A assimetria funcional inter-hemisférica

A temática da assimetria funcional inter-hemisférica e analisada, neste trabalho, através de uma revisão crítica da literatura concernente aos estudos clínicos e experimentais (realizados tanto com pacientes neurológicos quanto com indivíduos normais) que se mostraram mais significativos para a configuração atual deste campo do saber. Inicialmente são analisados os estudos efetuados com pacientes neurológicos lesados unilateralmente, que forneceram as primeiras evidências sobre uma organização assimétrica dos hemisférios cerebrais. Na medida em que tal assimetria refere-se principalmente aos processos cognitivos, focalizou-se esta análise nos estudos mais significativos realizados sobre os quadros de afasias, apraxias, agnosias e amnésias, diretamente relacionados à problemática da assimetria cerebral. Os estudos empregando a técnica de Wada e com pacientes comissurotomizados foram abordados a seguir procurando-se evidenciar o grande avanço que propiciaram nos conhecimentos concernentes à assimetria funcional inter-hemisférica, quer em termos da caracterização funcional de cada hemisfério cerebral (o que acabou por levar a substituição da problemática de dominância cerebral pela de assimetria funcional inter-hemisférica) quer em termos da mobilização de interesse por esta área da pesquisa neuropsicológica. No que concerne aos estudos com indivíduos normais, procurou-se enfatizar a progressão de um enfoque centrado nas caracterizações hemisféricas para um enfoque centrado na análi¬se dos requerimentos cognitivos de uma determinada tarefa, com o objetivo de avaliar a participação relativa dos hemisférios cerebrais nas tarefas complexas. As diferenças individuais quanto ao padrão de lateralização funcional foram particularmente examinadas em relação aos estudos vinculados a variáveis comportamentais facilmente observáveis tais como a preferência manipulatória e sua história familiar, a preferência ocular e o sexo, dando-se ênfase a estudos correlacionais entre aquela primeira variável e a lateralização para a linguagem, que têm tido maior suporte empírico. Os principais modelos emergentes na literatura sobre a atuação conjunta dos hemisférios cerebrais, tentando explicar sua din5mica, foram objeto de um tópico ulterior. Dentre os diversos modelos propostos considerou-se mais consistente o de Dimond e Beaumont (Beaumont, 1974) que propõe uma atuação mais integrada entre os hemisférios cerebrais, embora não se revele totalmente satisfatório. Análises de questões filogenética, ontogenética e referentes aos diferentes processamentos cognitivos requeridos em tarefas complexas foram efetuadas já que constituem grande foco de interesse na literatura atual concernente à assimetria funcional inter-hemisférica.

Hemisferectomia unilateral na vida adulta como modelo para o estudo das assimetrias motoras em camundongos

Em humanos, uma série de estudos vem sugerindo que o hemisfério esquerdo é particularmente importante no controle e execução de movimentos. De modo geral, lesões no hemisfério esquerdo promovem déficits motores mais pronunciados que lesões semelhantes no hemisfério direito. Neste trabalho utilizamos a hemisferectomia unilateral para avaliar a contribuição de cada hemisfério na função motora em camundongos. Camundongos Suíços adultos foram submetidos a hemisferectomia unilateral direita (HD) ou esquerda (HE) ou aos procedimentos de controle. Quinze dias após cirurgia, a coordenação motora de cada animal foi avaliada no teste da locomoção forçada em cilindro giratório (Rotarod). A latência para a queda do grupo controle foi significativamente maior que a do grupo HD e não diferiu da do grupo HE. Para auxiliar a interpretação dos resultados obtidos no ROTAROD, uma parte dos animais foi submetida a uma bateria adicional de testes comportamentais na seguinte seqüência: teste de campo aberto, avaliação qualitativa da assimetria sensório-motora, teste da grade elevada e teste de suspensão pela cauda. De modo interessante, no teste da grade elevada, enquanto o grupo HD apresentou o desempenho da pata traseira esquerda (contralateral à lesão) significativamente pior que o da direita, os grupos Controle e HE não apresentaram diferenças entre as duas patas traseiras. De modo análogo ao observado em humanos, nossos resultados sugerem uma ação assimétrica dos hemisférios cerebrais no controle da função motora em camundongos.

