda regressão de uma função coseno a umasérie temporal, sendo deduzida a acrofase(ponto de amplitude máxima do período),o mesor (valor médio ao longo do qualocorre a oscilação) e o período (tempo queos dados levam a repetir-se).

Resultados

Foram calculadas as fracções de respostascorrectas para cada sujeito, tanto para atarefa espacial, como para a tarefa verbal(Figura 3) ao longo dos ensaios.Nestes gráficos podemos observar a qua-lidade do desempenho dos participantes:na maioria dos ensaios a percentagem derespostas correctas às tarefas encontra-seentre os 95% e os 100%.Aos valores descritos acima aplicámos umalisamento e, em seguida, calcularam-seas notas Z. A estas foram ajustadas asrespectivas linhas de tendência (Figura 4).Podemos constatar que em 60% das situ-ações o declive é negativo, enquanto quenas restantes é positivo. Os declives maisacentuados são da ordem dos 4%. Para oparticipante 5, na tarefa verbal e para oparticipante 3 na tarefa espacial os decli-ves são praticamente nulos.Removida a tendência foram efectuados asanálises de cosinor, no sentido se ajustaras curvas de ritmo aos dados (Figura 5).Como podemos constatar a partir dastabelas 1 e 2 os ajustes das curvas cossenosão razoáveis.



Figura 3 - Fracção de respostas correctas por ensaioa) Participante 1; b) Participante 2; c) Participante 3; d) Participante 4; e) Participante 5



Figura 4 - Notas Z das respostas correctas por ensaio e respectiva regressão lineara) Participante 1; b) Participante 2; c) Participante 3; d) Participante 4; e) Participante 5



Figura 5 - Ajuste de cosinar aos resultadosa) Participante 1; b) Participante 2; c) Participante 3; d) Participante 4; e) Participante 5



Um resumo dos resultados das análisesefectuadas é apresentado nas Tabelas 1 e2. Nestas tabelas Podemos observar osperíodos calculados pelos métodosespectrais descritos, a percentagem de

ritmo (medida da variação justificada peloritmo) e a probabilidade de erro.Pela análise dos dados por participante,constatamos que os ritmos não são muitoexpressivos nas duas tarefas experimentais(percentagens de ritmo inferiores a 70%).Contudo, podemos observar ritmicidade, namedida em que, em todos eles, a proba-bilidade de erro “p” é inferior a 5%, sendoo “p” mais elevado da ordem de 0,0304.Por outro lado, verifica-se que na tarefaVerbal o desvio padrão dos períodos é DP= 7,59. Este reduz-se acentuadamente paraDP = 1,83 se retirado o participante 4, cujo“p = 0,0304”. Assim, é muito menor queo da tarefa Espacial (DP = 22,29). Omesmo não acontece para as percentagensde ritmo. Estas apresentam uma variabi-lidade estatística semelhante entre tarefas,não sendo possível distinguir as tarefas umada outra: para a tarefa Verbal M = 43,95%

e DP = 14,66 e para a tarefa Espacial M= 44,96% e DP = 11,49.A grande variação dos períodos para atarefa Espacial não permite fazer o ajustedas acrofases (Figura 6: Tarefa Espacial)

para a realização do cálculo do cosinor degrupo. No entanto, tal é possível para atarefa Verbal (Figura 6: Tarefa Verbal).Ajustando as curvas dos participantes emfunção da acrofase de cada um e para cadauma das tarefas experimentais, para finsde análise COSINOR de Grupo, obtive-ram-se os valores médios do grupo (Ta-bela 3).Os resultados das análises efectuadas paraa tarefa Verbal em grupo mostram que estaapresenta uma percentagem de ritmo su-perior a 70%, com uma probabilidade deerro próxima de zero.

