UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA
LAURA CAROLINA AHUMADA HERNÁNDEZ
EFEITO DA ESTIMULAÇÃO EMOCIONAL SOBRE O PROCESSAMENTO SENSORIAL AUDITIVO
Natal / RN
LAURA CAROLINA AHUMADA HERNÁNDEZ
EFEITO DA ESTIMULAÇÃO EMOCIONAL SOBRE O PROCESSAMENTO SENSORIAL AUDITIVO
Dissertação apresentada à Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, para obtenção do título de Mestre em Psicobiologia.
Orientador: John Fontenele Araújo.
Natal / RN
Catalogação da Publicação na Fonte
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Zila Mamede / Setor de Informação e Referência Ahumada-Hernández, Laura Carolina.
Efeito da estimulação emocional sobre o processamento sensorial auditivo. / Laura Carolina Ahumada Hernández. - Natal, RN, 2016.
93 f. : il.
Orientador: Prof. Dr. John Fontenele Araújo.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Biociências. Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia.
1. Emoção - Dissertação. 2. Processamento sensorial - Dissertação. 3. Potencial evocado auditivo - Dissertação. 4. Bandas de frequência - Dissertação. 5. Resposta autonômica - Dissertação. I. Araújo, John Fontenele. II. Título.
TÍTULO DA DISSERTAÇÃO:
Efeito da estimulação emocional sobre o processamento sensorial auditivo.
AUTOR: Laura Carolina Ahumada Hernández
LOCAL E DATA DE APRESENTAÇÃO: Natal, 24 de maio de 2016.
Comissão avaliadora:
_______________________________ Prof. Dr. John Fontenele Araújo (Orientador)
Depto. de Fisiologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte
_______________________________
Profa. Dra. Kátia Cristine Andrade (Examinadora Externa) Instituto do Cérebro, Universidade Federal do Rio Grande do Norte
_______________________________
Prof. Dr. Nelson Torro Alves (Examinador Externo)
LISTA DE ABREVIAÇÕES
BER: Brainstem Evoked Response
ECG: Eletrocardiografia
EEG: Eletroencefalografia
EMG: Eletromiografia
EPN : Early Posterior Negativity
FFT: Transformada rápida de Fourier
fMRI: functional Magnetic Resonance Imaging
IAPS: International Affective Pictures System
LNRB: Laboratório de Neurobiologia e Ritmicidade Biológica
MMN: Mismatch Negativity
PET: Positron Emission Tomography
RCP: Resposta de Condução da Pele
SAM: Self Assessment Manikin
SPL: Sound Presure Level
Sumário
1. RESUMO ... 7 2. ABSTRACT ... 8 3. REFERENCIAL TEÓRICO ... 9 3.1. Introdução ... 9 3.2. Emoção... 103.2.1. As principais teorias da emoção ... 10
3.2.2. Bases neurobiológicas da emoção ... 12
3.2.3. Como estudar as emoções ... 15
3.3. Emoção e a resposta elétrica do córtex. ... 17
3.3.1. O Potencial Evocado ... 18
3.3.2. Atividade Elétrica Cortical ... 23
3.3.3. Modulação sensorial pela emoção ... 25
4.1. Objetivo geral ... 29 4.2. Objetivos específicos ... 29 4.3. Hipóteses ... 29 5. METODOLOGIA ... 30 5.1. Participantes ... 30 5.2. Local da pesquisa ... 30 5.3. Instrumentos ... 30 5.4. Procedimento ... 31 5.5. Registro eletrofisiológico ... 32 5.6. Análise estatística ... 33 6. RESULTADOS ... 35
6.1. Avaliação subjetiva das imagens (SAM) e variabilidade da frequência cardíaca 35 6.2. Potencial Evocado Auditivo ... 38
6.3. Potência das Bandas de Frequência ... 41
7. DISCUSSÃO ... 45
7.1. Avaliação subjetiva das imagens (SAM) e variabilidade da frequência cardíaca 45 7.2. Potencial evocado auditivo ... 46
8. CONCLUSÃO ... 52
9. REFERÊNCIAS ... 54
10. ANEXOS ... 64
10.1. Comparações post-hoc ...64
1. RESUMO
As emoções influenciam no comportamento, contribuindo para a adaptação ao ambiente, e modulando os processos cognitivos como a percepção, a atenção e a memória. As imagens com conteúdo emocional afetam o potencial evocado visual, provocando aumento nas amplitudes dos componentes precoces. Porém, ainda não é claro como o conteúdo emocional associado a uma determinada via sensorial pode afetar o processamento de outras modalidades sensoriais. O objetivo deste estudo foi avaliar como as imagens com conteúdo emocional influenciam o processamento sensorial auditivo, através do potencial evocado auditivo de um som inócuo. Para isso, foi registrado o potencial evocado auditivo em 36 estudantes universitários durante a apresentação de blocos de imagens negativas, blocos de imagens positivas, blocos de imagens neutras ou uma tela em branco. Analisamos também os escores de valência e alerta das imagens, a variabilidade da frequência cardíaca e a potência das bandas de frequência teta e alfa,. As imagens negativas, positivas e neutras tiveram os escores de valência e alerta esperado para esses tipos de imagens, mas esses resultados diferiram dos escores da padronização realizada para o Brasil. Já na variabilidade da frequência cardíaca, foi observada uma desaceleração do ritmo cardíaco durante a apresentação das imagens negativas e positivas, o que correlacionou com os escores das imagens. Quanto ao potencial evocado auditivo, não encontramos um efeito da emoção. Contudo, foi encontrada uma diminuição da amplitude do potencial evocado durante a apresentação das imagens, independentemente da sua valência. As análises das bandas de frequências mostraram um aumento da potência de teta e alfa no hemisfério esquerdo inicialmente durante as quatro condições. Em um segundo momento foi observado um aumento da potência dessas bandas durante a apresentação das imagens emocionais no hemisfério direito. Por último, foi observada uma diminuição da potência de teta no hemisfério direito na condição de imagens negativas. Os resultados da avaliação das imagens e a variabilidade da frequência verificam que as imagens do International Affective Picture System (IAPS) são um bom método para induzir e avaliar emoções. Contudo, é importante fazer uma melhor padronização para todo o Brasil. A resposta do potencial evocado indica uma divisão da orientação da atenção entre as duas fontes de estimulação. Por fim, o incremento da potência de teta e alfa principalmente no hemisfério direito, evidência a importância do hemisfério direito no processamento de informação sensorial.
Palavras-chave: emoção; processamento sensorial; potencial evocado auditivo; bandas de frequência, resposta autonômica.
2. ABSTRACT
Emotions are crucial for the survivor of the organisms. They allow individuals to recognize what is threatening and what is safe in the environment. Emotions work modulating several cognitive processes, such as perception, attention and memory. At an electrophysiological level, emotions influence the response of neuronal networks measured by Event-Related Potentials (ERP). It has been documented that pleasant and unpleasant pictures increase the amplitude of the visual ERP in the visual areas of the brain. However, little is known about how emotions affect the processing of stimuli of different sensory modalities. The aim of this work was to test how the International Affective Picture System (IAPS) may affect the ERP of an innocuous sound. For this purpose the auditory ERP of 36 healthy students was recorded while they were watching a stream of high arousal unpleasant, high arousal pleasant, neutral images or a white screen. Heart rate variability (HRV), subjective self-report and band frequency power were measured too. Results showed that subjective self-report of the pictures emotional property verified the emotional qualities of these pictures, but it was slightly different form the Brazilian standard scores. We also found a deceleration of the HRV during emotional pictures viewing, and this correlated with the subjective self-report. No effect from emotional valence on the auditory ERP was found, only an effect of the pictures when compared to the white screen condition. In the left hemisphere, band frequency power showed a increase of theta and alpha power in the first moment for the four conditions. In a second moment, there was a increase of the power of this two bands during emotional pictures presentation in the right hemisphere. And then, it was seen a decrease in the right hemisphere of theta band power during unpleasant picture viewing. Scores from the subjective self-report and HRV confirmed that IAPS are a good method to elicit and evaluate emotions, but is necessary to extend the Brazilian standardization to have a more reliable instrument. Findings in the auditory ERP suggest a division of attention between the two kind of stimulation. Finally, the increase in the theta and alpha band power, especially in the right hemisphere, throughout the temporal series suggest a specialization of right hemisphere in the processing of emotional information.