Hemisferectomia na vida adulta como modelo para o estudo das assimetrias cerebrais no controle da reatividade emocional e atividade locomotora em camundongos

Evidências sugerem que a lateralização cerebral é uma característica fundamental dos vertebrados. Nos seres humanos, tem sido sugerido que o hemisfério direito é especializado no processamento de informação emocional negativa e o hemisfério esquerdo no controle da função motora. Em roedores, evidências de lateralização hemisférica são escassas. Diante disso, utilizamos a hemisferectomia para avaliar a importância relativa de cada hemisfério no controle emocional e na atividade motora espontânea em camundongos. Machos adultos foram submetidos à hemisferectomia direita (HD), hemisferectomia esquerda (HE) ou a simulação da cirurgia (SHAM). Para ajudar na interpretação dos resultados, uma amostra adicional de camundongos foi submetida à aspiração unilateral da área frontoparietal esquerda (FPE), da área frontoparietal direito (FPD) ou a simulação da cirurgia (CONT). Quinze dias após a cirurgia, a reatividade emocional e a ambulação foram avaliadas no teste de campo aberto durante 10 minutos (dividido em intervalos de 1 min). A arena de campo aberto consistiu em uma caixa de polipropileno, cujo fundo foi dividido em 16 retângulos do mesmo tamanho. O número total de retângulos cruzados pelo animal foi utilizado como a medida da atividade locomotora espontânea. Considerando-se que os camundongos evitam áreas abertas, a locomoção no centro e o tempo despendido nos retângulos centrais foram utilizados para avaliar a reatividade emocional. Em relação à atividade locomotora as duas técnicas cirúrgicas revelaram assimetrias na direção oposta. A atividade locomotora do grupo HE aumentou ao longo do período de teste e foi maior do que a dos grupos HD e SHAM. Em contraste, a atividade locomotora do grupo FPD diminuiu ao longo do período de teste e foi superior a ambos os grupos, FPE e CONT. Em relação à reatividade emocional, o grupo HE passou menos tempo na área central que os grupos HD e CONT. Não foram observadas diferenças entre FPD, FPE e o grupo CONT. Os nossos resultados sugerem que os dois hemisférios contribuem de forma assimétrica para controlar de reatividade emocional e para controlar de atividade motora em camundongos. De forma semelhante ao que é observado em humanos, o hemisfério direito dos camundongos foi mais associado com o processamento de informação emocional negativa. Em relação aos dados de hiperatividade, as diferenças observadas entre os animais hemisferectomizados e com lesão frontoparietal sugerem que mais de um circuito (ou sistema) lateralizado pode mediar a atividade locomotora espontânea.

Lateralização cerebral de funções e sua implicação para a cognição humana: do paradigma do duplo sistema funcional de processamento a um enfoque de sistema complexo

