UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NEUROLOGIA / NEUROCIÊNCIAS
ARIANE LEÃO CALDAS
Conflito de resposta e anterior à resposta
em um teste Stroop pareado: um estudo de
potenciais relacionados a eventos e
eletromiografia
NITERÓI 2012
ii ARIANE LEÃO CALDAS
CONFLITO DE RESPOSTA E ANTERIOR À RESPOSTA EM UM TESTE STROOP PAREADO: UM ESTUDO DE POTENCIAIS RELACIONADOS A
EVENTOS E ELETROMIOGRAFIA
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Neurologia / Neurociências da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre.
Orientadores: Prof. Dr. WALTER MACHADO-PINHEIRO
Profᵃ Dr.ᵃ ISABEL DE PAULA ANTUNES DAVID
NITERÓI 2012
iii
Caldas, Ariane Leão.
CONFLITO DE RESPOSTA E ANTERIOR À RESPOSTA EM UM TESTE STROOP PAREADO: UM ESTUDO DE POTENCIAIS RELACIONADOS A EVENTOS E ELETROMIOGRAFIA. Hospital Universitário Antônio Pedro, UFF / Ariane Leão Caldas: UFF – HUAP 2012
88f.
Orientadores: Walter Machado-Pinheiro & Isabel de Paula Antunes David Dissertação de Mestrado – UFF – HUAP, Programa de Pós-Graduação em Neurologia / Neurociências, 2012.
iv ARIANE LEÃO CALDAS
CONFLITO DE RESPOSTA E ANTERIOR À RESPOSTA EM UM TESTE STROOP PAREADO: UM ESTUDO DE POTENCIAIS RELACIONADOS A
EVENTOS E ELETROMIOGRAFIA
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Neurologia / Neurociências da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre.
Niterói, 09 de Agosto de 2012.
BANCA EXAMINADORA
Mirtes Garcia Pereira Fortes, Doutora, Instituto Biomédico/ UFF
Izabela Mocaiber Freire, Doutora, Pólo Universitário de Rio das Ostras/ UFF
Rafaela Ramos Campagnoli, Doutora, Instituto de Biofísica/ UFRJ
v AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente aos meus pais, Marcos Henrique de Barros
Caldas e Sílvia Helena Leão Caldas pelo amor incondicional e pelo apoio
de sempre. Por me ensinarem a ir atrás dos meus sonhos, onde quer que
eles estejam, mas com a certeza de que eu sempre vou encontrar um “porto
seguro” ao lado deles.
Ao meu irmão, Lucas Henrique Leão Caldas, pelo exemplo diário de que
para alcançar um objetivo é preciso força, foco é fé!
Aos meus familiares e amigos, por me acompanharem, de perto ou de
longe, e estarem sempre na torcida pelo meu sucesso.
Aos meus orientadores, Walter e Bel, por todo apoio, paciência, dedicação
e incentivo ao projeto. E, mais importante, por terem dividido comigo seus
conhecimentos e terem zelado sempre pela minha formação profissional.
Aos professores Mirtes, Letícia, Fátima, Izabela e Tiago, pelas valiosas
contribuições, diretas ou indiretas, ao meu projeto e á minha formação
como um todo.
Aos amigos que ganhei no LABNEC e pretendo levar para o resto da vida:
Bela, Tiago, Laura, Rafinha, Gisa, Cássia, Orlando, Liana, Filipe, Erick,
Jéssica e mini-Jéssica. Obrigada por toda ajuda, científica ou não, pela
convivência sempre prazerosa, pelas risadas constantes... Enfim, por
tornarem meus dias mais divertidos!
Agradeço especialmente à Luísa e ao Gabriel, pela colaboração direta na
realização deste projeto.
A todos os voluntários que gentilmente participaram deste experimento,
sem os quais este trabalho não seria possível.
Á Mirtes, Izabela, Rafaela e Letícia por aceitarem compor a banca
examinadora.
vi
“O homem deve saber que de nenhum outro lugar, mas do encéfalo, vem a alegria, o prazer, o riso e a diversão, o pesar, o ressentimento, o desânimo e a lamentação. E por isto, de uma maneira especial, adquirimos sabedoria e conhecimento, e enxergamos e ouvimos e sabemos o que é justo e injusto, o que é bom e o que é ruim, o que é doce e o que é amargo... E pelo mesmo órgão tornamo-nos loucos e delirantes, e medos e terrores nos assombram... Todas estas coisas suportamos do encéfalo quando não está sadio... Neste sentido sou da opinião de que o encéfalo exerce o maior poder sobre o homem.”
vii RESUMO
No “Efeito Stroop” clássico, o tempo gasto para nomear a cor de uma palavra incongruente (por exemplo, VERMELHO escrita na cor verde) é maior do que o tempo necessário para nomear a cor de uma barra colorida. Uma importante variação desse teste é o chamado “Stroop Pareado”, no qual os voluntários devem responder se a palavra do estímulo Stroop corresponde à cor de uma barra colorida apertando uma dentre duas teclas. Apesar de já ser estudado há muito tempo, a origem do conflito presente neste tipo de teste ainda é fonte de discussão na literatura. Em uma tentativa de determinar a participação dos conflitos de resposta e anterior à resposta, nós registramos o potencial relacionado a eventos (ERP, do inglês event-related potential) a partir do escalpo e o sinal eletromiográfico (EMG) do primeiro músculo interósseo dorsal de ambas as mãos enquanto os participantes (n=23) realizavam o teste Stroop pareado. Nossos resultados revelaram que o componente N450 foi sensível à relação entre as cores dos estímulos, sugerindo, portanto, a participação de um conflito anterior ao estágio de seleção/execução da resposta. Além disso, testes incompatíveis (incongruente/igual e congruente/diferente) apresentaram maiores tempos de reação, taxas de erros e porcentagens de ativação do EMG em ambas as mãos, fornecendo evidências da participação do conflito de resposta. Nós propomos que tanto o conflito de resposta quanto o conflito anterior à resposta são fonte do efeito de interferência observado em um teste Stroop pareado. O uso conjunto das técnicas de EMG e ERP se mostrou fundamental no estudo da origem do conflito neste tipo de teste.
viii ABSTRACT
In the classic “Stroop Effect”, the time spent to identify the color of an incongruent stimulus (e.g., RED presented in green color) is greater than the time spent to identify the color of a colored bar. An important variation of this task is the so-called “Stroop Matching Task”, in which subjects compare the word from the Stroop stimulus with a colored bar and respond if they match or not by pressing one of two possible keys. Although the Stroop paradigm has been studied for a long time, the origin presented by this task is a topic of current debate. In an effort to disentangle the participation of response and non-response conflicts, we recorded the event-related potential (ERP) from the scalp and the electromyographic signal (EMG) from the first dorsal interosseous muscle of both hands while participants (n=23) performed the task. Our results revealed that the N450 component was sensitive to the relationship of stimuli color surfaces, suggesting the participation of a conflict prior to the response selection/execution (non-response conflict). Furthermore, incompatible arrays (incongruent/same and congruent/different) presented greater reaction times, error rates and percentage of EMG activity in both hands, providing evidence for the participation of response conflict. We propose that both response and non-response conflicts are sources of these effects observed in the Stroop matching task. The combined use of the EMG and ERP techniques proved to be fundamental in the study of the origin of the conflict in this type of task.
