Princípios de funcionamento do neurofeedback

O NFBK é uma intervenção baseada na aprendizagem intencional de autorregulação psicofisiológica178,190_{. Ou seja, há um componente volitivo importante}

no processo de aprender a regulação das próprias respostas fisiológicas. Destaco aqui uma importante diferença em relação a sistemas que se propõe a modular o SNC por outras vias que não sejam autorregulação (como químicas, indução frequenciais por estimulação externa ou elétricas, mesmo que em micro-intensidade) e que, portanto, não devem ser denominadas NFBK. Vimos na sessão anterior que a neuromodulação por vias de estimulação elétrica e/ ou magnética é um vasto campo de estudo e os profissionais devem entender essas diferenças na sua prática clínica.

Por outro lado, muitos sistemas de interface cérebro-máquina utilizam o princípio do NFBK para o controle de dispositivos físicos, como próteses mecânicas 190_.

Genericamente, o NFBK compreende um aparato para captação do sinal biológico (sensor e dispositivo), que terá variações de acordo com a modalidade realizada. Essa resposta biológica passará por um pré-processamento que permite a delimitação e/ou amplificação do sinal captado, para digitalização do mesmo via software. Ele é, então, processado e convertido para servir como fonte (input) para o(s) estímulo(s) utilizado como feedback, que são entregues em tempo real ao usuário. Ao receber o feedback, o usuário usa essa informação para se autorregular e, ao alterar seu próprio nível de ativação, ele observa alteração(ões) no estímulo associado, em um circuito que se retroalimenta178,189–193. De uma maneira metafórica, pode-se dizer que o feedback funciona como um espelho (reflexo indireto) da atividade cerebral. A figura 4 ilustra um sistema genérico de NFBK.

Figura 4. Sistema genérico de NFBK. Figura adaptada de Gomes, Ducos, Akiba e Dias (2017), com autorização dos autores.

Diferentes modelos teóricos têm sido propostos para explicar o mecanismo de aprendizagem por NFBK. A teoria da aprendizagem instrumental ou operante, adotada pelos primeiros pesquisadores do campo e vigente até o momento, apresenta o conceitual mais robusto. No entanto, parece não ser suficiente para explicar todos os processos envolvidos no NFBK. De acordo com essa perspectiva, o estímulo reforçador é apresentado toda vez que a atividade cerebral específica é alcançada.

Para modelagem da atividade cerebral, o mesmo princípio da modelagem do comportamento é utilizada: quando a resposta se aproxima do objetivo desejado, ela é reforçada, de modo a conduzir a mudança na direção desejada178_.

Contudo, o uso de estratégias mentais pelos pacientes nas sessões amplia o debate para outros modelos de aprendizagem. Aplicando-se a teoria do duplo- processamento ao NFBK, acredita-se que inicialmente o paciente possa utilizar estratégias internas “aleatórias” ou baseada em instruções e que, conforme obtém (ou não) o reforçador, ele adapta essa estratégia para aumentar a chance de ocorrência do feedback. Mas cabe acrescentar que nem todas as pessoas usam estratégias (ou têm consciência delas). Outra vertente sugere que a aprendizagem via NFBK proporciona a ampliação da consciência dos processos psicofisiológicos, o que facilitaria a autorregulação. No entanto, pesquisas ainda são necessárias para esclarecer esses mecanismos, para além da aprendizagem por condicionamento operante190_.

Para a aplicação do NFBK com objetivo de treinamento de autorregulação, deve-se considerar os seguintes fatores:

- Direção do feedback: De modo geral o NFBK é usado para aumentar ou inibir padrões de ativação, ainda que treinamentos voltados para a relação desses padrões possam ser utilizados. Características específicas se aplicam em função da modalidade. No NFBK EEG baseado na frequência de onda, o feedback é dado de acordo com a amplitude ou a potência do sinal, em função de determinada frequência de onda. Assim, é comum a utilização de protocolos para aumentar determinados padrões, para diminui-los ou ainda, alterar relações, coerência ou assimetrias de ondas. Por exemplo é possível reforçar o aumento do RSM com objetivo de reduzir queixas atencionais. Esse treino pode ser associado ao reforço concomitante para redução de ondas na frequência de teta. No entanto, é possível treinar para diminuir a razão entre teta/ beta e, nesse caso, o reforço é dado para o aumento da diferença entre esses padrões. Já para NFBK de potenciais corticais lentos (SCP, do inglês slow cortical potential), o reforço é dado para o aumento da negatividade ou da positividade da polarização da EEG, sendo o aumento da negatividade considerado excitatório e o aumento da positividade, inibitório; no NFBK por escore-Z, o feedback é apresentado cada vez que diferentes parâmetros (calculados pelo software) se aproximam dos parâmetros de uma base normativa específica194_{; No NFBK FMRI e}

no de espectroscopia de luz próxima ao infravermelho funcional (fNIRS) a mudança no sinal BOLD e na alteração relativa de oxy-hemoglobina (O2Hb), respectivamente, são utilizados com objetivo de autorregulação metabólica195