Este trabalho examina a lateralização cerebral de funções e sua implicação para a cognição humana ao nível da intersecção entre a neuropsicologia clinica e a psicologia cognitiva de base informacional. A primeira parte do trabalho e dedicada a descrição e análise critica da conformação contemporânea desta área de investigação neuropsicológica, com a ênfase posta na metateoria e teorias predominantes, a par do sistema conceitual utilizado nas atividades de pesquisa desenvolvidas na área. Inicialmente, a abordagem neuropsicológica do problema da lateralização cerebral examinada no que concerne às suas articulações com os métodos e técnicas que se mostraram mais importantes para a configuração atual desta área de investigação, sob um enfoque histórico. Em continuidade, a análise dirigida às questões mais fundamentais nas quais se tem desdobrado o problema da assimetria funcional inter-hemisférica, representadas pelas especializações funcionais dos hemisférios cerebrais, pela atividade conjunta dos hemisférios e pelas relações entre diferenças individuais na lateralização cerebral e desempenho cognitivo. Neste contexto são sublinhadas as dificuldades e inconsistências relacionadas à restritividade do enfoque prevalente, avaliado como expressão de uma concepção neuropsicológica excessivamente simplificadora do problema compreendido pelas relações entre o cérebro e a cognição humanos. O trabalho apresenta, em sua segunda parte, uma tentativa de desenvolvimento de um enfoque sistêmico, na direção da complexidade, para o problema da lateralização cerebral de funções. Trata-se de um desenvolvimento que parte de uma descentração da dimensão lateral do sistema nervoso e resulta em uma subsunção deste problema à uma perspectiva mais global concernente à organização cerebral de funções e aos fundamentos para a construção teórica na neuropsicologia. Segue-se um exame das implicações deste enfoque para a questão das relações entre variações inter-individuais na lateralização cerebral de funções e habilidades cognitivas que se direciona para uma minimização do significado que tem sido atribuído a lateralizarão para o funcionamento cerebral e a cognição humanos. O trabalho apresenta, finalmente, um estudo empírico referente às relações entre variações inter-individuais normais de lateralizarão cerebral ,preferência manipulatória e sua história familiar e desempenho cognitivo, onde são comparados os desempenhos de destros com história familiar de sinistralidade negativa e de canhotos com esta história positiva no Teste WAIS. Os resultados obtidos mostram uma inequívoca semelhança nos desempenhos dos dois grupos em todas as escalas do WAIS. Estes resultados são discutidos principalmente no que tange à existência ou não de correspondências diretas entre variações normais nas representações das funções ao longo da dimensão lateral do sistema nervoso, preferência manipulatória e habilidades cognitivas. A conclusão final conforma-se como um sumário integrativo dos principais aspectos das conclusões atingidas no curso do trabalho.

Indução de plasticidade cerebral por remoção da matriz extracelular após lesão isquêmica no córtex sensório-motor de ratos

O acidente vascular cerebral (AVC) é a terceira maior causa de mortalidade e incapacidade no mundo e a principal causa de mortes no Brasil. Após a lesão isquêmica, pela capacidade limitada do Sistema Nervoso Central (SNC) se regenerar, os déficits funcionais geralmente são incapacitantes e permanentes. A incapacidade de regeneração decorre, dentre outros fatores, do acúmulo de proteoglicanos de sulfato de condroitina (PGSC) no local da lesão, inibindo a plasticidade no microambiente extracelular. A enzima condroitinase ABC (ChABC) tem se mostrado eficiente para degradar os PGSC, proporcionando plasticidade. Esta pesquisa se propõe a avaliar o efeito da remoção de PGSC após uma lesão isquêmica no córtex sensório-motor primário de ratos. Para tal, utilizou-se 20 ratos Wistar, em 4 grupos experimentais, controle e tratado, com tempo de sobrevida de 7 e 14 dias. Induziu-se uma lesão isquêmica através de microinjeções do vasoconstritor ET-1 (Endotelina-1) no córtex sensório-motor, implantou-se um polímero de Etileno vinil acetato saturado com ChABC (tratado) ou BSA (controle). Morfologicamente, avaliamos a área de lesão, que se mostrou sem diferença estatística entre grupo controle 7 dias (média de 1653,8 ± 162,57mm²), tratado 7 dias (média de 2067,3 ± 235,42mm²), controle 14 dias (média de 1267,16 ± 280,6mm²), tratado 14 dias (média de 1323,8 ± 297,05mm²) após lesão; a quantidade de astrócitos, que também se mostrou sem diferença estatística entre grupo controle 7 dias (média de 16,6±4,67 células/campo), tratado 7 (média de 21,07±1,87 células/campo) e controle 14 (média de 17,46±0,80 células/campo), tratado 14 (média de 18,51±2,60 células/campo) dias após lesão; e a expressão de controitin degradado, que qualitativamente foi mais expresso nos ratos tratados 7 e 14 dias após lesão. Comportamentalmente, no teste do cilindro, animais tratados tiveram índice de assimetria menor já em 7 dias após lesão, com diferença significativa entre os grupos. No teste da escada horizontal, os animais tratados tiveram menor diferença intragrupo que os controles. Em 7 dias após lesão, já estavam com o mesmo desempenho funcional que seu pré-cirúrgico. Os dados comportamentais demonstram que a ChABC foi eficaz na melhora do desempenho funcional de maneira precoce, o que significa que a degradação das PGSC abre uma janela plástica na lesão isquêmica cortical, sem influenciar no tamanho da lesão e quantidade de astrócitos na cicatriz glial, porém com melhora do desempenho funcional de maneira precoce. Novos estudos devem ser realizados, associando a ChABC a terapêuticas adjuvantes no tratamento de lesões isquêmicas experimentais.