ix LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Capítulo 1
Tabela 1: Descrição das diferentes condições experimentais utilizadas por Treisman e Fearnley (1969)... 23 Tabela 2: Descrição das condições experimentais utilizadas por Luo (1999)... 25 Tabela 3: Descrição das cinco condições experimentais propostas por Goldfarb e Henik
(2006)... 28 Figura 1: Resumo da hipótese proposta por Luo (1999) e da hipótese alternativa proposta por Goldfarb e Henik (2006)... 29 Figura 2: Promédio para o eletrodo Cz demonstrando a negatividade aumentada da onda N450 nas condições incongruentes, comparadas às condições neutra e congruente... 37
Capítulo 2
Figure 1: Predictions for EMG and ERP results according to the response conflict and the non-response conflict hypotheses………. 46 Figure 2: Experimental paradigm: sequence of events and duration of stimuli…….. 48 Figure 3: Electromyographic signal of the first dorsal interosseous muscle in the hand that was supposed to respond and in the hand that was not supposed to respond……… 49 Table 1: Behavioral data for the “same” and “different” responses……… 50 Figure 4: Grand averages for the “same” and “different” responses and topographic maps of the N450 averaged in the 400-600 ms time window………. 51
x LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
fMRI – Imagem por Ressonância Magnética Funcional (functional Magnetic
Resonance Imaging)
TR ou RT – Tempo de Reação (Reaction Time)
ACC – Córtex Cingulado Anterior (Anterior Cingulete Cortex) PFC – Córtex Pré-frontal (Pre-frontal Cortex)
ERP – Potencial Relacionado a Evento (Event-related Potential) EEG – Sinal Eletroencefalográfico (Electroencephalographic Signal) EMG – Sinal Eletromiográgico (Electromyographic Signal)
ICA – Análise de Componentes Independentes (Independent Component Analysis)
xi SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO... 13
CAPÍTULO 1... 15
1. INTRODUÇÃO... 16
1.1 Aspectos gerais sobre atenção... 16
1.1.1 Classificações da atenção... 16
1.1.2 Atenção e capacidade limitada de processamento... 17
1.2 Teste Stroop: introdução ao paradigma clássico... 19
1.2.1 Variações do paradigma e suas implicações para a teoria... 21
1.3 Teste Stroop pareado: hipóteses acerca da origem do conflito... 24
1.3.1 Hipótese do conflito semântico... 24
1.3.2 Hipótese do conflito de resposta... 28
1.4 Medidas fisiológicas empregadas no estudo do teste Stroop... 30
1.4.1 A utilização de técnicas de neuroimagem no reconhecimento de áreas relacionadas ao conflito Stroop... 30
1.4.2 O uso dos potenciais relacionados a eventos na busca pela origem do conflito Stroop... 32
1.4.3 O sinal eletromiográfico como marcador do conflito de resposta... 38
2. OBJETIVOS... 42
CAPÍTULO 2……….. 43
Carta de aceite do artigo submetido à Psychophysiology... 44
The Stroop matching task presents conflict at both the response and non-response levels: An event-related potential and electromyography study……….. 45 a 54 CAPÍTULO 3... 55 3. DISCUSSÃO... 56 4. CONCLUSÃO... 70 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 71 6. ANEXOS... 79 6.1 Inventário de Oldfield (1971)... 79
6.2 Termo de Consentimento Livre e Esclarecido do Pesquisado... 80
6.3 Parecer do Comitê de Ética... 83
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6.5 Guia de Instruções para o Experimento... 85 6.6 Posição dos eletrodos segundo o Sistema 10/20 e Fotografia mostrando voluntária com eletrodos posicionados no escalpo... 86 6.7 Esquema do Aparato Experimental... 87 6.8 Fotografia mostrando a posição dos eletrodos no Primeiro Músculo Interósseo
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Estamos inseridos em um ambiente que está em constante transformação e que, por isto, provê uma quantidade excessiva de informações. Por causa desta sobrecarga de informações em nossos sistemas sensoriais, ficamos conscientes de apenas uma pequena parte das mesmas. Muitos dos estímulos que chegam aos nossos órgãos dos sentidos são irrelevantes ou mesmo imperceptíveis. Outros, apesar de serem importantes, podem ocorrer de modo simultâneo, o que dificulta a nossa capacidade de processá-los conscientemente.
Para interagir de maneira adequada com o ambiente, precisamos captar e processar corretamente as informações e, a partir daí, emitir as respostas necessárias a cada instante. Assim, uma interação coerente entre o organismo e o ambiente depende dessa capacidade de seleção e processamento diferenciado dos diversos estímulos ambientais, permitindo a elaboração de respostas comportamentais que sejam vantajosas para o indivíduo. Tais habilidades seletivas são determinadas pela nossa capacidade atencional, que é pré-requisito para toda e qualquer atividade mental estruturada. Distinguir as informações relevantes das irrelevantes é uma tarefa particularmente difícil quando estas informações são conflitantes, o que representa um desafio ao nosso sistema atencional.
Em 1935 foi publicado um trabalho que até hoje é referência no estudo do processamento simultâneo de estímulos conflitantes (Stroop, 1935). O efeito que, desde então, passou a ser chamado de “Efeito Stroop”, baseia-se na observação de que nomear a cor de um estímulo conflitante (por exemplo: a palavra AMARELO apresentada na cor vermelha) é mais difícil do que nomear a cor um estímulo não-conflitante (por exemplo: a palavra AMARELO apresentada na cor amarela). Neste caso, o atributo irrelevante do estímulo (a palavra AMARELO) interfere sobre a nomeação da cor quando estas informações são incongruentes e, neste caso, conflitantes.
Portanto, o efeito Stroop é um exemplo claro de que uma informação irrelevante é capaz de interferir na resposta direcionada a uma informação relevante. Considerando-se que através de um controle adaptativo da percepção e da ação podemos reduzir a interferência do que é apenas distração sobre o que é realmente relevante, a compreensão dos processos envolvidos nesta tarefa pode, portanto, esclarecer o modo como controlamos nossos pensamentos e atitudes frente a um estímulo distrativo. Este, fundamentalmente, será o foco central do presente trabalho.
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16 1. INTRODUÇÃO
1.1 Aspectos gerais sobre atenção
Existem várias definições acerca da atenção na literatura. Uma definição clássica foi sugerida pelo psicólogo e filósofo Willian James em 1890: “It (attention) is the taking possession by the mind, in clear and vivid form, of one out of what seem several simultaneously possible objects or train of thought. Focalization, concentration of consciousness are of its essence. It implies withdrawal from some things to deal effectively with others”. (James, 1950). Neste conceito, a atenção atuaria aumentando o processamento de estímulos relevantes, em detrimento de outros, menos importantes naquele momento. A atenção seria a responsável, portanto, por filtrar as informações advindas das entradas sensoriais, determinando qual informação é relevante (Broadbent, 1958). Outra teoria importante é a que sugere que a atenção, uma vez orientada para uma região do espaço, acentua o processamento perceptual do local atendido, de maneira análoga a de um holofote de luz. As regiões iluminadas por esse holofote teriam um nível de processamento mais elaborado do que as regiões que se encontram fora da área iluminada (Posner et al., 1980).
Partindo do princípio que o presente trabalho envolve o estudo da atenção, é imprescindível a definição de qual dos conceitos e visões propostas para a atenção será utilizado no decorrer deste. Considerando as definições sobre atenção anteriormente citadas, esta será entendida, de modo geral, como um conjunto de processos que permite a alocação de recursos, por parte de um indivíduo, para a seleção de aspectos prioritários do ambiente, em detrimento de outros, visando à execução de uma tarefa.