Discussão

Discussão dos resultados e conclusõesRelativamente à qualidade do desempenho,pela análise dos resultados, concluímos que

laicapsEaferataarapsoditbosodatluseR–1alebaT

etnapicitraP ).nim(odoíreP omtiR% p

1 811 58,03 9600,0

2 621 68,16 0000,0

3 5,78 49,84 1000,0

4 431 10,04 100,0

5 8,58 71,34 5000,0

labreVaferataarapsoditbosodatluseR–2alebaT

etnapicitraP ).nim(odoíreP omtiR% p

1 511 26,14 7000,0

2 211 00,04 100,0

3 611 18,06 0000,0

4 4,79 08,22 4030,0

5 311 23,45 0000,0



a maioria dos participantes obteve desem-penhos entre os 95 e os 100%. Emboraocorram situações em que os resultadosapresentam valores abaixo de 95%, asituação mais crítica está relacionada como facto de ser impossível obter resultadossuperiores a 100%. Este facto provoca umefeito de topo que poderia mascarar ouatenuar o ritmo existente. Ainda assim,como vimos, foi possível identificar osritmos associados às tarefas.Quando se verificam as tendências obser-va-se que a maior parte das curvas apre-sentam declive negativo, o que sugere aexistência de fadiga ao longo do estudo.No entanto, ao fazermos uma observaçãopor tarefa, apercebemo-nos de que, no quediz respeito à tarefa espacial, ocorrem maisdeclives positivos. Este facto sugere aeventual existência de aprendizagem.Através da análise COSINOR de grupoconfirmámos a nossa primeira hipótese.Segundo a mesma, esperávamos que natarefa Verbal ocorresse um ritmo daspercentagens de respostas correctas com

período entre 80 e 120 minutos em con-junto com uma percentagem de ritmoelevada. De facto, o período da tarefaVerbal foi de 114 minutos. Isto é, pareceexistir ritmo na percentagem de respostascorrectas ao longo dos ensaios na tarefaexperimental Verbal. Assim, observa-se umperíodo dentro do intervalo previsto sendoa percentagem de ritmo elevada. Quandose consideram os valores obtidos indivi-dualmente pelos participantes, verifica-seque a hipótese continua a ser confirmadarelativamente aos períodos, na medida emque oscilam entre 97,4 e 116 minutos. Paraalém de se confirmar a nossa primeirahipótese, os resultados também estão deacordo com os trabalhos de Klein eArmitage (1979), na medida em que ocorrepouca variabilidade entre os sujeitos.Apesar de a primeira hipótese ter sidotestada em termos de grupo e não deindivíduos, quando se consideram aspercentagens de ritmo individuais osvalores são muito baixos. Isto deve-se aofacto de, na análise individual, os casos

Figura 6 - Ajuste das acrofases por tarefaa) Participante 1; b) Participante 2; c) Participante 3; d) Participante 4; e) Participante 5

siabreVsaferaTopurGoarapsoidémserolaV–3alebaT

sodaD odoíreP omtiR% p

siabreV 411 09,57 0000,0



extremos assumirem um elevado peso nadeterminação dos parâmetros cronobioló-gicos, bem como ao facto da quantidadede dados recolhidos ser pequena para cadaparticipante. Assim, quando se tem emconta o grupo quintuplica-se (5 participan-tes) o número de valores em torno da curvade ajuste, reduzindo a importância dessescasos extremos. Por outro lado, comotambém há uma reduzida variabilidade dosperíodos, é possível ajustar as acrofasespara calcular esses parâmetros de gruposem correr o risco de introduzir errosdevidos aos desfasamentos entre os ciclos.Relativamente à segunda hipótese, segun-do a qual na tarefa espacial se esperariaque o período do ritmo fosse diferente ecom uma percentagem de ritmo significa-tivamente inferior, os nossos resultados nãoa confirmaram. Por um lado, a análise dosdados de grupo foi inviabilizada devidoà grande diferença entre os períodosobtidos. Por outro, quando se analisaramos participantes individualmente, nãohouve uma diferença substancial na per-centagem de ritmo entre as duas tarefas.Inicialmente havíamos pensado que adiferença que viríamos a obter no desem-penho nas tarefas estivesse relacionada coma percentagem de ritmo apresentada. Esteraciocínio, baseado na bibliografia existenteque mostra que os ritmos dos dois hemis-férios se encontram em contra-fase, esta-belecia que o ritmo obtido numa operaçãoconjunta dos dois hemisférios seria, dealguma forma, uma composição (porexemplo a soma) das componentes rítmi-cas de cada um dos hemisférios. Destaforma, seria muito menos expressivo, istoé, as suas amplitudes seriam menores. Comefeito, os resultados apontam para umaperspectiva diferente: na tarefa de rotaçãomental os dois hemisférios são solicitadosa resolver a tarefa (Jordan, Heinze, Lutz,Kanowski e Jäncke, 2001) e os dados

indicam que, para essa tarefa, existe maiorvariabilidade na periodicidade estudadaentre participantes. Em função disto, nãose poderá concluir que o ritmo dos doishemisférios seja resultado de uma trans-formação linear dos ritmos de activaçãorelativa (Broughton, 1975), mas sim deuma composição não linear da activaçãodevido à cooperação inter-hemisférica.