Efeitos do treino de marcha em esteira com adição de carga ao membro inferior não parético de indivíduos com acidente vascular cerebral: ensaio clínico controlado e randomizado

Introduction: Gait after stroke is characterized by a significant asymmetry between the lower limbs, with predominant use of the non-paretic lower limb (NPLL) over using the paretic lower limb. Accordingly, it has been suggested that adding load/weight to the NPLL as a form of restricting the movement of this limb may favor the use of the paretic limb, reducing interlimb asymmetry. However, few studies have been conducted up to this moment, which only investigated the immediate effects of this practice. Objectives: 1) Investigating whether there is an influence of adding load to the NPLL during treadmill training on cardiovascular parameters and on gait performance of individuals with stroke, compared to treadmill training without load addition; 2) Analyzing the effects of treadmill training with and without load added to the NPLL on kinematic parameters of each lower limb during gait; 3) Analyzing the effects of treadmill training with and without load added to the NPLL on measurements of functional mobility and postural balance of these patients. Materials and Methods: This is a randomized single blinded clinical trial involving 38 subjects, with a mean age of 56.5 years, at the subacute post-stroke phase (with mean time since stroke of 4.5 months). Participants were randomly assigned into an experimental group (EG) or control group (CG). EG (n= 19) was submitted to gait training on a treadmill with the addition of load to the NPLL by ankle weights equivalent to 5% of body weight. CG (n= 19) was only submitted to gait training on a treadmill. Behavioral strategies which included home exercises were also applied to both groups. The interventions occurred daily for two consecutive weeks (Day 1 to Day 9), being of 30 minutes duration each. Outcome measures: postural balance (Berg Functional Balance Scale – BBS), functional mobility (Timed Up and Go – TUG; kinematic variables of 180° turning) and kinematic gait variables were assessed at baseline (Day 0), after four training sessions (Day 4), after nine training sessions (Day 9), and 40 days after completion of training (Follow-up). Cardiovascular parameters (mean arterial pressure and heart rate) were evaluated at four moments within each training session. Analysis of variance (ANOVA) was used to compare outcomes between EG and CG in the course of the study (Day 0, Day 4, Day 9 and Follow-up). Unpaired t-tests allowed for intergroup comparison at each training session. 5% significance was used for all tests. Results: 1) Cardiovascular parameters (systemic arterial pressure, heart rate and derivated variables) did not change after the interventions and there were no differences between groups within each training session. There was an improvement in gait performance, with increased speed and distance covered, with no statistically significant difference between groups. 2) After the interventions, patients had increased paretic and non-paretic step lengths, in addition to exhibiting greater hip and knee joint excursion on both lower limbs. The gains were observed in the EG and CG, with no statistical difference between the groups and (mostly) maintained at follow-up. 3) After the interventions, patients showed better postural balance (higher scores on BBS) and functional mobility (reduced time spent on the TUG test and better performance on the 180° turning). All gains were observed in the EG and CG, with no statistically significant difference between groups and were maintained at follow-up. Conclusions: The addition of load to the NPLL did not affect cardiovascular parameters in patients with subacute stroke, similar to treadmill training without load, thus seemingly a safe training to be applied to these patients. However, the use of the load did not bring any additional benefits to gait training. The gait training program (nine training sessions on a treadmill + strategies and exercises for paretic limb stimulation) was useful for improving gait performance and kinematics, functional mobility and postural balance, and its use is suggested to promote the optimization of these outcomes in the subacute phase after stroke.