1.1.1 Classificações da atenção
Uma dicotomia sobre atenção bastante utilizada na literatura refere-se às possibilidades de como ocorre a sua orientação. Assim, a orientação pode ser automática (involuntária, exógena ou de baixo para cima – bottom-up) ou voluntária (cognitiva, endógena ou de cima para baixo – top-down) (Posner, 1980; Yantis & Jonides, 1990; McCormick, 1997; Behrmann & Haimson, 1999). Dizemos que a atenção foi orientada automaticamente quando, a despeito da nossa vontade, a atenção é atraída para um estímulo graças às características sensoriais e perceptuais deste. Este tipo de orientação é, portanto, determinado pela influência de estímulos presentes no ambiente (influências externas) e, nesse caso, também é conhecida como exógena ou de baixo para cima. Por outro lado, a atenção voluntária estaria associada a uma intenção
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deliberada, uma motivação ou desejo consciente de alocar recursos em um determinado local ou característica do estímulo. Deste modo, essa orientação de cima para baixo ocorreria voluntariamente e seria dependente da tarefa a ser executada ou do objetivo do sujeito, sendo, portanto, guiada por influências endógenas.
Um aspecto importante relacionado aos mecanismos atencionais automáticos e voluntários diz respeito aos seus diferentes cursos temporais de ativação. Em termos gerais, os mecanismos automáticos ativam-se rapidamente, enquanto que os voluntários requerem um tempo maior para atingirem o máximo de ativação (Machado-Pinheiro et al., 2004; Milliken et al., 1999; Neely, 1977). Os achados de Machado-Pinheiro e colaboradores (2004), por exemplo, mostraram que são necessários 500ms para que os mecanismos atencionais voluntários possam sobrepujar a influência automática induzida pelo acender de um estímulo visual central inesperado em uma tarefa de detecção simples.
1.1.2 Atenção e capacidade limitada de processamento
Um conceito importante dentro da literatura da atenção ilustra o fato de que a capacidade do sistema nervoso de processar informações, em um dado momento, é limitada (Posner, 1980). Em um trabalho pioneiro, os sujeitos eram instruídos a manter o olhar fixo em um ponto central e responder, apertando uma tecla, tão logo detectassem o surgimento de um estímulo em algum lugar da tela. Pouco antes do aparecimento deste estímulo (alvo), uma pista central indicava a possível localização do alvo na tela, à esquerda ou à direita do ponto de fixação. Quando o alvo ocorria na posição indicada pela pista (condição válida), os sujeitos respondiam mais rapidamente do que quando ocorria em uma posição inesperada (condição inválida). Desta forma, a atenção corretamente orientada para uma determinada região do campo visual facilitava a resposta para estímulos que aparecessem naquela região, gerando um custo para responder a estímulos que apareciam em outras regiões (Posner, 1980).
Como nem todos os estímulos podem ser igualmente processados devido à capacidade limitada de processamento do sistema nervoso, acredita-se que, em algum lugar entre a entrada sensorial e a saída motora, objetos competem por recursos neurais de processamento (Desimone & Duncan, 1995). A definição de qual estímulo será selecionado para melhor processamento dependerá de características específicas que desencadearão uma orientação automática da atenção, ou dos mecanismos voluntários de orientação da atenção, que dependem do objetivo do indivíduo. Na realidade, a
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proposta é que ambas ocorram simultaneamente, o que implicará na necessidade de um controlador interno que seja capaz de monitorar as influências internas e externas e decidir qual delas trará maior benefício para o indivíduo (Behrmann & Haimson, 1999). Assim, o estímulo que for selecionado após esta competição pela representação neural terá acesso facilitado ao sistema de memória e ao sistema motor, permitindo-lhe guiar o comportamento (Pessoa et al., 2003).
Nesse sentido, a atenção desempenha um papel fundamental no processo de seleção dos estímulos que terão prioridade de processamento. Uma das questões fundamentais é em que momento no sistema de processamento cerebral ocorreria esta seleção: antes ou depois da identificação do estímulo. Broadbent (1958), por exemplo, propôs a denominada teoria da seleção precoce, segundo a qual, algumas análises preliminares do estímulo poderiam ocorrer em paralelo após este ter alcançado os órgãos sensoriais. A seleção das informações se daria então precocemente, bloqueando todas as informações irrelevantes logo na entrada, permitindo que apenas as selecionadas conseguissem passar para o próximo nível da cadeia de processamento das informações. A proposta seria impedir a sobrecarga de informações irrelevantes e, com isto, somente a parcela mais importante da informação seria submetida a processos de análise mais detalhados.
A teoria da seleção precoce estabelece que a atenção para um determinado estímulo seria a condição predisponente para a sua identificação (Yantis & Johnston, 1990). Alguns experimentos envolvendo tarefas de busca visual parecem fortalecer a hipótese da seleção precoce. Neste tipo de tarefa, o sujeito deve encontrar um alvo predeterminado em meio a um número variável de distrativos. Quando o alvo é definido por uma característica que o torna claramente diferente dos demais estímulos, o tempo que os sujeitos gastam para localizar o alvo independe do número de distrativos presente no campo visual. Por exemplo, um estímulo vermelho é facilmente localizado entre estímulos verdes, não importando o número deste último (Treisman & Gelade, 1980). Isto revela que os estímulos estariam sendo analisados simultaneamente e em paralelo, e o sistema visual seria capaz de filtrar as informações e bloquear a característica não relevante, antes mesmo de um processamento mais detalhado dos estímulos (Treisman & Sato, 1990; Galera et al., 2000; Galera, 2001).
Algumas evidências, no entanto, indicam que nem sempre é possível bloquear a interferência de itens que deveriam ser ignorados quando a tarefa requer a focalização da atenção. Stroop (1935) observou, por exemplo, que palavras relacionadas à cor
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podem interferir no processo de identificação de cores, mesmo quando a tarefa do sujeito é nomear a cor do estímulo e ignorar a palavra, o que contradiz a teoria da seleção precoce. Foi então proposta a teoria da seleção tardia, segundo a qual, toda informação advinda da entrada sensorial seria inicialmente processada, e a seleção para um processamento mais detalhado ocorreria em um estágio posterior à percepção (Deutsch & Deutsch, 1963).
Muitos anos mais tarde, uma nova hipótese que conciliava as teorias de seleção precoce e tardia foi proposta (Lavie & Tsal, 1994). Nessa hipótese, a disponibilidade de recursos de processamento seria o fator determinante do local de seleção. Assim, tarefas difíceis, de alta demanda atencional, consumiriam uma maior quantidade de recursos de processamento, deixando poucos recursos disponíveis para processar outros estímulos, não envolvidos na tarefa alvo (irrelevantes ou distrativos). Desta forma, quanto maior a demanda da tarefa, mais precocemente se daria a seleção das informações. Por outro lado, uma tarefa de baixa demanda atencional predisporia uma seleção mais tardia dos estímulos, permitindo um maior processamento de informações não selecionadas, ou seja, distrativas (Erthal et al., 2005).
1.2 Teste Stroop: introdução ao paradigma clássico
Em 1935, John Ridley Stroop publicou um artigo baseado em experimentos que permitiram investigar operações primitivas da cognição, oferecendo informações importantes sobre o processamento atencional (Stroop, 1935). Seu estudo foi influenciado em grande parte pelos achados de James McKeen Cattell (MacLeod, 1991), de que a leitura de palavras e a nomeação de cores demandam tempos distintos para a sua execução. Com base nesta premissa, Stroop (1935) combinou estas duas dimensões (palavra e cor) em um mesmo estímulo, com o objetivo de avaliar a interferência de um atributo sobre o outro, solicitando ao voluntário que respondesse a somente uma das dimensões de cada vez, ignorando a outra.