Limitações ao estudoDo ponto de vista metodológico, o estudopossui limitações que se prendem com oreduzido número de participantes e oexcessivo tempo de exposição às tarefas.Contudo, como não pretendemos garantira validade externa do mesmo, o númeroexíguo de participantes não constitui umentrave. A fadiga decorrente da prolonga-da exposição às tarefas pôde ser contro-lada pelos métodos que referimos naintrodução, o que garante a validade in-terna do estudo. Um aspecto positivo é ofacto de se tratar de um estudo experimen-tal em contexto controlado. O facto deseleccionarmos apenas indivíduos do sexomasculino deve-se às diferenças na orga-nização neurocognitiva entre homens emulheres (Haier & Benbow, 1995).A quantidade de dados recolhida foi limi-tada pelas circunstâncias experimentais.Tivemos o cuidado de respeitar aamostragem mínima necessária na recolhados dados e foi com base nesse valor quedefinimos a duração dos ensaios, assimcomo o tempo das sessões. A definição dotempo para cada sessão também teve emconsideração a exequibilidade. De facto,as sessões foram limitadas a pouco maisde 5 horas no sentido de precaver adesistência dos participantes por fadiga.As tarefas envolvidas no estudo tambémapresentam limitações. Embora na litera-tura a tarefa verbal apareça definida comoexclusiva do hemisfério esquerdo é neces-



sário não esquecer que não existe controloda apresentação do estímulo no que dizrespeito ao campo visual. De facto, osestímulos foram apresentados simultane-amente a ambos os hemisférios. Isto sig-nifica que, pelo menos, ao nível do lobooccipital ocorre actividade simultânea. Poroutro lado, mesmo na linguagem o hemis-fério direito é activado, nomeadamente naprosódica e não sendo seguro afirmar quenão seja activado mesmo em tarefas queutilizem estímulos visuais.A tarefa espacial utilizada pode não sera mais adequada para o estudo dos ritmosultradianos do desempenho cognitivo.Embora venha referida na literatura comosuscitando a activação dos dois hemisfé-rios, não foi encontrada qualquer referên-cia à sua utilização ao nível dacronopsicologia.

Propostas para o futuroAs diferenças individuais encontradaspodem estar relacionadas com factoresdescritos acima. Por outro lado, em con-versa informal tida com os participantesapós o término da sessão ficou a ideia,levantada por alguns deles, de que ao nívelda tarefa da rotação mental existiamvariações na estratégia que levava à res-posta. As diferenças entre participantespodem, assim, estar relacionadas com asdiferentes estratégias usadas e com vari-ações ocorridas nestas ao longo do tempo.Assim, ressalta a necessidade de se pros-seguirem estudos com tarefas que impli-quem os dois hemisférios cerebrais, con-siderando a possibilidade da ocorrência devariação de estratégias durante as opera-ções mentais ao longo do tempo. Umaforma de conseguir avaliar variações es-tratégicas ao longo do tempo seria atravésda concepção de quatro tarefas distintas:duas das quais que implicassem a utili-zação dos dois hemisférios e outras duas

que apelassem cada uma ao seu hemisfé-rio. As quatro tarefas deveriam ser apre-sentadas ao mesmo tempo, num ecrã, àsemelhança das provas de atenção distri-buída. Se for pedido ao participante queresponda a todos os estímulos o maisrapidamente possível evitando cometererros. Assim, será possível identificar quaisos estímulos que retêm a atenção doparticipante ao longo do tempo e a exis-tência de variações ao longo do tempo. Paraalém disto, poderemos avaliar a ocorrên-cia de padrões nas respostas. Dadas 4tarefas apresentadas em simultâneo, oparticipante poderá: responder à 1ª, 2ª, 3ªe depois à 4ª, como quem faz um circuito;ignorar ou dar preferência a determinadastarefas ou apresentar qualquer outra com-binação. Estes padrões podem ser estaci-onários ou terem uma distribuição tempo-ral. Em qualquer dos casos, este tipo deinvestigação poderia dar pistas importan-tes no que diz respeito à forma como onosso cérebro funciona como um todo,tendo em conta as partes.

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