Keywords: emotion; sensory processing; event-related potential; frequency bands; autonomic response.
3. REFERENCIAL TEÓRICO
3.1. IntroduçãoDia a dia adaptamos nosso comportamento às exigências do ambiente. Quando nos encontramos frente a uma situação ameaçadora precisamos agir de uma forma rápida e eficiente para nos afastarmos do perigo, esse tipo de resposta adaptativa é o que pode garantir nossa sobrevivência e nosso sucesso reprodutivo. Nosso organismo precisa da atuação de múltiplos sistemas biológicos que trabalhem em conjunto para garantir essa resposta adaptativa; por exemplo, em uma situação de perigo, é necessária a ativação do sistema nervoso simpático para orquestrar as respostas fisiológicas que vão nos preparar para a ação (fugir ou lutar), algumas dessas respostas incluem o aumento da frequência cardíaca, aumento do consumo de oxigênio, liberação de adrenalina e preparação das unidades motoras para a ação. Simultaneamente, é necessária a intervenção do sistema nervoso central para realizar a ação voluntária e modular a resposta comportamental, mediante o controle dos comandos motores, que também dependem da influência dos processos cognitivos.
A emoção, decorrente de uma situação aversiva, pode influenciar a resposta comportamental do indivíduo, determinando, por exemplo, o estado de alerta atingido frente a essa situação provocadora da emoção. Para isso acontecer, a emoção deve modular o funcionamento de processos cognitivos como a percepção, a atenção e a memória. Conhece-se, por exemplo, que quando seres humanos são expostos a estímulos subliminares com conteúdo emocional, atentam a um maior número de estímulos, do que quando são expostos a estímulos subliminares neutros (Anderson & Phelps, 2001; Phelps 2006).
Esta modulação emocional pode ocorrer em nível neuronal, podendo alterar a resposta elétrica de redes de neurônios, o que pode estar relacionado com a atenção ou outros processos cognitivos. Por exemplo, em pesquisas realizadas mensurando o potencial evocado visual em humanos, tem-se demonstrado maior amplitude do potencial evocado, quando são apresentados estímulos com valência emocional em comparação às apresentações de estímulos com valência neutra (Carretié et al., 2004; Schupp et al., 2004). Contudo, ainda não é claro como o estado emocional do cérebro
pode afetar o processamento sensorial dos estímulos ambientais, mesmo quando o estímulo processado não seja o mesmo que está gerando a emoção. No presente estudo se pretende avaliar como a emoção gerada por imagens emocionais pode alterar a resposta sensorial de um estímulo diferente das imagens, no caso, um som.
3.2. Emoção
3.2.1. As principais teorias da emoção
Desde o trabalho de Charles Darwin em 1872, que originou o livro As expressões das emoções no homem e nos animais, sabe-se que existem determinadas emoções que podem ser inferidas a partir das expressões faciais e corporais, tanto em animais não humanos, quanto em humanos. Essas emocionais são compostas por respostas motoras e viscerais que possuem uma determinação inata que se tem conservado ao longo da evolução das espécies. Por tanto, essas respostas são úteis para a vida dos animais, isto é, tem valor adaptativo para garantir a sobrevivência dos indivíduos e das espécies (Nesse & Ellsworth, 2009). As principais emoções descritas, a partir dos estudos de Darwin, são as emoções básicas de medo, alegria, raiva, nojo, surpresa e tristeza (Ekman, 1992).
William James em 1884 e Carl Lange em 1887 desenvolveram por separado uma hipótese que posteriormente seria conhecida como a primeira teoria da emoção, a teoria James-Lang. Nesta teoria afirma-se que as situações que geram emoções ativam uma sequência de respostas fisiológicas, tais como: o aumento do ritmo cardíaco, sudorese, tremores e outras series de reações corporais. Estas respostas seriam detectadas pelo sistema sensorial e teriam repercussão sobre o Sistema Nervoso Central, sendo a consciência dessas respostas o que chamamos de emoção (Carlson, 2006).
Vários anos após a concepção dessa teoria, o fisiólogo estadunidense Walter Cannon aparece para contrariar a proposta de James, argumentando que os órgãos não tem a capacidade para responder rapidamente e assim enviar retroalimentação ao Sistema Nervoso Central. Cannon por exemplo mostra que mesmo havendo a secção dos nervos sensoriais responsáveis por essa retroalimentação, ainda continua ocorrendo as emoções (Cannon, 1927; Dalgleish, 2004). Portanto, para Cannon, as
emoções podem ser experimentadas mesmo quando as alterações fisiológicas não são sentidas, e estas estariam sendo controladas pelo tálamo (Cannon, 1927) (Figura 1).
A partir destas duas propostas nasce uma terceira teoria que sugere a necessidade da interação do componente fisiológico e o componente cognitivo na geração das emoções conhecida como a teoria dos dois fatores de Schachter e Singer. Esta teoria postula que a ativação fisiológica determina a intensidade da emoção, enquanto a resposta cognitiva dessa ativação determina qual emoção será experimentada (Reisenzein, 1983). Cada vez que há uma resposta fisiológica deve ser gerada uma interpretação cognitiva dessa resposta para surgir a emoção, caso contrário não surge (Reisenzein, 1983).
A teoria dos dois fatores tem sido objeto de crítica porque não esclarece como se apresenta essa interpretação cognitiva da ativação fisiológica (Reisenzein, 1983; LeDoux, 1998). Outras teorias tem tentado explicar como se estabelece essa relação entre a resposta fisiológica e o processo cognitivo na geração das emoções, como a teoria da avaliação de Arnold, que propõe que existe uma avaliação mental de quanto perigosa ou benéfica uma situação pode ser, a qual gera uma tendência a se afastar ou aproximar (LeDoux, 1998). Contudo, não existe uma teoria unificadora que consiga abranger o fenômeno da emoção na sua totalidade. Na atualidade são os estudos em neurobiologia e em áreas relacionadas que têm aberto novos caminhos para compreender as emoções e a maneira como são originadas.
Figura 1. Teorias da emoção. Teoria de James-Lange e Teoria de Cannon-Bard. Fonte: Bear et al. (2001). 3.2.2. Bases neurobiológicas da emoção
Para compreender como surgem as emoções e como elas podem modular outros processos cognitivos, primeiramente é importante entender os mecanismos neurais subjacentes das emoções, é preciso esclarecer que estes mecanismos têm sido descobertos principalmente a partir dos estudos com animais de laboratório e pacientes com lesões cerebrais ou patologias neurológicas. Um dos primeiros modelos proposto para explicar as bases neurofisiológicas da emoção é o circuito de Papez, o qual postula que existe um grupo de estruturas cerebrais que interagem entre si para produzir a resposta emocional; este circuito inclui o hipotálamo, o tálamo anterior, o giro do cíngulo e o hipocampo (Barreto & Silva, 2010; Gazzaniga et al., 2006). Posteriormente, com os avanços nas pesquisas do cérebro, o circuito de Papez foi alimentado com novas estruturas que incluíram a descrição estrutural do lobo límbico de Broca, além de outras áreas como a amígdala, o córtex orbitofrontal e porções dos núcleos da base. Esta extensão do circuito de Papez foi chamada Sistema Límbico (MacLean, 1955) (Figura 2).
Figura 2. Modelos das bases neurobiológicas da emoção. (A) O circuito de Papez; (B) O sistema límbico de MacLean. Fonte: Barger et al. (2014).
Estes modelos têm funcionado para entender um pouco a organização das emoções no sistema nervoso, mas na atualidade se sabe que dependendo do tipo de situação emocional existem diferentes estruturas que são ativadas em resposta à emoção (Panksepp, 1982), quer dizer que uma emoção como a raiva não vai ativar exatamente as mesmas redes neurais que ativaria uma emoção como o medo. Contudo, existem regiões específicas do encéfalo que estão comprometidas com uma grande parte da experiência emocional, as mais estudadas são: o córtex orbitofrontal, a ínsula, o córtex cingulado e a amígdala (Dolan, 2002).