Em seu primeiro experimento, Stroop registrou o tempo necessário para ler os nomes de 100 cores contidos em um cartaz impressos em cores incongruentes (por exemplo, a palavra AMARELO escrita em vermelho). Este resultado foi comparado com o tempo utilizado para realizar a mesma tarefa, porém com palavras escritas em preto. Essa diferença não foi significativa, ou seja, a cor na qual a palavra estava escrita não induziu nenhuma interferência. Utilizando os mesmo estímulos incongruentes, Stroop (1935) realizou um segundo experimento com o objetivo de verificar se a
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interferência poderia ocorrer de maneira contrária, ou seja, se as palavras seriam capazes de interferir na nomeação das cores em que estas estavam impressas. Desta forma, caso o estímulo fosse composto pela palavra AZUL impressa na cor verde, o sujeito deveria responder falando “verde”. Observou-se um tempo médio significativamente maior na nomeação de cores cujas palavras eram incongruentes, quando comparado ao tempo médio necessário na nomeação de quadrados coloridos (110,3s vs. 63,3s). Essa interferência da palavra sobre a nomeação de cores ficou conhecida como “Efeito Stroop”.
O paradigma desenvolvido por Stroop (1935) tornou-se referência e, desde então, tem sido amplamente utilizado como ferramenta para o estudo de fenômenos atencionais e cognitivos, ou ainda como base experimental para discussão das várias teorias que tentam explicar o efeito encontrado neste tipo de teste - para uma revisão, ver (MacLeod, 1991).
Os processos de controle cognitivo, associados ao recrutamento e aplicação de recursos atencionais para otimizar a resposta direcionada à tarefa alvo e minimizar os efeitos de distrativos, são características inerentes ao sistema executivo atencional. Esse controle cognitivo é crucial quando o conflito está presente e a execução da tarefa alvo exige inibição de respostas habituais ou treinadas que são inapropriadas naquele momento (Miller & Cohen, 2001; Posner & Digirolamo, 1998). Desta forma, o sistema executivo parece estar envolvido na facilitação do processamento de estímulos atendidos e/ou na inibição daqueles considerados inapropriados, sendo considerado um mecanismo fundamental de controle cognitivo.
A descrição deste controle cognitivo sugere que tais processos são particularmente importantes para guiar o comportamento em tarefas que envolvem competição entre estímulos, como no caso do teste Stroop. Alguns trabalhos utilizando a técnica de imagem por ressonância magnética funcional (fMRI, do inglês functional magnetic resonance imaging) têm mostrado que áreas relacionadas ao sistema executivo atencional, particularmente o córtex pré-frontal dorsolateral e o córtex cingulado anterior, estão ativas durante esta situação de conflito (Botvinick et al., 1999; Botvinick et al., 2004; Kerns et al., 2004; MacDonald et al., 2000; MacLeod & MacDonald, 2000; Milham et al., 2001; Milham et al., 2003; Milham & Banich, 2005; Herd et al., 2006). Portanto, durante a tarefa Stroop existe, de fato, um controle supressor exercido por mecanismos atencionais voluntários sobre o atributo irrelevante (palavra) visando minimizar os efeitos deste sobre a tarefa alvo (nomear a cor do estímulo).
21 1.2.1 Variações do paradigma e suas implicações para a teoria
No estudo que o tornou uma referência clássica, Stroop (1935) observou uma diferença de 47s entre as condições incongruente e neutra (quadrados coloridos) na tarefa de nomear cores em um cartaz, evidenciando a interferência da palavra sobre a nomeação das cores. Após alguns anos, outras técnicas mais avançadas de aferição dos tempos de resposta para os estímulos passaram a ser utilizadas, assim como inúmeras variações do paradigma inicialmente desenvolvido por Stroop (1935).
Dalrymple-Alford (1972), ao invés de medir o tempo utilizado para nomear os 100 estímulos contidos em um cartaz, aferiu o tempo de resposta para cada estímulo. Além disso, utilizou estímulos congruentes (por exemplo, a palavra AMARELO em amarelo) em meio aos estímulos incongruentes e neutros já utilizados anteriormente. Neste trabalho, os estímulos neutros poderiam ser de dois tipos: uma série de letras “X”s ou palavras não relacionadas à cor (MÃO ou QUADRADO, por exemplo) coloridas. Foi encontrado um efeito de interferência de 196ms quando a condição incongruente foi comparada à sequência de “X”s, e um efeito de 131ms quando a condição incongruente foi comparada a uma palavra não relacionada à cor (Dalrymple-Alford, 1972).
Outra modificação em relação ao modelo proposto por Stroop (1935) diz respeito à modalidade da resposta. Inicialmente, foi coletado o tempo de resposta verbal dos sujeitos, já que eles eram instruídos a nomear a cor do estímulo. Entretanto, outra possível medida é a coleta do tempo de reação (TR) manual, na qual os sujeitos, ao invés de verbalizar sua resposta, respondem ao estímulo pressionando uma tecla (Morton, 1969). O TR é, portanto, o intervalo de tempo decorrido entre a apresentação do estímulo e a resposta manual emitida pelo sujeito. Usando respostas manuais foram encontrados efeitos de interferência menores, mas ainda significativos, quando comparados às respostas verbais (Keele, 1972; Neill, 1977).
Apesar de inicialmente (Stroop, 1935 – experimento 1) ter sido demonstrado que a cor incongruente do estímulo não causava interferência sobre a nomeação da palavra, o primeiro relato da existência desta interferência (“Efeito Stroop Reverso”) foi feito pelo próprio Stroop (1935) em seu terceiro experimento. Esse efeito surgia quando o voluntário era excessivamente treinado na tarefa de nomear cores, desconsiderando a palavra distrativa do estímulo Stroop. Depois dessa prática, o sujeito voltava a realizar a tarefa de leitura da palavra e, neste caso, a cor era capaz de interferir na palavra. No
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entanto, esse efeito Stroop reverso era transitório, ou seja, não se sustentava por muito tempo.
O Stroop reverso só foi fortemente demonstrado 40 anos depois, em um modelo com resposta manual (Flowers, 1975). No segundo experimento deste estudo, uma palavra (VERDE ou VERMELHO) era apresentada sobre um fundo colorido (verde, vermelho, azul, roxo ou azul-esverdeado) e depois de um intervalo de 20ms ou de 500ms, metade da tela ficava vermelha e a outra metade ficava verde. A tarefa do sujeito era indicar, apertando uma tecla com a mão esquerda ou uma tecla com a mão direita, qual lado colorido da tela correspondia à palavra vista anteriormente. Os achados de Flowers (1975) mostraram que os sujeitos eram mais lentos para responder manualmente quando o primeiro estímulo era incongruente (por exemplo, a palavra VERDE sobre um fundo vermelho) do que quando o primeiro estímulo era congruente (por exemplo, a palavra VERDE sobre um fundo verde). Ou seja, a cor do primeiro estímulo foi capaz de causar uma interferência sobre a tarefa de indicar qual lado da tela correspondia à palavra do primeiro estímulo. Como, neste caso, a cor presente no primeiro estímulo correspondia à dimensão irrelevante, a interferência encontrada foi do tipo Stroop reverso. Foi observado ainda pelos autores, que o efeito Stroop reverso apresentava maior magnitude no intervalo de 20ms, e que diminuía substancialmente no intervalo de 500ms, levando-os a sugerir que esta seja uma interferência de bases sensoriais/ perceptuais. Além do estudo de Flowers (1975), diversos outros trabalhos já demonstraram a existência do efeito Stroop reverso (Durgin, 2000; Durgin, 2003; Goldfarb & Henik, 2006; Luo, 1999; Dyer, 1973).