Intraaortic balloon pump counterpulsation and cerebral autoregulation : an observational study

The use of Intra-aortic counterpulsation is a well established supportive therapy for patients in cardiac failure or after cardiac surgery. Blood pressure variations induced by counterpulsation are transmitted to the cerebral arteries, challenging cerebral autoregulatory mechanisms in order to maintain a stable cerebral blood flow. This study aims to assess the effects on cerebral autoregulation and variability of cerebral blood flow due to intra-aortic balloon pump and inflation ratio weaning.

Cold-water immersion decreases cerebral oxygenation but improves recovery after intermittent-sprint exercise in the heat

This study examined the effects of post-exercise cooling on recovery of neuromuscular, physiological, and cerebral hemodynamic responses after intermittent-sprint exercise in the heat. Nine participants underwent three post-exercise recovery trials, including a control (CONT), mixed-method cooling (MIX), and cold-water immersion (10 °C; CWI). Voluntary force and activation were assessed simultaneously with cerebral oxygenation (near-infrared spectroscopy) pre- and post-exercise, post-intervention, and 1-h and 24-h post-exercise. Measures of heart rate, core temperature, skin temperature, muscle damage, and inflammation were also collected. Both cooling interventions reduced heart rate, core, and skin temperature post-intervention (P < 0.05). CWI hastened the recovery of voluntary force by 12.7 ± 11.7% (mean ± SD) and 16.3 ± 10.5% 1-h post-exercise compared to MIX and CONT, respectively (P < 0.01). Voluntary force remained elevated by 16.1 ± 20.5% 24-h post-exercise after CWI compared to CONT (P < 0.05). Central activation was increased post-intervention and 1-h post-exercise with CWI compared to CONT (P < 0.05), without differences between conditions 24-h post-exercise (P > 0.05). CWI reduced cerebral oxygenation compared to MIX and CONT post-intervention (P < 0.01). Furthermore, cooling interventions reduced cortisol 1-h post-exercise (P < 0.01), although only CWI blunted creatine kinase 24-h post-exercise compared to CONT (P < 0.05). Accordingly, improvements in neuromuscular recovery after post-exercise cooling appear to be disassociated with cerebral oxygenation, rather reflecting reductions in thermoregulatory demands to sustain force production.

Cerebral cortex activation mapping upon electrical muscle stimulation by 32-channel time-domain functional near-infrared spectroscopy

The application of different EMS current thresholds on muscle activates not only the muscle but also peripheral sensory axons that send proprioceptive and pain signals to the cerebral cortex. A 32-channel time-domain fNIRS instrument was employed to map regional cortical activities under varied EMS current intensities applied on the right wrist extensor muscle. Eight healthy volunteers underwent four EMS at different current thresholds based on their individual maximal tolerated intensity (MTI), i.e., 10 % < 50 % < 100 % < over 100 % MTI. Time courses of the absolute oxygenated and deoxygenated hemoglobin concentrations primarily over the bilateral sensorimotor cortical (SMC) regions were extrapolated, and cortical activation maps were determined by general linear model using the NIRS-SPM software. The stimulation-induced wrist extension paradigm significantly increased activation of the contralateral SMC region according to the EMS intensities, while the ipsilateral SMC region showed no significant changes. This could be due in part to a nociceptive response to the higher EMS current intensities and result also from increased sensorimotor integration in these cortical regions.