O córtex orbitofrontal, localizado na frente dos córtices motor e pré-motor, possui uma conexão bidirecional com o núcleo médio-dorsal do tálamo (Rolls, 2004). Esta área do córtex frontal está relacionada com um tipo de aprendizado associativo, o condicionamento operante, também conhecido como aprendizado associativo estímulo-reforço (Rolls, 2004). A lesão no córtex orbitofrontal produz incapacidade de estabelecer a relação estímulo-reforço, e este tipo de falha conduz a um comportamento social inadequado, aumento da impulsividade, problemas na percepção do tempo, alteração emocional e prejuízo da memória de trabalho espacial (Berlin et al., 2004). Outro tipo de faculdade que também é afetada pelo dano no córtex orbitofrontal é a tomada de decisão (Bechara et al., 2000), como os indivíduos não conseguem fazer uma relação entre o comportamento e a consequência emocional, não há uma avaliação da emoção após a tomada de decisão (Bechara et al.,
2000), isto é, não há um retorno emocional da ação executada. Portanto, o comportamento de tomada de decisão não é executado corretamente, o que nos faz refletir sobre a importância dessa área no estabelecimento das contingências ambientais.
A ínsula por sua vez encontra-se localizada no sulco lateral do cérebro, entre os lobos frontal, temporal e parietal, ela está relacionada com a experiência emocional subjetiva, a interocepção e a empatia. (Aziz-Zadeh et al., 2012; Singer et al., 2009). Lesões na ínsula afetam o reconhecimento de emoções faciais (Adolphs et al, 2000), assim como a diminuição da matéria cinzenta na região ventral dessa área conduz a um prejuízo no reconhecimento da emoção do nojo e uma maior expressão da mesma, por consequência uma desregulação do controle dessa emoção (Woolley et al., 2015). O córtex cingulado também participa do reconhecimento de algumas emoções, principalmente da experiência consciente da emoção e a locação da atenção (Bush et al., 2000; Lane et al., 1998). Os estudos com lesão têm demostrado a importância do córtex cingulado na estabilidade emocional (Bush et al., 2000). Estas duas regiões são chaves principalmente na percepção e na manifestação da emoção.
Finalmente, a amigdala é uma estrutura subcortical localizada no lobo temporal medial e está formada por uma aglomeração de núcleos divididos em três grupos: os núcleos basolaterais, os núcleos corticomediais e o núcleo medial (Barreto & Silva, 2010; Bear et al., 2001). A amígdala se comunica com varias regiões do cérebro, tanto corticais quanto subcorticais, envolvidas no processamento sensorial, pelo qual se acredita que influencia algumas emoções, como o medo, e diferentes tipos de processamento de informação, tais como a percepção, atenção e a memória (Dolan, 2000; Dolan, 2002; Phelp, 2004a; Bear, 2001; Phelps, 2006). A lesão na amígdala pode estar associada com a supressão do medo (Feinstein et al., 2011), o que remete a alterações na memória (Adolphs et al, 1997; McGaugh, 2004; Phelps, 2004b).
Outros processos cognitivos além da memória que também são modulados pela amígdala são a percepção e a atenção. A emoção pode tanto capturar a atenção, quanto melhorar o processamento atencional (Phelps, 2004a). Por exemplo, na tarefa de piscadela atencional (attentional blink) que consiste na exposição a uma lista de
estímulos subliminais (duração de 10 ms aproximadamente), em que o sujeito deve relatar a aparição de estímulos alvos (por exemplo: palavras com uma cor particular) de pouca frequência, o sujeito relata mais estímulos alvos quando estes são alertantes que quando são neutros (Phelps, 2004a; Phelps 2006). De fato, quando são avaliados pacientes com lesão na amígdala esquerda, estes mostram uma diminuição similar no relato de estímulos alertantes e estímulos neutros (Anderson & Phelps, 2001).
É possível que a amígdala facilite o processamento de informação (Dolan, 2000; Pessoa, 2008; Phelps, 2004a; Phelps 2006). Existe uma teoria que indica que a amígdala detecta informação sobre a natureza emocional dos estímulos visuais nos primeiros momentos do processamento sensorial, o que permite que module esse processamento influenciando a atividade de outras áreas, como o córtex visual (Phelps, 2004a; Phelps 2006). Esse rápido processamento da informação sensorial por parte da amígdala possivelmente deve-se ao valor adaptativo que tem responder rapidamente a estímulos proeminentes (Dolan, 2000).
3.2.3. Como estudar as emoções
Para estudar as emoções é necessário definir com antecedência como será induzida a emoção e posteriormente como será sua forma de medição. Para a pesquisa sobre emoção com seres humanos existem várias maneiras de abordar estes dois pontos.
As técnicas mais básicas para induzir emoção segundo Gazzaniga et al. (2006) são as de indução de humor, recompensa e punição, e a apresentação de estímulos que evocam emoções. Na indução de humor, o pesquisador indica ao participante que se deve auto induzir um estado emocional, por exemplo, utilizando memórias de eventos de sua vida que foram excitantes ou tristes, o que pode ser acompanhado de estímulos externos que facilitam o surgimento da emoção. Na recompensa e punição é geralmente utilizado o dinheiro como reforço secundário, ou seja, o individuo é instruído a realizar uma tarefa e a partir de seu desempenho recebe (recompensa) ou perde (punição) dinheiro, o que pode gerar satisfação ou frustração. Por último, na apresentação de estímulos que evocam emoções, utiliza-se uma variedade de estímulos emocionais de diferentes modalidades sensoriais para gerar uma resposta
emocional, os mais conhecidos são figuras de cenas emotivas, palavras que representam conceitos emocionais, sons altos e perturbadores, sons com conteúdo emocional e choques elétricos suaves (Gazzaniga et al., 2006).
Para medir as respostas emocionais é possível utilizar diversas técnicas, dependendo do tipo de avaliação e o nível da resposta que condiz com o objetivo da pesquisa. Mauss e Robinson (2009) resumem os tipos de medições de respostas emocionais que são utilizados nas pesquisas atuais:
Auto-relato: é a técnica mais subjetiva, onde o indivíduo deve relatar, utilizando uma escala de estados emocionais ou através de uma resposta concreta, o sentimento ou a emoção, e o grau de excitabilidade que experimentou esse instante ou em um momento anterior.
Medidas do sistema nervoso autonômico: as medidas mais comuns utilizadas para avaliar a resposta do sistema nervoso autonômico ante a estimulação emocional são: a resposta eletrodérmica e a medida cardiovascular. Para a resposta eletrodérmica é utilizada a resposta de condução da pele (RCP), que mede mudanças na resistência galvânica da pele nas glândulas sudoríparas das mãos. E para a medida cardiovascular são utilizados vários métodos, tais como a taxa cardíaca, a pressão arterial, a resistência total periférica e a variabilidade na taxa cardíaca.
Magnitude da resposta de sobressalto: o sobressalto é um reflexo universal que serve para proteger o corpo frente um perigo potencial. O componente desta resposta mais utilizado em pesquisas é o reflexo de piscar do olho. Mediante o registro eletromiográfico (EMG) da atividade do músculo orbitocular dos olhos é avaliada a magnitude da piscadela do olho. Este reflexo pode ser medido como resposta defensiva ante a apresentação de um estímulo emocional, no caso visual.
EEG: o registro da atividade eletroencefalográfica ou eletroencefalograma (EEG) pode ser utilizado para avaliar a resposta do cérebro aos eventos emocionais desde uma perspectiva temporal. Utilizando o EEG
podem ser feitas comparações a partir da amplitude das bandas de frequência, a densidade espectral da onda. Outras das avaliações decorrente do EEG é o potencial evocado, que mede resposta de populações neuronais a um evento pontual.
fMRI e PET: a principal vantagem destas técnicas é a possibilidade de localizar regiões especificas do cérebro que foram ativadas ante uma estimulação sensorial. O fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) detecta variações na proporção de HB/ deoxi-HB em resposta à atividade neural. Enquanto, o PET (Positron Emission Tomography) mede a atividade metabólica no cérebro a partir de um isótopo radioativo em concentrações que podem ser detectados por um radioisótopo emissor de positrons.