Uma importante variação do teste Stroop e que foi empregado no presente estudo é o chamado “Stroop Pareado”. Neste, um estímulo Stroop congruente ou incongruente deve ser comparado com outro estímulo, que pode ser uma barra colorida, uma sequência de “X”s coloridos ou outro nome de cor pintado em uma cor neutra (Treisman & Fearnley, 1969; Dyer, 1973; Durgin, 2003; Goldfarb & Henik, 2006; Luo, 1999; Machado-Pinheiro et al., 2010; Mascolo & Hirtle, 1990; Simon & Berbaum, 1988; Zysset et al., 2001; David et al., 2011). Para executar corretamente esta tarefa, os participantes têm que ter em mente a característica relevante do estímulo Stroop bidimensional e compará-la com a dimensão relevante do outro estímulo (por exemplo, a cor de uma barra colorida).
Em uma versão pioneira do Stroop pareado, os participantes recebiam um maço de cartas contendo dois estímulos (ver Tabela 1) e eram instruídos a compará-los e
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julgar se os mesmos eram iguais ou diferentes, empilhando-as em locais distintos dependendo do julgamento desta (igual ou diferente) (Treisman & Fearnley, 1969). Numa tentativa de testar as possíveis explicações para os resultados encontrados nos testes Stroop, Treisman e Fearnley (1969) elaboraram um experimento no qual quatro comparações possíveis podiam ser realizadas entre os estímulos: cor-cor, palavra-palavra, cor-palavra e palavra-cor, sendo as duas primeiras comparações intra-categoria, e as duas últimas comparações inter-categoria. As diferentes condições experimentais utilizadas por Treisman e Fearnley (1969) encontram-se esquematizadas na Tabela 1.
Tabela 1: Descrição das diferentes condições experimentais utilizadas por Treisman e Fearnley (1969).
Treisman e Fearnley (1969) observaram que os voluntários eram significativamente mais lentos na tarefa de empilhar as cartas em locais distintos nas condições que envolviam comparações do tipo inter-categoria (cor-palavra e palavra-cor) do que nas condições que envolviam comparações do tipo intra-categoria (palavra-palavra e cor-cor). De acordo com as autoras, isso se deve à maior dificuldade encontrada pelos sujeitos ao comparar atributos distintos (neste caso, cor e palavra), já que para isso há a necessidade de acessar dois sistemas de análise separadamente e depois realizar uma comparação entre eles. Por outro lado, quando se compara dois estímulos pertencentes à mesma categoria, apenas um sistema de análise deve ser acessado, tornando a comparação mais rápida.
A interpretação de Treisman e Fearnley (1969) para os resultados encontrados nas comparações do tipo inter-categoria foi fortalecida, anos mais tarde, pelo modelo translacional do efeito Stroop (Virzi & Egeth, 1985). Em seu primeiro experimento, Virzi e Egeth (1985) utilizaram uma versão de cartas do teste Stroop na qual era
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apresentada aos sujeitos uma carta contendo um único estímulo, que podia ser de quatro tipos: o nome de uma cor escrito em preto (VERMELHO, AZUL, VERDE ou LARANJA), uma sequência de “X”s coloridos (vermelho, azul, verde ou laranja), um estímulo Stroop incongruente (por exemplo, VERMELHO em azul) ou um estímulo Stroop congruente (por exemplo, VERMELHO em vermelho). Os sujeitos eram instruídos a colocar a carta que continha o estímulo em uma das quatro possíveis caixas posicionadas a sua frente, que correspondiam às quatro cores utilizadas no teste. Para metade dos sujeitos, as caixas possuíam um rótulo com o nome da cor escrito em preto, enquanto que para a outra metade, as caixas estavam rotuladas com retângulos coloridos.
Corroborando o estudo de Treisman e Fearnley (1969), Virzi e Egeth (1985) encontraram maiores tempos de resposta nas condições nas quais os sujeitos realizavam comparações do tipo inter-categoria, ou seja, quando comparavam a cor do estímulo Stroop incongruente com as caixas rotuladas com nomes de cores e quando comparavam a palavra do estímulo Stroop incongruente com as caixas rotuladas com retângulos coloridos. Segundo eles, esse maior tempo de resposta se deve ao tempo gasto no processo de conversão do código gerado por um sistema de análise (por exemplo, o da cor) para o outro sistema de análise (por exemplo, o da palavra), para que eles possam ser comparados entre si. Esse passo de conversão entre os códigos é o que dá o nome ao modelo translacional proposto por Virzi e Egeth (1985) e apoiado por outros trabalhos posteriormente (Sugg & McDonald, 1994; Glaser & Glaser, 1989; Machado-Pinheiro et al., 2010). Apoiando esta interpretação, outros estudos utilizando diferentes paradigmas de comparação também observaram interferências robustas durante comparações inter-categorias e pequena ou nenhuma interferência durante comparações intra-categorias (Dyer, 1973; Luo, 1999; Machado-Pinheiro et al., 2010; Sugg & McDonald, 1994; Durgin, 2000).
1.3 Teste Stroop pareado: hipóteses acerca da origem do conflito 1.3.1 Hipótese do conflito semântico
Desde a introdução do paradigma de Stroop pareado por Treisman & Fearnley (1969), muitos estudos têm explorado esta tarefa no intuito de desvendar em qual nível do processamento dos estímulos surge o conflito. Em seu primeiro experimento, Luo (1999) apresentava simultaneamente uma barra colorida e um estímulo Stroop e os voluntários eram instruídos a apertar uma tecla caso os dois estímulos fossem iguais e
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outra tecla caso os estímulos fossem diferentes (tempo de reação de escolha). Para metade dos voluntários a tarefa era comparar a cor da barra com a cor do estímulo Stroop (comparação intra-categoria), e para a outra metade a comparação a ser feita era entre a cor da barra e a palavra do estímulo Stroop (comparação inter-categoria) – ver Tabela 2.
Tabela 2: A – Descrição das quatro condições experimentais utilizadas por Luo (1999) na tarefa de comparação inter-categoria. B – Descrição das quatro condições experimentais utilizadas por Luo (1999) na tarefa de comparação intra-categoria.
Os resultados encontrados por Luo (1999) mostraram que os sujeitos foram significativamente mais lentos na tarefa que exigia uma comparação inter-categoria. Além disso, apenas neste tipo de comparação foi observada uma interferência causada pela cor do estímulo Stroop, gerando maiores TRs nas condições nas quais a cor do estímulo Stroop diferia da cor da barra (condições não-relacionadas). Segundo a interpretação de Luo (1999), esse resultado pode ser explicado pelo fato de que na comparação intra-categoria as cores dos dois estímulos são comparadas apenas com base nas informações visuais, ao passo que a comparação inter-categoria requer dos sujeitos um acesso ao sistema semântico. De acordo com ele, neste tipo de comparação, haveria uma competição entre os códigos semânticos gerados quando os dois estímulos fossem não-relacionados. Por exemplo, em uma situação na qual fossem apresentadas simultaneamente ao sujeito uma barra vermelha e a palavra VERMELHO pintada em verde (neste caso a resposta correta seria “igual”, já que a cor da barra é igual à palavra do estímulo Stroop), a barra vermelha ativaria um código semântico (“vermelho”) e a cor da palavra ativaria um código semântico competitivo (“verde”). O conflito seria gerado, portanto, por esta ativação simultânea de duas representações de cor não-relacionadas (vermelho e verde), fornecendo bases teóricas para a hipótese do conflito semântico. Em outras palavras, o conflito responsável pelo efeito encontrado no teste Stroop pareado aconteceria em um nível de processamento anterior ao estágio de
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seleção e execução da resposta, sendo, portanto, um conflito anterior à resposta (Luo, 1999).