- Feedback em tempo real: O tempo entre a alteração da resposta cerebral mensurada e a apresentação do feedback pode variar em função de diversos fatores, desde a taxa de aquisição do dispositivo até o tipo de resposta fisiológica utilizada. Para o NFBK EEG e o de magnetoencefalografia (MEG), estima-se um tempo médio menor que 50 ms. Já para o NFBK fNIRS são 0,5 s e para o de ressonância magnética funcional (FMRI), 1,5s. Essas duas últimas modalidade, dependentes da dinâmica sanguínea, apresentam um atraso adicional de 4-6s em função do tempo metabólico de alteração da dinâmica sanguínea 191_{. Resguardadas as características da resposta}

fisiológica mensurada, o feedback deve ser fornecido com menor atraso possível. Na modalidade NFBK EEG, recomenda-se que o feedback não exceda 350ms178_.

- Área cerebrais de interesse: É consenso que o NFBK deve focar na autorregulação de regiões do cérebro de acordo com o(s) objetivo(s) a ser(em) alcançado(s). Irei abordar esse tópico com base no NFBK EEG, considerada a modalidade mais praticada: os eletrodos podem ser utilizados em montagem monopolar ou bipolar, e colocado em diferentes partes do escalpo. Por exemplo, para o treinamento do RSM com NFBK EEG, utilizado para queixas atencionais e epilepsia, os eletrodos devem ser posicionados na região sensório-motora: Cz, C3 e/ ou C4185_.

Mas outros posicionamentos são utilizados com foco em queixas atencionais, como F3, F4, Fz e até mesmo P3, Pz e P4, dentre outras196_{. Por isso, para a modalidade}

NFBK EEG a avaliação dos padrões de ativação cortical é essencial para definição do posicionamento, e a eletroencefalografia quantitativa (qEEG) é considerada o padrão ouro para essa avaliação197_{, contribuindo para que o NFBK seja personalizado}198_.

- Duração da sessão: A duração da sessão dependendo da modalidade utilizada. Mesmo para o NFBK EEG, não há um consenso sobre o tempo mínimo e máximo de cada sessão. Nessa modalidade, alguns profissionais trabalham com um maior número de tentativas, com menor tempo por tentativa, por sessão (ex. 10 tentativas de 3 minutos cada), enquanto outros com um tempo maior, com menos tentativas por sessão (exemplo, 3 blocos de 10 minutos). Há ainda quem observe a performance da pessoa que está sendo treinada e, ao identificar que ela não está mais alcançando o objetivo, o treino é interrompido. Já na modalidade que utiliza a

respostas fisiológica proveniente dos potenciais corticais lentos (SCP, do inglês slow cortical potential), 1 sessão é formada por 2-4 blocos de treino, e cada bloco é composto 40 tentativas de 5-8s cada tentativa (em média), devido a característica da resposta elétrica mensurada199_{. Em ensaios clínicos com o transtorno de déficit de}

atenção e hiperatividade (TDAH) envolvendo estudos com NFBK EEG e NFBK SCP, observa-se a duração das sessões entre 25 a 60 minutos200_.

- Número de sessões: NFBK, em qualquer modalidade, requer treinamento por repetição. Na minha prática clínica, tenho observado que são necessárias no mínimo 10 sessões para que a pessoa treinada aprenda a técnica e perceba alterações comportamentais iniciais. Para a consolidação da aprendizagem, um número maior de sessão é recomendado, sendo que para o TDAH a literatura indica entre 30-40 sessões201_.

Quanto mais específico o treinamento, maiores as chances de que a pessoa treinada estabeleça uma relação entre a alteração cerebral e o reforço, tornando a aprendizagem mais rápida178_{. Além disso, uma parcela de pessoas não consegue}

desenvolver a habilidade de se autorregular, mesmo após um grande número de sessões. Revisões recentes afirma que em torno de 30% dos participantes de estudos experimentais falham nessa aprendizagem190,202_{, e que apenas aqueles que}

conseguem se autorregular é que apresentam ganhos em função do treinamento202_.