Comportamento facial (EMG): esta medida também utiliza a técnica de eletromiografia para o registro dos movimentos faciais. O objetivo desta metodologia é registrar as expressões faciais produzidas pelos indivíduos quando são expostos a estímulos que geram emoções básicas.
3.3. Emoção e a resposta elétrica do córtex.
Motivado por entender como o cérebro humano poderia se comunicar com o cérebro de outra pessoa, o neurologista alemão Hans Berger, na primeira metade do século XX, começou a estudar a atividade elétrica do cérebro humano utilizando como instrumento o galvanômetro. O trabalho de Berger o levou a desenvolver uma técnica especializada para medir com maior fineza a atividade cerebral, o que finalmente o levou a concluir que o registro encefalográfico era um contínuo de ondas senoidais periódicas que variavam em frequência e amplitude (Buzsáki, 2006). É por isso que hoje em dia Berger é conhecido como o pai da eletroencefalografia.
Como foi mencionado previamente, uma das possíveis formas de avaliar a resposta emocional é mediante o registro da atividade elétrica do córtex. A técnica eletroencefalográfica nos permite observar como se comportam regiões específicas do córtex cerebral ao longo de um determinado tempo. Portanto, avaliar a mudança da resposta elétrica dessas regiões específicas diante a estimulação emocional. Estas
mudanças geralmente estão relacionadas com processos cognitivos que estão sendo desenvolvidos durante ou após a estimulação.
O potencial evocado e a dessincronização\sincronização das oscilações cerebrais ou potência das bandas de frequência são as análises comumente realizadas sobre o registro do EEG, delas surgem interpretações sobre o tipo de fenômeno neurofisiológico que está tendo lugar no cérebro. A seguir, será realizada uma breve descrição sobre o potencial evocado e a oscilações cerebrais, e posteriormente descreveremos o efeito da emoção sobre estas respostas elétricas.
3.3.1. O Potencial Evocado
O estudo de potenciais evocados neuronais é uma das técnicas neurofisiológicas mais utilizadas atualmente para a pesquisa das funções cognitivas em humanos. Esta técnica permite fazer análises no nível temporal das respostas de redes neurais à estimulação sensorial.
Os potenciais evocados são respostas elétricas de grupos de neurônios do sistema nervoso à estimulação sensitiva ou motora que consistem em uma sequência de ondas. Suas características principais são a polaridade, a latência, a amplitude e a localização (Misulis, 2003). A variabilidade dessas características depende em parte da particularidade dos estímulos apresentados.
A partir do registro EEG, desprendem-se os potenciais evocados das flutuações de voltagem geradas pelo cérebro (Sanei & Chambers, 2007). O registro dos potenciais utilizam, como no EEG comum, eletrodos de superfície colocados no couro cabeludo dos sujeitos, a quantidade de eletrodos a serem utilizados depende do tipo de pesquisa a ser realizada.
A média das ondas resultantes do registro de potenciais evocados consiste em uma sequência de deflexões de voltagens positivas (P) e negativas (N), que indicam a polaridade da onda, e que se conhece pelo nome de componentes (Luck, 2005). Os componentes dos potenciais não só são classificados pela sua polaridade, mas também pela posição do pico da onda ou a latência do pico após a apresentação do estímulo (o P1 é um componente de deflexão positiva que tem seu pico em torno dos 100 ms).
Cada componente do potencial evocado tem uma distribuição específica no couro cabeludo, os primeiros componentes a serem gerados dependem da estimulação externa, denominados componentes exógenos (ex. P1), e os componentes mais tardios dependem dos processos internos ao sistema, denominados componentes endógenos, como é o caso do P300 ou P3 (Luck, 2005) (Figura 3).
Figura 3. Principais componentes do potencial evocado, classificados a partir da polaridade, a latência e a amplitude. Fonte: Luck (2005).
A seguir, será realizada uma descrição dos principais componentes estudados nas áreas de psicologia e neurociência cognitiva. Estes componentes podem estar classificados a partir do tipo da estimulação externa que os provocam (visual, auditiva, olfativa, gustativa ou somatosensorial) ou segundo as subdivisões dos componentes mais complexos (N2 e P3).
DESCRIÇÃO SEGUNDO A NATUREZA DO ESTÍMULO
Potencial Evocado Visual
No potencial evocado visual o primeiro componente a aparecer seguido da apresentação do evento é o C1 (40-60 ms). Este componente não possui a nomenclatura comum (N ou P) porque a direção da deflexão pode variar dependendo das características do estímulo (Luck, 2005). O C1 é maior nos eletrodos localizados na linha média posterior e possivelmente é gerado na área V1 (córtex visual primário) que nos humanos corresponde ao sulco calcarino (Luck, 2005).
Os próximos componentes que têm lugar na curva do potencial evocado visual são o P1 e o N1. O primeiro tem uma latência aproximadamente de 100-130 ms, este componente é maior nas áreas dos eletrodos occipitais laterais (Heinze et al., 1990). O segundo componente, o N1 se divide em dois subcomponentes, um de latência de 100-150 ms, que é detectado no córtex parietal, e outro de latência 150-200, registrado no córtex occipital parietal. Estes dois componentes, P1 e N1, apresentam um padrão de resposta similar, variam conjuntamente. Acha-se que estes dois componentes facilitam o processamento sensorial, principalmente na atenção espacial (Heinze et al., 1990; Hillyard & Anllo-Vento, 1998; Woldorff et al., 1993).
O seguinte componente é o P2, que se encontra localizado principalmente na parte anterior e central. Este componente é maior quando há uma incongruência na aparição dos estímulos e é violada a expectativa, em especial quando o estímulo incongruente não é frequente (Freunberger et al., 2007).
Existe um componente adicional, que é originado durante as tarefas de percepção de rostos, este componente é o N170 ou potencial positivo do vértex. Este componente tem origem na linha média central (vértex) e na área occipital lateral aos 150-200 ms (Itier & Taylor, 2004).
Potencial Evocado Auditivo
Os primeiros componentes do potencial evocado auditivo, gerados a partir dos 10 ms, são gerados na trajetória das vias auditivas do tronco cerebral, e são conhecidos como respostas evocadas do tronco cerebral (ou BER- Brainstem Evoked Response). Os componentes corticais consistem principalmente em dois picos. O primeiro pico, com uma deflexão negativa (N1), tem uma latência entre os 75 e os 150 ms após a aparição do evento (Crowley & Colrain, 2004), e possivelmente é gerado no córtex auditivo na superfície do lobo temporal (Luck, 2005). O segundo pico (P2) possui uma latência entre 150 e 250 ms e comumente é registrado na região central do córtex, acima do vértex (Crowley & Colrain, 2004). Tem se documentado que
N1 está relacionado com a detecção do estímulo, enquanto o P2, menos estudado, acha-se que está envolvido com alguns aspetos do processo de classificação dos estímulos (Crowley & Colrain, 2004).
Por último encontra-se o Mismatch negativity (MMN), este componente é observado quando os indivíduos são submetidos a treinos repetitivos de um estímulo padrão, mas no qual um estímulo diferente aparece ocasionalmente. O estímulo mismatch (estímulo ocasional) gera uma onda negativa localizada na linha média com picos de 160 ou 220 ms (Luck, 2005).
DESCRIÇÃO CONFORME A COMPLEXIDADE DOS COMPONENTES
O Grupo do N2
Encontram-se identificados vários subcomponentes neste intervalo de tempo, principalmente durante tarefas nas que o indivíduo deve executar uma resposta motora ante um estímulo alvo (GoNoGo). O mais básico é um desvio (N2a) gerado por um estímulo frequente e não alvo, este componente atualmente é substituído pelo MMN na modalidade auditiva do potencial evocado (Näätänen& Gaillard, 1982; Folstein & Van Petten, 2008). O segundo componente é o N2b, e geralmente se encontra acompanhado do P3a, o qual será descrito posteriormente, aparece em resposta de estímulos alvos e não alvos, com uma maior amplitude nos não alvos, e é localizado tanto para a modalidade auditiva, quanto para a visual na área central (Näätänen & Gaillard, 1982; Folstein & Van Petten, 2008). O terceiro componente (N2c) responde mais ao estímulo alvo do que ao não alvo, e tem uma distribuição na região posterior para os estímulos visuais, e na região frontocentral para os estímulos auditivos (Folstein & Van Petten, 2008). Tem se argumentado que os primeiros componentes, N2a e N2b estão associados ao processo de controle cognitivo, que funciona como a inibição da resposta na presença de estímulos não alvos. Enquanto o N2c teria um papel na classificação do estímulo a partir da sua modalidade (Näätänen & Gaillard, 1982; Buzzell et al., 2014; Folstein & Van Petten, 2008; Jackson et al., 1999; Swainson et al., 2003). Por último encontra-se o componente N2pc, observado nos eletrodos posteriores,
contralateralmente do local onde é apresentado o alvo e associado com a atenção espacial no campo visual contralateral (Luck, 2005; Robitaille & Jolicoeur, 2006).