Além disso, os resultados de Luo (1999) dificilmente seriam explicados pela hipótese do conflito de resposta, já que tanto para a resposta “igual” quanto para a resposta “diferente”, o TR foi mais lento para cores não-relacionadas do que para cores relacionadas. Ou seja, o tipo de resposta (igual ou diferente) não influenciou o efeito de interferência encontrado no teste. Essa interpretação ganhou força com a publicação de um estudo que utilizou a técnica de fMRI em um teste Stroop pareado (comparação inter-categoria) e não detectou ativação no córtex cingulado anterior, uma área supostamente envolvida em processos de detecção de conflito de resposta, levando os autores a sugerirem que o conflito semântico e não o conflito de resposta é o responsável pelo efeito de interferência observado (Zysset et al., 2001).
Com o objetivo de fortalecer a interpretação de que os resultados obtidos em seu primeiro experimento eram devidos ao conflito semântico, Luo (1999) realizou um segundo experimento, desta vez acrescentando intervalos (1s, 1,5s, 2s ou 2,5s) entre a apresentação da barra colorida e do estímulo Stroop. Para a comparação entre a cor da barra e a palavra do estímulo Stroop (comparação inter-categoria), a interferência causada pela cor do estímulo Stroop diminuiu à medida que o intervalo entre os estímulos aumentou. Por outro lado, o aumento do intervalo entre os estímulos fez surgir uma interferência da palavra do estímulo Stroop na comparação entre as cores da barra e do estímulo Stroop (comparação intra-categoria), o que não havia sido observado quando os estímulos eram apresentados simultaneamente. Esses resultados fortalecem, segundo Luo (1999), a hipótese da participação do conflito semântico no teste Stroop pareado. A interferência da cor do estímulo Stroop na comparação entre a cor da barra e a palavra do estímulo Stroop quando os estímulos são apresentados simultaneamente se deve a uma ativação competitiva de dois códigos semânticos relacionados à cor. No entanto, à medida que se aumenta o tempo entre a apresentação da barra colorida e do estímulo Stroop, o código semântico gerado pela cor da barra é estabilizado e esta informação semântica é transformada em informação verbal e, portanto, não sofre mais interferência do código semântico gerado erroneamente pela cor do estímulo Stroop. No caso da comparação entre as cores dos dois estímulos, quando eles são apresentados simultaneamente, esta comparação se dá através de informações visuais, não havendo, portanto, necessidade de acesso ao sistema semântico. Mas quando se inserem intervalos entre os dois estímulos, a comparação
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deixa de ser baseada em informações visuais e o acesso ao sistema semântico é facilitado, permitindo, desta forma, que o conflito semântico se estabeleça.
Machado-Pinheiro e colaboradores (2010) observaram que os intervalos utilizados entre os estímulos no segundo experimento Luo (1999) eram muito longos e, portanto, não permitiram uma análise da implementação gradual dos mecanismos de controle necessários para realizar o teste Stroop pareado. Sendo assim, em seu primeiro experimento, Machado-Pinheiro e colaboradores (2010) utilizaram intervalos de 200ms, 400ms ou 600ms entre a apresentação do primeiro e do segundo estímulos, que ao contrário do utilizado por Luo (1999), eram um estímulo Stroop e uma barra colorida, respectivamente. Os voluntários eram instruídos a comparar a cor dos estímulos e apertar uma tecla caso eles fossem iguais. Caso os estímulos fossem diferentes, nenhuma resposta devia ser emitida (tempo de reação vai/não-vai). Os resultados obtidos confirmaram que o conflito Stroop pareado pode ser influenciado por manipulações temporais. Quando o intervalo entre os estímulos era de apenas 200ms, não foi encontrado efeito de interferência da palavra sobre a comparação entre as cores dos estímulos. Esse resultado apóia a interpretação de Luo (1999) de que quando os estímulos são apresentados simultaneamente ou em intervalos muito curtos a comparação é feita com base em aspectos visuais dos estímulos. No intervalo de 400ms a palavra de estímulo Stroop foi capaz de causar interferência na comparação entre as cores dos dois estímulos. Isso também está de acordo com o modelo proposto por Luo (1999), de que em intervalos maiores a comparação dos estímulos dificilmente acontece com base em informações visuais, permitindo o acesso ao sistema semântico e, portanto, favorecendo o aparecimento do conflito semântico. No entanto, quando este intervalo entre os dois estímulos é suficientemente longo [600ms no caso do experimento de Machado-Pinheiro e colaboradores (2010)] há tempo suficiente para implementar um controle cognitivo capaz de impedir que a palavra distrativa do estímulo Stroop interfira na realização da tarefa alvo. Lembre-se que, no experimento de Machado-Pinheiro e colaboradores (2010) o primeiro estímulo era um estímulo Stroop e, portanto, o intervalo entre os estímulos podia ser utilizado para essa implementação do controle cognitivo. Já no trabalho de Luo (1999), o primeiro estímulo era uma barra colorida, ou seja, um estímulo sem conflito. Neste caso, o intervalo entre os estímulos era utilizado para estabilizar a informação da cor e poder compará-la com o estímulo Stroop apresentado em seguida.
28 1.3.2 Hipótese do conflito de resposta
Goldfarb e Henik (2006) questionaram as conclusões de Luo (1999) de que no teste Stroop pareado não há participação do conflito de resposta e propuseram uma reavaliação das condições do teste. Conforme esquematizado na Tabela 2, A, a comparação da cor da barra com a palavra do estímulo Stroop gerava quatro condições no experimento de Luo (1999), levando em consideração a natureza da resposta (igual ou diferente) e a relação das cores dos estímulos (relacionados ou não-relacionados). No entanto, Goldfarb e Henik (2006) propuseram considerar que a congruência do estímulo Stroop desempenhava um papel importante na geração do conflito e, portanto, separaram a condição não-relacionada quando a resposta era “diferente” de Luo (1999) em duas condições, dependendo do estímulo Stroop ser congruente (por exemplo, a palavra VERMELHO em vermelho) ou incongruente (por exemplo, a palavra VERMELHO em azul). Então, ao invés das quatro distintas condições do trabalho de Luo (1999), Goldfarb e Henik (2006) mostraram que o teste Stroop pareado podia gerar cinco possíveis condições, considerando se as cores dos estímulos eram relacionadas ou não-relacionadas, se o estímulo Stroop era congruente ou incongruente e se a resposta era “igual” ou “diferente”, conforme pode ser observado na Tabela 3.
Tabela 3: Descrição das cinco condições experimentais propostas por Goldfarb e Henik (2006) ao invés das quatro utilizadas por Luo (1999). Luo (1999) havia agrupado as condições Congruente/Não-Relacionado/Diferente e Incongruente/Não-Relacionado/Diferente em uma única condição, que ele chamou de Não-Relacionado para a
resposta “diferente”.
A partir das cinco condições possíveis para o teste Stroop pareado (duas para a resposta “igual” e três para a resposta “diferente”), Goldfarb e Henik (2006) propuseram
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uma hipótese alternativa àquela proposta por Luo (1999) de que o conflito semântico era o único responsável pelo efeito de interferência causado pela cor irrelevante do estímulo Stroop na tarefa de comparar a cor da barra com a palavra do estímulo Stroop [ver Figura 1 – adaptada do artigo de Goldfarb e Henik (2006)].
Figura 1: (a) Resumo da hipótese proposta por Luo (1999). Nesta, a interferência se daria a nível semântico e, por isto, as condições não-relacionadas gerariam maiores TRs que as condições relacionadas, tanto para a resposta “igual” quanto para a resposta “diferente”. (b) Resumo da hipótese alternativa proposta por Goldfarb e Henik (2006). Nesta, a interferência ocorreria no estágio da resposta e, por isto, maiores TRs seriam encontrados nas condições: incongruente para a resposta “igual” e congruente para a resposta “diferente”.Figura adaptada do artigo “New Data Analysis of the Stroop Matching Task Calls for a Reevaluation of Theory”, de Liat Goldfarb e Avishai Henik, 2006,
Psychological Science, 17, p.96.
