Velocidade angular e o padrão das trajetórias

Embora a velocidade angular não foi diretamente medida, pode-se aplicar o modelo matemático apresentado no Anexo A nos resultados de todas as tarefas e intuitivamente prever o comportamento da velocidade angular associado a cada padrão de trajetória. Na discussão a seguir, assume-se que os sujeitos possuem considerável controle de sua velocidade, a qual foi medida em todas as tarefas e é aproximadamente constante (ver Figura 19), enquanto que os seus sistemas de orientação angular podem livremente variar em função do tempo. Esta análise não procura determinar precisamente a trajetória associada com uma determinada função de velocidade angular com relação ao tempo, mas prover para estudos futuros alguma compreensão do seu comportamento usando uma abordagem intuitiva. Os resultados são apresentados na Figura 6.

Da mesma maneira que a velocidade linear pode-se argumentar que a velocidade angular pode variar consideravelmente no início e no fim da trajetória e que, portanto, esta análise não é útil para fornecer ideias sobre o comportamento verdadeiro da velocidade angular. Entretanto, devemos considerar que estes estágios da trajetória são relativamente breves em relação ao movimento como um todo.

Neste trabalho, o modelo matemático foi usado para explicar e quantificar os padrões das trajetórias observadas durante a caminhada na ausência de indícios visuais e auditivos em ambientes amplos e naturais. Embora o modelo possua abstrações específicas que podem ser considerados divergências do comportamento verdadeiro, ele captura os aspectos mais

relevantes do comportamento de veering.

Os resultados comprovaram que a trajetória circular foi um padrão frequentemente reproduzido por todos os sujeitos e em todas as distâncias. Esta descoberta corrobora com resultados de estudos anteriores (Bestaven et al., 2012; Souman et al., 1999), ainda que sob condições experimentais diferentes. Na ausência da informação visual e indícios auditivos, a manutenção da locomoção de uma rota em linha reta é quase impossível, e via de regra todos os sujeitos desviam para um lado ou outro, e inconscientemente tendem a andar em círculos. Durante as tarefas foi possível observar que os participantes raramente corrigiam suas trajetórias após o inicio de sua caminhada, o que sugere que a ausência de pistas sensórias confiáveis não incentivou qualquer correção dos desvios por parte dos sujeitos.

Tanto a caminhada a curtas distâncias quanto a caminhada a longas distâncias requerem o mesmo controle da orientação espacial durante as tarefas de navegação e locomoção ao longo da trajetória. Entretanto, se o desempenho individual das trajetórias circulares for comparado em função das diferentes distâncias ao alvo (30,00; 41,60; 57,69 e 80,00 m), o melhor desempenho (i.e. menor velocidade angular) esteve relacionado com maiores distâncias na tarefa V.

A fim de explicar este comportamento, várias hipóteses foram enumeradas. Um dos fatores que poderia influenciá-lo seria a lateralidade, dado que a maioria das trajetórias foi finalizada para o lado esquerdo do corpo. De acordo com Day e Goins (1999), indivíduos que tem a perna direta como dominante tendem a desviar-se para o lado esquerdo, e indivíduos que tem a perna esquerda como dominante tendem a desviar-se para o lado direito. Entretanto, existem poucas evidências cientificas que apoiam essa explicação. A investigação de um grupo maior de sujeitos envolvendo sujeitos com preferência lateral direita e esquerda poderia clarificar esta questão. Outros possíveis fatores que poderiam causar o comportamento circular incluem baixos a altos níveis de assimetrias dos sistemas proprioceptivo e vestibular. 

Antes de estudar os mecanismos que regulam os sistemas proprioceptivo e vestibular, é importante entender como é definida matematicamente uma rotação e um importante teorema clássico sobre a equivalência de rotações. O Teorema de Rotação de Euler afirma que em um espaço tridimensional, qualquer composição de rotações é equivalente a uma única rotação em torno de um eixo de rotação. Particularmente, aplicando este teorema a caminhada de seres humanos e sabendo que o ponto fixo são os pés, há um eixo de rotação que descreve perfeitamente o movimento resultante das diversas rotações do sujeito durante a caminhada. Dado que o sujeito caminha em uma superfície aproximadamente plana, ele ou ela somente pode rodar em torno de um eixo vertical que vai aproximadamente de sua cabeça aos

seus pés. Em termos estruturais do corpo humano, este eixo coincide aproximadamente com a espinha. Assim, por hipótese, considera-se que o eixo de rotação coincide com o tronco do sujeito. Basta agora saber quais órgãos que iniciariam a rotação do sujeito em torno de sua espinha.

Dado que qualquer membro conectado a espinha potencialmente tem alguma influencia no movimento de rotação, variações pequenas na direção natural da cabeça podem induzir um desvio pela modificação do centro da atividade locomotora em nível espinhal (Toussaint, Do, & Fagard, 2008). Para manter o equilíbrio durante a locomoção, sujeitos normais tentam estabilizar sua cabeça (Pozzo, Berthoz, & Lefort, 1990) e aparentemente a visão facilita o equilíbrio da direção normal da cabeça. A estabilidade da cabeça muito provavelmente induz não somente a estabilidade do olhar fixo, mas também induz uma referência para organizar o movimento de outros segmentos (Pozzo, Levik, & Berthoz, 1995). Quando a visão é excluída, as informações para os sistemas vestibular e proprioceptivo vindas da região do pescoço agem simultaneamente para posicionar o tronco com relação ao espaço (Karnath, Sievering, & Fetter, 1994; Yoder & Taube, 2014).

Além disso, as informações de entrada dos músculos do pescoço e os sinais vestibulares desempenham um importante papel em construir e atualizar as representações espaciais, incluindo a posição, a orientação e o movimento do corpo (Bottini et al., 2001). A evidência do papel destes aferentes sensoriais vem dos efeitos específicos de lateralidade ou da estimulação direcional-específica dos sistemas sensoriais periféricos, tais como estimulação térmica vestibular e vibração mecânica dos músculos posteriores do pescoço. Esta estimulação em particular pode induzir a distorções das coordenadas egocêntricas, causando, por exemplo, desvios não intencionais da trajetória durante a caminhada. (Bove, Diverio, Pozzo, & Schieppati, 2001; Fitzpatrick, Wardman, & Taylor, 1999) e rotação do corpo durante o pisar no mesmo local em sujeitos normais (Bove, Courtine, & Schieppati, 2002).

Portanto, o desequilíbrio das diversas informações de entrada que convergem às redes centrais que são responsáveis pela representação do plano sagital médio-sagital pode criar condições para comportamentos cíclicos (Bove et al., 2002). Apesar dos resultados não suportarem uma relação direta causal entre a rotação da cabeça e o comportamento de caminhada circular, estudos futuros podem certamente investigar estas correlações.