O Grupo do P3
Dentro deste grupo se encontra o P3a que correlaciona com a aparição do N2b como já foi mencionado e está relacionado com a orientação automática da atenção a um estímulo inesperado (Luck, 2005; Polich & Criado, 2006). O segundo subcomponente, que é o que mais tem sido estudado na pesquisa cientifica em psicologia cognitiva, é o P3b (ou apenas P3). Existe evidência de que o P3b (300-600 ms) é observado quando na tarefa os alvos são infrequentes, mas esperados e relevantes; (Hillyard et al., 1971; Polich & Criado, 2006; Twomey et al., 2015) este componente é maior quando a probabilidade de aparição do estímulo alvo é pequena (Luck, 2005). A relação mais provável que tem o P3 com os processos cognitivos, é com a tomada de decisão, acredita-se que este componente tem um papel importante na formação da decisão per se (Nieuwenhuis et al., 2005; Twomey et al., 2015). Adicionalmente, a amplitude do P3 é maior quando os sujeitos fazem mais esforço na tarefa, isso permite propor que a amplitude do P3 pode ser usada como uma medida de alocação do recurso atencional (Luck, 2005). Enquanto a latência, alguns estudos têm demostrado que pode estar correlacionada com o tempo de reação em relação com o estímulo alvo (Hillyard et al., 1971).
N400: Este último componente está relacionado com a resposta à violação da expectativa semântica (Weber & Lavric, 2008) ou violação das expectativas das ações humanas (Proverbio & Riva, 2009). O N400 é maior nos eletrodos centrais e parietais; tem uma amplitude levemente maior no hemisfério direito do que no hemisfério esquerdo; mas é mais comum que seja gerado no lobo temporal esquerdo (Luck, 2005).
3.3.2. Atividade Elétrica Cortical
As oscilações cerebrais, a diferença dos potenciais evocados, são respostas eletromagnéticas periódicas (portanto, acontecem com uma determinada frequência) que são geradas espontaneamente.
Como já foi comentado, Hans Berger foi o primeiro cientista em descrever a atividade elétrica do cérebro como ondas periódicas. Ele deu o nome de alfa e beta às primeiras oscilações que descreveu. A onda alfa, que é predominantemente occipital e tem uma maior predominância durante a vigília com os olhos fechados, inclui as frequências que vão dos 8 aos 12 Hz. Beta por sua vez, abrange as frequências entre a banda de 12 e 30 Hz. Outras frequências que têm sido descritas posteriormente são delta (0-3 Hz), teta (4-7 Hz) e gamma (30-200 Hz) (Uhlhaas et al., 2008). As oscilações de frequências baixas geralmente se apresentam com amplas amplitudes ,pois a amplitude das oscilações é proporcional ao número de neurônios sincronizados (Pfurtscheller & Lopes, 1999).
A dessincronização das oscilações corticais, que é uma diminuição da amplitude das oscilações, é entendida como uma ativação de áreas corticais que podem estar relacionadas com o processamento de informação sensorial ou cognitiva. Esta ativação pode ser decorrente de um incremento da atividade de grandes redes neurais (Pfurtscheller & Lopes, 1999). Enquanto a sincronização é o aumento da amplitude que acontece quando uma grande população de neurônios dispara de forma coerente, em outras palavras, sincronizam-se, o que é equivalente a uma redução do processamento de informação sensorial em um sistema específico (Pfurtscheller & Lopes, 1999; Pfurtscheller, 2001).
No estudo das oscilações cerebrais as bandas de frequência delta, teta, alfa e gamma podem ter um papel importante nas funções integrativas do cérebro em todos os níveis do processamento sensorial e cognitivo (Başar et al., 2000).
Delta é a oscilação que caracteriza o estágio do sono de ondas lentas, e como é o caso da maioria das ondas de baixa frequência, tem um grande efeito sincronizador sobre todo o cérebro. A principal relação que tem delta com os processos cognitivos, durante a vigília, é com os processos motivacionais, em particular com a expectativa
antes da apresentação de uma recompensa (Gennady G. Knyazev, 2007). A onda delta também encontra-se relacionada com a atenção e a detecção seletiva do estímulo saliente, o que se pode evidenciar na resposta de delta diante estímulos alvos e sua relação com o P3 (Başar et al., 2000; Gennady G. Knyazev, 2007).
A onda teta, a banda de frequência mais estudada, é uma oscilação neural que tem uma origem clara, o hipocampo e seus arredores. A pesquisa eletrofisiológica em ratos tem servido amplamente não só pra compreender as bases anatômicas e neuroquímicas do ritmo teta, senão também para entender como são originadas as oscilações em geral ao nível da unidade neuronal. O ritmo teta é reconhecido principalmente pela sua participação nos processos de memória (Gennady G. Knyazev, 2007; Lisman, 2010; Raghavachari et al., 2006). Também a ativação de teta durante a presença de estímulos emocionais está relacionada com uma ativação da memória emocional que poderia em algum nível estar associada a esses estímulos (Knyazev, 2007).
Alfa como ritmo tem uma origem no lobo occipital e sua dessincronização está relacionada com o processamento visual (Silva et al., 1991). Porém, a banda alfa registrada em varias regiões do cérebro tem diferentes funções, desde participar na resposta sensorial à estimulação externa até ser essencial para alguns dos processos cognitivos e motores (Başar et al., 2000). No caso do comportamento motor, acredita-se que alfa tem um papel na inibição de processos no cérebro; na supressão voluntária de movimentos encontra-se um aumento da potência de alfa, o que indica a importância de alfa no controle inibitório voluntário da ação motora (Knyazev, 2007). Por outro lado, nas funções cognitivas existe evidência científica de que alfa esteja envolvido em alguns processos atencionais, o processo inibitório no qual alfa pode estar participando é importante para ignorar estímulos que não são relevantes durante a atenção seletiva (Knyazev, 2007), e por esse meio que se acredita que alfa influencia a atenção.
A banda de frequência gamma também está relacionada tanto com processos sensoriais, quanto com processos cognitivos. Na resposta sensorial a estímulos visuais e auditivos, pode se observar a onda gamma em regiões corticais e subcorticais
vinculadas ao processamento sensorial a partir dos 100 ms após a estimulação (Başar et al., 2000). Um gamma mais tardio, nas regiões frontais e centroparietais, pode estar relacionado com a preparação de uma resposta ou a avaliação do contexto do estímulo, quando se aplica uma tarefa de detecção de estímulo alvo, o que correlaciona com a aparição do componente P3 (Haig et al., 2000). A onda gamma tem múltiplas funções e, muito provavelmente, tenha um papel importante na comunicação neuronal em todo o sistema nervoso.
3.3.3. Modulação sensorial pela emoção
Existem na literatura muitas pesquisas que abordam os efeitos da estimulação sensorial sobre os componentes dos potenciais evocados gerados pelo cérebro utilizando imagens com conteúdo emocional, tal como o banco de imagens afetivas IAPS (International Affective Picture System) (Lang et al., 1993; Cuberth et al., 2000; Carretié et al., 2004; Schupp et al., 2004; Bradley et al., 2007; Cano et al., 2010). As imagens do IAPS são classificadas segundo as categorias ou dimensões de avaliação emocional que são dadas aos estímulos, que também podem ser definidas como qualidades da emoção (Barrett, 1998). As duas primeiras dimensões são a valência, que varia do agradável ao desagradável, e o alerta, que varia do estado de calma ao estado de excitação. A terceira dimensão é a dominância, e se refere à prevalência de um estímulo sobre outros (Lang et al., 1997). Nestes estudos, as dimensões de valência e alerta têm sido relacionadas com a modulação dos potenciais evocados, sendo o curso temporal dos efeitos da valência e o alerta diferente.