Apoiados pela teoria do conflito de tarefa que afirma que sempre que os participantes realizam uma tarefa relevante, eles também realizam, erroneamente, uma tarefa irrelevante (MacLeod & MacDonald, 2000), Goldfarb e Henik (2006) sugeriram que, no caso da comparação entre a cor da barra e a palavra do estímulo Stroop, a comparação errônea realizada pelos sujeitos seria entre os atributos relevante e irrelevante do estímulo Stroop (palavra e cor deste estímulo, respectivamente). Esta comparação errônea geraria uma resposta também errônea que, por sua vez, poderia interferir na comparação exigida. Assim, estímulos Stroop congruente e incongruente levariam a respostas errôneas “igual” e “diferente”, respectivamente. O conflito surgiria, então, quando o estímulo Stroop fosse congruente, mas a resposta correta fosse
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“diferente” e vice-versa (estímulo Stroop incongruente e resposta “igual”), sendo, portanto, um conflito de resposta.
A comparação das médias dos TRs obtidas nas cinco condições revelou que as respostas “igual” e “diferente” apresentaram efeitos de congruência opostos, isto é, TRs mais lentos foram obtidos para estímulos incongruentes quando a resposta era “igual” e para estímulos congruentes quando a resposta era “diferente”. Esses resultados apoiaram a hipótese alternativa proposta por Goldfarb e Henik (2006) de que respostas geradas por comparações errôneas seriam capazes de interferir na resposta da comparação correta do teste Stroop Pareado. Portanto, contrariando a hipótese de Luo (1999), Goldfarb e Henik (2006) interpretaram o conflito de resposta como uma possível explicação para o efeito do Stroop pareado, mas eles não descartaram a participação de outros conflitos, relacionados ou não à resposta, na geração deste efeito. Além de Goldfarb e Henik (2006), a hipótese do conflito de resposta já havia sido proposta por outros autores anteriormente (Cohen et al., 1990; Duncan-Johnson & Kopell, 1981; MacLeod, 1991).
1.4 Medidas fisiológicas empregadas no estudo do teste Stroop
1.4.1 A utilização de técnicas de neuroimagem no reconhecimento de áreas relacionadas ao conflito Stroop
A discussão sobre a origem do conflito no teste Stroop ganhou maiores proporções através da utilização de técnicas capazes de registrar a atividade cerebral. Trabalhos utilizando a técnica de fMRI tentaram relacionar a participação de diferentes áreas do sistema executivo atencional ao controle do conflito semântico ou do conflito de resposta (Milham et al., 2001; Milham et al., 2003; Milham & Banich, 2005; van Veen & Carter, 2005).
Por exemplo, Milham e colaboradores (2001) manipularam a participação dos conflitos semântico e de resposta com o objetivo de esclarecer a participação dos córtices pré-frontal (PFC) e cingulado anterior (ACC) no controle cognitivo do teste Stroop. Nesse sentido, os voluntários realizavam uma tarefa que consistia em apertar uma tecla que correspondesse à cor do estímulo Stroop apresentado na tela do computador. Os estímulos poderiam ser apresentados apenas nas cores azul, verde ou amarelo, já as palavras podiam ser i) AZUL, VERDE e AMARELO ou ii) VERMELHO, LARANJA e MARROM. No primeiro caso, a palavra distrativa do estímulo Stroop fazia parte das opções de resposta, de forma que a interferência
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promovida por ela poderia se relacionar tanto ao conflito semântico quanto ao conflito de resposta. Já no segundo caso, a palavra distrativa não fazia parte das opções de resposta, portanto, a interferência causada por ela estaria restrita ao conflito semântico. Milham e colaboradores (2001) compararam essas duas condições incongruentes à condição neutra, na qual a palavra não era relacionada à cor (por exemplo, a palavra MUITO em verde). Os resultados comportamentais mostraram que a palavra causou uma maior interferência nas condições em que ela fazia parte das opções de resposta, evidenciando a participação do conflito de resposta no teste Stroop. No entanto, mesmo quando não fazia parte das opções de resposta, a palavra foi capaz de causar uma interferência no julgamento da cor do estímulo, confirmando uma participação adicional do conflito semântico no teste Stroop. No tocante à participação das estruturas anatômicas, Milham e colaboradores (2001) observaram atividade do ACC somente quando a condição na qual a palavra distrativa fazia parte das opções de resposta era contrastada com a condição neutra, indicando que o envolvimento desta região estaria primariamente limitado ao conflito de resposta. Por outro lado, a ativação do PFC ocorreu nas duas condições incongruentes, sugerindo que esta região possa estar envolvida no controle cognitivo atrelado tanto ao conflito semântico quanto ao conflito de resposta (Milham et al., 2001).
Outro trabalho utilizando a técnica de fMRI desenvolvido com o intuito de separar os diferentes níveis de conflito presente no teste Stroop foi o de van Veen e Carter (2005). Neste, os voluntários visualizavam o estímulo Stroop na tela do computador e eram instruídos a apertar uma tecla com a mão esquerda caso a cor do estímulo fosse vermelha ou amarela e outra tecla com a mão direta caso a cor do estímulo fosse azul ou verde. Desta forma, o teste era composto de três condições diferentes: congruente, quando a cor e a palavra eram compatíveis (por exemplo, VERMELHO em vermelho); incongruente a nível semântico, quando a cor e a palavra eram incompatíveis, mas geravam respostas executadas pela mesma mão (por exemplo, VERMELHO em amarelo); e incongruente a nível semântico e de resposta, quando a cor e a palavra eram incompatíveis e geravam respostas executadas por mãos diferentes (por exemplo, VERMELHO em verde). O TR obtido para a condição incongruente a nível semântico foi maior que o obtido para a condição congruente, refletindo a participação do conflito semântico. Além disso, o TR obtido para a condição incongruente a nível semântico e de resposta foi maior que o obtido para a condição incongruente a nível semântico, indicando a participação do conflito de resposta (van
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Veen & Carter, 2005). Em relação às estruturas cerebrais, van Veen e Carter (2005) observaram o conflito semântico (acessado pelo contraste entre as condições incongruente a nível semântico – congruente) e o conflito de resposta (acessado pelo contraste entre as condições incongruente a nível semântico e de resposta – incongruente a nível semântico) geraram ativação tanto no ACC quanto no PFC, indicando que estas duas áreas cerebrais respondem para os dois níveis de conflito.
Em resumo, os trabalhos que utilizaram técnicas de neuroimagem no intuito de separar o conflito semântico do conflito de resposta conciliaram as duas teorias, sugerindo que os dois conflitos podem contribuir para a interferência encontrada nos testes Stroop. No entanto, ainda existe divergência com relação às estruturas cerebrais que respondem a cada um dos níveis de conflito, principalmente no tocante à participação do ACC ser estritamente relacionada ao conflito de resposta ou não.
1.4.2 O uso dos potenciais relacionados a eventos na busca pela origem do conflito Stroop
O potencial relacionado a evento (ERP, do inglês event-related potential) é derivado do sinal eletroencefalográfico (EEG), e trata-se de uma medida não invasiva que permite o registro do curso temporal de processos corticais de eventos relacionados no tempo. Comparados a outras técnicas centrais como a tomografia por emissão de pósitrons e a ressonância magnética funcional, os ERPs têm a vantagem de possuírem uma altíssima resolução temporal, da ordem de milissegundos, além de ser uma técnica bem menos custosa (Luck & Girelli, 1998). Com relação às bases neurais, os ERPs refletem a atividade sincrônica de populações neuronais corticais, mais especificamente, a soma de potenciais pós-sinápticos de neurônios piramidais (Fabiani et al., 2007; Luck, 2005).