Os principais achados apontam a que os primeiros componentes gerados após a apresentação do estímulo visual (em torno dos 150 ms) referem a uma resposta da atenção automática às imagens desagradáveis, quando o potencial é registrado nos eletrodos frontais (Carretié et al., 2004). Este tipo de ativação cortical é conhecido como “Viés de negatividade”, e ocorre quando eventos desagradáveis geram respostas mais rápidas e proeminentes em comparação com os eventos agradáveis ou neutros (Cacioppo & Gardner, 1999; Carretié et al., 2001; Carretié et al., 2004). Acredita-se que essa resposta tem uma relação direta com a participação precoce da amígdala no processamento dos estímulos emocionais (Cacioppo & Gardner, 1999). No mesmo estudo de Carretié et al. (2004) foi encontrado que posteriormente a atenção
automática é alocada nos estímulos emocionais em geral, tanto agradáveis quanto desagradáveis, aos 180 ms (P2), em comparação com os estímulos neutros. Portanto, inicialmente o recurso atencional é captado pelos estímulos de maior importância evolutiva, porém, apenas os estímulos aversivos conseguem ativar o sistema com maior rapidez, visto que possuem mais relevância para a sobrevivência dos organismos.
Contudo, nas regiões centro-occipitais, também são gerados potenciais precoces (N1 e N2) que têm maior amplitude para imagens emocionais em comparação com imagens não emocionais (Schupp et al., 2003a; Schupp et al., 2003b; Schupp et al., 2004), o que é conhecido como Early Posterior Negativity (EPN).
Por outro lado, na análise dos efeitos remotos, é visto que o potencial positivo tardio do potencial evocado, mensurado sobre os sensores centro-parietais em um intervalo de 400 a 700 ms após a apresentação do estímulo visual, foi maior quando foram apresentados estímulos emocionais em comparação com os estímulos neutros, para imagens de composição simples ou composição complexa (Bradley et al., 2007). Deste modo, também existe uma preferência na ativação cortical por imagens com conteúdo emocional, independente da composição perceptual.
Em relação ao anterior, Cuberth et al. (2000) encontraram que existe uma tendência de imagens emocionais promoverem um potencial tardio marcado, o qual é baixo ou ausente para as imagens sem conteúdo afetivo. É possível que os estímulos emocionais possuam uma significância motivacional, o que possibilita que eles sejam objeto do processo de atenção sustentada (Lang et al., 1997).
Em relação ao efeito do alerta, as imagens com alto alerta geram componentes tardios de maior amplitude, mesmo se as propriedades perceptuais do estímulo forem alteradas (Rozenkrants & Polich, 2009).
No caso do efeito da emoção sobre a potência das bandas de frequência, Os estudos realizados com emoção e alteração na potência das bandas mostram uma mudança em componentes atencionais, perceptuais e de memória do estímulo do que uma representação da emoção per se (Muller, 1999;Aftanas et al., 2001; Aftanas et al.,
2002; Knyazev et al., 2009). Alguns estudos indicam que o hemisfério esquerdo está envolvido no processamento de estímulos emocionais positivos, enquanto o hemisfério direito no processamento de estímulos emocionais negativos (Aftanas et al., 2001; Silberman & Weingartner, 1986; Tucker, 1981). Enquanto outra hipótese formula que o hemisfério direito está mais vinculado com a percepção mesma da emoção do que com a avaliação da valência emocional (Hirschman & Safer, 1982; Muller, 1999). Contrário ao esperado, os estímulos emocionais podem aumentar a potência das bandas de baixa frequência, e igualmente isto está relacionado a processos atencionais e de memória (Aftanas et al., 2001; Aftanas et al., 2002; Knyazev et al., 2009). Isso pode acontecer porque estímulos com alto poder de ativação produzem uma significante sincronização nas regiões anteriores de ambos os hemisférios (Aftanas el al, 2002). O cálculo da potência espectral das bandas de frequência neste tipo de pesquisa é similar ao cálculo do potencial evocado, apresenta-se o estímulo várias vezes e depois se faz uma media da potência das bandas para cada repetição com janelas de tempo de aproximadamente 10 min antes e depois da aparição do evento.
Finalmente, é perceptível que os componentes do potencial evocado, quando são apresentadas imagens com conteúdo emocional e é registrada a resposta elétrica ante essa estimulação visual, tendem a ser maiores para imagens com conteúdo emocionais e não para imagens neutras, e quando o alerta dessas imagens é alto. Mas, pouco se sabe sobre o efeito dessas figuras emocionais sobre o processamento de informação de outras modalidades de estímulo sensorial. Questão que poderia ser de grande importância para entender como nossos estados emocionais afetam nossas vivências no dia a dia.
No caso da estimulação auditiva-visual, é conhecido que quando é pareada a apresentação de expressões faciais e a voz de uma pessoa zangada, utilizando rostos infrequentes (‘deviant’) e rostos padrões, aparece um MMN quando o som que é constante está acompanhado de um rosto infrequente (Gelder et al., 1999); levando em consideração que o MMN geralmente aparece apenas quando o estímulo infrequente é um som, os autores concluíram que este resultado é uma evidência de
que há uma integração precoce da informação do rosto e da voz no processamento emocional (Gelder et al., 1999).
O potencial evocado auditivo em condições neutras se caracteriza por possuir um pico de deflexão precoce em torno aos 100 ms a partir do começo do evento. Acredita-se que os neurônios subjacentes a esse componente N1 são capazes de detectar o começo e o final do estímulo, portanto agem como um ativador interno atencional (Näätänen, 1990). Em outro estudo, em que foi avaliada a modulação de figuras emocionais no processamento de informação auditiva, utilizando um estímulo infrequente auditivo (MMN), o N1 foi estável para todas as condições das figuras emocionais (Surakka et al., 1998). Entretanto, o MMN não teve incremento significativo em nenhuma das condições, pelo contrário, diminuiu quando foram apresentadas as figuras com valência positiva (Surakka et al., 1998). Os autores acreditam que os resultados devem-se ao fato de que as imagens não possuíam alerta elevado (Surakka et al., 1998).
Contudo, ainda não se sabe como ocorre a modulação dos estímulos visuais com conteúdo emocional sobre o potencial evocado auditivo puro (sem tarefa), quando as imagens afetivas têm alto alerta. Este tipo de estudo poderia dar uma nova luz na pesquisa sobre a modulação sensorial.
A partir do papel da emoção na modulação do processamento sensorial, o presente estudo teve o objetivo avaliar o efeito de imagens com conteúdo emocional sobre o processamento sensorial de um estímulo auditivo inócuo, utilizando a técnica de potencial evocado. Além disso, se avaliou as alterações na potência das principais bandas de frequência como medida complementaria.
4. OBJETIVOS E HIPÓTESES
4.1. Objetivo geralAvaliar o efeito de imagens com conteúdo emocional e alto alerta sobre o potencial evocado de um estímulo auditivo inócuo.
4.2. Objetivos específicos
Verificar a validação das figuras do IAPS na nossa amostra. (Dizer se é correspondete)
Avaliar os efeitos das imagens selecionadas sobre a resposta autonômica; variabilidade da frequência cardíaca.
Avaliar o efeito de imagens com valência emocional e alto alerta sobre as amplitudes dos componentes N1 e P2 do potencial evocado auditivo produzido por um tom intermitente.
Avaliar o efeito de imagens com valência emocional e alto alerta sobre a potência espectral das bandas de frequências delta, teta e alfa no registro eletroencefalográfico.
4.3. Hipóteses
Tanto os valores de alerta quanto os de valência das imagens selecionadas para conformar os grupos de imagens negativas, positivas e neutras serão equivalentes aos valores registrados pelo instrumento padronizado no Brasil.
A variabilidade da frequência cardíaca frente às imagens com carga emocional será significativamente diferente à variabilidade encontrada frente às imagens neutras.
As imagens afetivas com alto alerta aumentarão a amplitude dos componentes N1 e P2 do potencial evocado auditivo produzido por um som inócuo.
As imagens afetivas com alto alerta aumentam a potência espectral das bandas de frequências delta, teta e alfa.
5. METODOLOGIA
5.1. ParticipantesA amostral inicial de participantes foi de 36 sujeitos, 18 mulheres e 18 homens (entre 18 e 30 anos), todos eles estudantes de graduação e pós-graduação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). A convocação dos voluntários foi realizada a partir de visitas às salas de aulas e aos laboratórios, informando sobre os experimentos e convidando-os a participar.
O critério de inclusão abrangia ser estudante ativo da UFRN e ter entre 18 e 30 anos de idade. Os critérios de exclusão foram: possuir algum tipo de deficiência sensorial que poderia comprometer a compressão ou execução da tarefa (como por exemplo: cegueira ou surdez), consumir medicamentos que podem alterar a percepção do indivíduo (como por exemplo: uso de drogas alucinógenas, ansiolíticos ou relaxantes), ou possuir algum tipo de transtorno atencional ou emocional. Na amostra final foram excluídos dois sujeitos que não cumpriam com o critério de idade, deste modo no total foram 34 estudantes (18 mulheres e 16 homens).
5.2. Local da pesquisa
A pesquisa foi realizada na sala de eletrofisiologia do Laboratório de Neurobiologia e Ritmos Biológicos (LNRB) do Departamento de Fisiologia, Centro de Biociência da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Campus Universitário Lagoa Nova, Natal – RN, Brasil.
5.3. Instrumentos
Estímulos visuais: Foram utilizadas figuras afetivas do banco de imagens IAPS. As imagens deste sistema são classificadas por sua valência, alerta e dominância, utilizando uma escala de 1-9 pontos. A adaptação brasileira foi realizada em estudantes universitários (homens e mulheres) de várias universidades do Brasil (Ribeiro et al.,2004). As imagens foram apresentadas em um tamanho de 27 x 20,4 cm na tela de um monitor, e foram reproduzidas pelo software SuperLab® (Cedrus Corporation).
Estes estímulos se dividiram em quatro blocos, sendo o primeiro bloco composto apenas por uma tela em branco para registrar o potencial evocado auditivo “sem estímulo visual imperante” como linha de base, este bloco sempre foi o primeiro a ser apresentado para todos os participantes. Os três blocos seguintes corresponderam às imagens do IAPS, constituindo assim um bloco de imagens neutras, um bloco de imagens com valência positiva e alto alerta e um bloco de imagens com valência negativa e alto alerta; cada bloco de imagens foi composto por 12 imagens no total, e cada imagem ficou exposta durante 10 s na tela (imagens: 1510, 1640, 1650, 2215, 2518, 2710, 3053, 3063, 3102, 3170, 3266, 4680, 4683, 4800, 5629, 6260, 6350, 6571, 7035, 7100, 7150, 7175, 7205, 7211, 7217, 7235, 7490, 7491, 8030, 8185, 8400, 8490, 8501, 9050, 9410, 9921.). Os blocos de imagens foram aleatorizados entre os participantes.
Escala SAM (Self Assessment Manikin): A escala SAM é um instrumento que mede as impressões afetivas geradas pelas figuras do IAPS, conta com duas figuras com valores numéricos de 1 até 9. Para a dimensão alerta 1 é muito calmo e 9 muito alertante. Para a dimensão valência 1 é muito negativo e 9 muito positivo.
Estímulos auditivos: Foram utilizadas 200 apresentações de um tom reproduzido a partir de um áudio estimulador interno fornecido pelo mesmo programa de registro eletroencefalográfico (Neuro-Spectrum.NET). A frequência de ocorrência dos estímulos foi de 2 Hz, a intensidade dos estímulos foi de 80 dB (SPL), e a duração de 50 ms.
Fone de ouvido: Para a apresentação dos estímulos auditivos foi utilizado um fone de ouvido de inserção da marca 3M, modelo 3A (E-A-R-TONE Gold), que possui dois tubos de som, de condução no ar, de 24 cm que terminam em duas pontas de espuma canalizadas, uma para cada ouvido. O fone era conectado ao eletroencefalógrafo de onde era transmitido o som.
5.4. Procedimento
No momento da chegada do participante ao laboratório, este foi informado sobre os objetivos da pesquisa e lhe foi comunicado que podia desistir de participar em qualquer momento, dado o caso se sentisse inconfortável. Imediatamente, o
participante preencheu uma folha com suas informações básicas e questões sobre sua condição física e psicológica.
Em seguida, o participante foi convidado a sentar-se em uma cadeira localizada na frente da tela do computador onde foram apresentadas as imagens emocionais. A tela utilizada foi um monitor LED de 23 polegadas e resolução de 1920x1080 - 60Hz, com 2ms de taxa de resposta, que se encontrava aproximadamente a 92 cm de distância dos olhos do participante. Nessa posição, foram fixados os eletrodos corticais no couro cabeludo do participante, os eletrodos de referência bilaterais no mastoide, os eletrodos para ECG e o eletrodo terra na testa, a fixação foi realizada utilizando uma pasta condutora, posterior à limpeza da área com uma pasta abrasiva. Os eletrodos foram conectados ao cabeçote do software Neuro-Spectrum.Net (da Neurosoft, Ivanovo, Rússia) que apresenta uma saída conectada ao computador onde foram registrados os potenciais evocados auditivos, este computador estava localizado na sala de apoio à sala experimental.
Após a fixação dos eletrodos e a colocação dos fones de ouvido, foram comunicadas as instruções do experimento. Também foi explicada ao voluntário uma tarefa de memória operacional (N-back) que devia ser realizada após a apresentação de cada bloco de estímulo. Esta tarefa tinha a finalidade de manter ativo (buffer task) ao participante nos intervalos entre blocos. Após o participante afirmar ter entendido o procedimento se iniciou a sequencia de imagens por blocos e de estímulos sonoros intermitentes. Ao finalizar o experimento o participante avaliou cada uma das imagens que foram apresentadas utilizando a escala SAM e em seguida foram retirados os eletrodos e as áreas de fixação dos eletrodos foram higienizadas.
5.5. Registro eletrofisiológico
Os potenciais evocados auditivos foram registrados no couro cabeludo em oito canais corticais (F3, F4, C3, C4, T3, T4, O1, O2), tendo como referência os mastoides da orelha esquerda e direita. As medições dos pontos de localização dos eletrodos seguiram as indicações do Sistema Internacional 10-20. A frequência de amostragem do EEG foi de 1000hz; os filtros de passagem de banda foram de 0,5 Hz a 100,0 Hz. A Impedância foi mantida abaixo dos 7 kΩ. A época de registro dos potenciais evocados
auditivos foi de 400 ms. O sistema utilizado para o registro dos potenciais evocados foi o software Neuro-Spectrum.Net, proporcionado pela empresa NeuroSoft.
O eletrocardiograma foi registrado a partir de dois eletrodos, um localizado no torso e alinhado paralelamente ao ombro direito, e o outro, também no torso, porém alinhado paralelamente ao quadril esquerdo. Posteriormente, o registro do ECG foi importado ao software de livre uso para análise da variabilidade da frequência cardíaca Kubios (versão 2.2), desenvolvido pelo grupo Biosignal Analysis and Medical Imaging Group, do departamento de Física da Universidade de Kuopio- Finlândia. A principio foram realizadas correções das épocas com artefatos, e em alguns casos onde foi necessário, eliminaram-se manualmente. No mesmo programa calcularam-se os parâmetros temporais da variabilidade da frequência cardíaca: média do intervalo R-R, desvio do intervalo R-R e média da variabilidade cardíaca por batimento por minuto (BPM).
Para o processamento do sinal do EEG foi criada uma rotina no MATLAB, onde foi realizada inicialmente a limpeza do sinal, utilizando um filtro de passagem-baixa de 30,0 Hz. Em seguida foi realizado o corte do sinal em janelas de 400 ms após o inicio do som, para posteriormente fazer a média de todos os potenciais latentes. Sobre a média do potencial evocado de cada individuo foram calculados os picos dos componentes N1 e P2 (o primeiro com uma janela de tempo entre 50 e 150 ms, e o segundo com uma janela entre 150 e 250 ms), dado que se utilizou para fazer as análises estatísticas entre as quatro condições experimentais. No MATLAB também foi criada outra rotina onde foi aplicada a transformada rápida de Fourier (FFT) e posteriormente extraída a potência das bandas de frequências Delta, Teta e Alfa.
5.6. Análise estatística
Para comparar os valores de valência e alerta percebido pelos nossos voluntários e os escores padronizados, foi comparada as médias dos escores das imagens conforme a condição; negativo, neutro ou positivo (nas dimensões de alerta e valência) utilizando uma ANOVA de medidas repetidas, dado que as comparações foram realizadas dentre os sujeitos. Esse teste também foi utilizado nas comparações dos parâmetros da variabilidade da frequência cardíaca entre as quatro condições. Por
outro lado, foi realizado um teste T de Student de uma amostra para comparar os resultados dos escores das imagens obtidos no nosso estudo com os resultados reportados no estudo de padronização no Brasil. Adicionalmente, foi aplicada a correção de Bonferroni para fazer as comparações entre pares e ajustar o erro das múltiplas comparações.
Para avaliar os efeitos das condições, blocos de imagens (linha de base, imagens com valência negativa, imagens com valência positiva, imagens neutras) nos componentes do potencial evocado auditivo, também foi realizada uma análise de variância para medidas repetidas utilizando os dados dos componentes N1 e P2 que foram calculados no MATLAB, isso para cada um dos eletrodos registrados. Também foi realizado um teste T de Student de amostras dependentes para avaliar as diferenças do componente N1 e P2 entre os hemisférios, em cada um dos eletrodos. Igualmente foi aplicada a correção de Bonferroni.
Por fim, para as comparações da potência das bandas de frequência Delta, Teta e Alfa entre as quatro condições experimentais e em cada um dos eletrodos corticais, o procedimento estatístico anterior foi realizado.
Em todas as análises estatísticas foi levado em consideração um nível de significância de p<0,05. O programa utilizado para realizar as análises estatísticas foi o SPSS 21 da IBM.
Cabe esclarecer que um número pequeno de variáveis da medida eletrofisiológica não passou o critério de normalidade. Porem, na visualização dos gráficos Quartil-Quartil a distribuição dos nossos dados foi semelhante à distribuição normal. Além disso, como foi mencionado por Andy Field no seu livro Descobrindo a estatística usando o SPSS (Field, 2009), quando se aumenta o número da amostra é fácil obter valores significativos nos teste de normalidade, mas esses pequenos desvios na distribuição não afetam a análise estatística a ser utilizada. Portanto, neste estudo se decidiu utilizar estatística paramétrica na análise dos dados.
6. RESULTADOS
6.1. Avaliação subjetiva das imagens (SAM) e variabilidade da frequência cardíaca
A média dos escores da escala SAM para as dimensões de alerta e valência das 12 imagens dentro de cada um dos blocos é mostrada na Tabela 1. O alerta nos três grupos foi significativamente diferente (F(2,66)=92,96, p<0,001), as imagens negativas
apresentaram um alerta maior em comparação com as imagens positivas (p<0,001) e neutras (p<0,001) e, por sua vez, as imagens positivas foram mais alertantes do que as neutras (p<0,001). Os três blocos de imagens também diferiram significativamente na avaliação da valência das imagens (F(2,66)=459,82, p<0,001); foram julgados sendo mais
aversivas as imagens negativas, em comparação com as neutras (p<0,001) e positivas (p<0,001), e foram julgadas como mais prazerosas ou agradáveis as imagens positivas em comparação com as neutras (p<0,001).
Comparando, a partir de testes T de uma amostra, os escores obtidos na avaliação das imagens neste estudo com os escores informados por Ribeiro e colegas (Ribeiro et al., 2004), foram encontradas diferenças significativas tanto em homens (H) quanto em mulheres (M) na média do alerta das imagens negativas (H: T(15)=-3,35,
p=0,004/ M: T(17)=-5,11, p<0,001) e positivas (H: T(15)=-3,44, p=0,004); e na valência das
imagens negativas (M: T(17)=4,73, p<0,001), neutras (H: T(15)=2,37, p=0,031/ M:
Tabela 1. Média e desvio padrão da avaliação na escala de alerta e valência das 12 imagens que conformaram cada um dos três grupos de figuras emocionais (negativas, neutras e positivas).
Imagens Negativas Imagens Neutras Imagens Positivas N Alerta Valência Alerta Valência Alerta Valência
M DP M DP M DP M DP M DP M DP Homens Mulheres Total 16 18 34 7,20 7,65 7,38 1,98 1,39 1,80 1,68 2,14 1,92 0,80 1,50 1,27 3,60 4,41 4,01 1,74 1,58 1,72 5,23 5,52 5,37 0,78 1,24 1,10 5,70 5,77 5,69 2,14 2,07 2,15 6,74 6,88 6,77 1,61 1,73 1,73
Figura 4. Média + DP dos escores das imagens nos blocos negativo, neutro e positivo na adaptação brasileira do IAPS (em vermelho) e no estudo atual (em preto). (A) valores do alerta. (B) valores da valência. (*p<0,05; **p<0,001).
Para a análise da variabilidade da frequência cardíaca foi necessário excluir os valores de quatro participantes devido à perda do sinal do ECG durante o registro. Nas comparações encontrou-se diferenças significativas na média dos intervalos R-R (F(3,87)=5,38, p=0,002), sendo maior a média dos intervalos durante a apresentação das
imagens desagradáveis (p=0,002) e agradáveis (p=0,047), do que durante a apresentação das imagens neutras (Figura 5A). Consequentemente, a média do batimento cardíaco por minuto (BPM) também foi diferente entre as condições (F(3,87)=5,35, p=0,002), com menor número de batidas por minuto durante a
apresentação do bloco negativo (p=0,001) e positivo (p=0,040), em comparação com o bloco neutro (Figura 5B).
Figura 5. Variabilidade da frequência cardíaca (Média + EP) nas quatro condições experimentais. (A) média do intervalo R-R em segundos. (B) média do batimento cardíaco por minuto (BPM). (*p<0,05).
Finalmente, a correlação entre os escores de alerta dos três grupos de imagens e os valores da variabilidade da frequência cardíaca (média do intervalo R-R e média do BPM) durante cada bloco de imagem mostrou uma correlação positiva entre a média do intervalo R-R e o alerta das imagens negativas (r=0,41; p=0,027) e o alerta das imagens positivas (r=0-42; p=0,020). Assim como também foi encontrada uma correlação negativa entre a média do BPM com o alerta das imagens negativas (r=-0,41; p=0,023) e o alerta das imagens positivas (r=-0,39; p=0,036) (Tabela 2).
Figura 6. Correlações entre a média do intervalo R-R e o escore do alerta nas três condições de imagens (A), e entre a média do BPM e o escore do alerta nas três as condições de imagens (B).
6.2. Potencial Evocado Auditivo
Os valores médios do componente N1 do potencial evocado auditivo foram significativamente diferentes na maioria dos canais registrados (a exceção dos frontais) quando comparamos o bloco de linha de base com os blocos de imagens negativas, positivas e neutras; os valores do componente P2 apenas mostraram diferenças em dois canais (Tabela 2). As médias dos potenciais evocados auditivo para todos os canais são mostradas na Figura 6.
Tabela 2. ANOVA de medidas repetidas das comparações das médias entre as condições linha de base, imagens negativas, imagens positivas e imagens neutras, para o componente N1 (esquerda) e P2 (direita).
Figura 7. Média do potencial evocado auditivo de todos os participantes nas condições linha de base, imagens negativas, imagens positivas e imagens neutras, para cada um dos eletrodos.
A análise da resposta do potencial evocado auditivo de todas as condições entre os canais mostrou uma diferença significativa na amplitude do componente P2 do potencial evocado entre todas as áreas do couro cabeludo que foram registradas (F(3,99)=40,35, p<0,001), sendo as áreas frontal e central as que apresentaram maiores
amplitudes (Figura 8).
Adicionalmente, comparando as respostas no componente P2 entre os dois hemisférios, utilizando o teste T de medidas dependentes, encontrou-se uma diminuição significativa da resposta ao som durante a apresentação das imagens na