A transformação do sinal de EEG em potencial relacionado a evento se dá através de marcações no sinal de EEG que se relacionem ao aparecimento dos estímulos de interesse. Diferente do sinal de EEG tradicional, que é registrado de maneira contínua por um período de tempo, os ERPs são sinais ancorados no tempo e que são específicos para um determinado estímulo ou resposta que se repete diversas vezes (Stern et al., 2001). O sinal é amplificado e filtrado para posteriormente ser realizada uma média dos ensaios para um indivíduo e finalmente uma promediação com a média do sinal em determinada janela temporal para todos os indivíduos. Os ERPs são
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tipicamente distinguidos pela janela temporal de ocorrência, pela morfologia, pela topografia no escalpo e pela resposta às manipulações experimentais.
Por oferecem uma maneira simples para estudar os estágios consecutivos da cadeia de processamento da informação, desde a apresentação do estímulo até a emissão da resposta (Fabiani et al., 2007; Picton et al., 2000), os ERPs se tornaram uma importante ferramenta para investigar as origens do conflito responsável pelo efeito de interferência observado nos testes Stroop.
Os primeiros a registrarem, com uma quantidade expressiva de eletrodos, os ERPs dos voluntários enquanto eles realizavam um teste Stroop, foram West e Alain (1999), numa tentativa de caracterizar espacial e temporalmente a atividade neural associada à realização do teste. Era apresentado na tela do computador um estímulo que podia ser congruente, incongruente, neutro (por exemplo, XXXX em azul) ou palavra (por exemplo, VERDE em cinza). Nas três primeiras condições os sujeitos deveriam apertar uma das quatro teclas que correspondesse à cor do estímulo visualizado, enquanto na última os sujeitos deveriam apertar a tecla de correspondesse à palavra do estímulo. As quatro teclas disponíveis correspondiam às cores vermelho, azul, verde ou amarelo. Análises realizadas com os TRs em cada uma das quatro condições revelaram que os sujeitos foram significativamente mais lentos na condição incongruente, seguida da condição palavra e depois das condições congruente e neutra, não havendo diferença significativa entre as duas últimas. Além das evidências comportamentais, quatro modulações dos ERPs diferenciaram a condição incongruente das condições congruente e neutra. A primeira modulação foi uma maior positividade fronto-polar na condição incongruente que surgiu aproximadamente depois de 500ms da apresentação do estímulo. Por suas características temporais e espaciais, os autores sugeriram que esta modulação podia ser considerada um índice da atividade neural associada à detecção de informações incompatíveis presentes nos estímulos incongruentes (West & Alain, 1999). Essa onda não foi muito explorada posteriormente por outros autores, pois os canais localizados nas regiões fronto-polares são muito susceptíveis a artefatos de piscada. A segunda modulação observada foi uma maior negatividade fronto-central para a condição incongruente começando em torno de 500ms e persistindo até a emissão da resposta. Esse padrão de atividade neural levou os autores a sugerirem que esta modulação poderia refletir uma atividade do ACC, estando relacionada ao processamento do conflito (West & Alain, 1999). A terceira modulação foi uma menor positividade nos ERPs da condição incongruente na região parietal em torno de 522ms.
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Segundo West e Alain (1999), esse achado é consistente com a proposta de que informações conceituais similares são ativadas e direcionam a resposta nas condições congruente, neutra e palavra. No entanto, esse sistema é suprimido quando a cor e a palavra ativam representações conceituais competitivas, como na condição incongruente. A quarta e última modulação observada foi uma maior positividade têmporo-parietal para a condição incongruente começando em torno de 650ms, que foi interpretada por West e Alain (1999) como sendo relacionada a um sistema de processamento perceptual da cor do estímulo. Segundo os autores, o início tardio desta modulação seria um indício de que o sistema responsável pela análise conceitual do estímulo já havia detectado que as representações conceituais da cor e da palavra eram competitivas na condição incongruente e, por isto, não podiam guiar a resposta. Esta modulação refletiria, então, uma interação entre os sistemas conceituais e perceptuais com o objetivo de aumentar a ativação do nível perceptual e permitir que a análise da cor do estímulo, e não a análise da palavra, guie a resposta (West & Alain, 1999). É importante ressaltar que, pelo fato deste estudo ter sido pioneiro, ele foi um trabalho exploratório, ou seja, tinha o intuito de relatar todas as modulações sensíveis às diferentes condições experimentais do teste Stroop. No entanto, algumas ondas encontradas por West e Alain (1999) não foram replicadas em trabalhos posteriores, inclusive trabalhos dos mesmos autores. Além disso, trabalhos posteriores também propuseram novas interpretações para o que as ondas encontradas por West e Alain (1999) estariam refletindo.
Desde o trabalho pioneiro desenvolvido por West e Alain (1999), a técnica de ERP passou a ser amplamente utilizada na tentativa de localizar as origens do conflito presente no teste Stroop. Quando se analisa esses estudos, um achado frequente e, por isso, foco do presente estudo é a onda N450, que se trata de uma negatividade (ou menor positividade) fronto-central começando entre 400ms e 600ms após o aparecimento do estímulo. Evidências de estudos utilizando a neuroimagem funcional, ou outras técnicas derivadas do EEG, relacionam a onda N450 à atividade do ACC (Hanslmayr et al., 2008; Liotti et al., 2000; West, 2003; West et al., 2004). Como o ACC desempenha um papel importante na detecção do conflito, uma maior atividade nesta área cerebral está relacionada a uma situação com alto grau de conflito (Banich et al., 2000; Bench et al., 1993; Carter et al., 2000; Liotti et al., 2000). De fato, consistentemente tem se observado em estudos com teste Stroop maiores negatividades da onda N450 nas condições incongruentes, quando comparadas às congruentes (Rebai
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et al., 1997; West & Alain, 1999; West, 2003; West et al., 2004; Szucs & Soltesz, 2010; Atkinson et al., 2003; Bekci & Karakas, 2009).
Apesar da N450 já estar sendo estudada há muitos anos e ser considerada um marcador do conflito no teste Stroop, ainda não existe na literatura um consenso da natureza deste conflito. Por exemplo, no estudo de Szucs e Soltesz (2010) era apresentado aos voluntários um estímulo que podia ser congruente, incongruente, neutro (por exemplo, SAPATO em vermelho) ou não-palavra (por exemplo, XXXX em vermelho), e eles tinham que responder apertando uma de duas teclas disponíveis se a cor do estímulo apresentado era azul ou vermelha. Análises estatísticas confirmaram o que já era esperado, ou seja, que a onda N450 foi mais negativa na condição incongruente. O mais interessante foi que não houve modulação da N450 pela velocidade de resposta, isto é, não houve diferença de amplitude da onda quando os voluntários emitiram respostas rápidas ou lentas. Este resultado levou os autores a concluírem que a N450 não está relacionada à detecção ou à resolução do conflito de resposta. Ela seria, então, um marcador sensível ao conflito não-relacionado à resposta (Szucs & Soltesz, 2010). Este resultado foi ainda fortalecido por um trabalho recente dos mesmos autores que não encontrou modulações da onda N450 pela presença de alto ou baixo conflito de resposta (determinado pela presença ou não de uma pista válida fornecendo informações acerca da resposta correta), favorecendo a interpretação de que a N450 é sensível a um conflito anterior ao estágio de seleção/execução da resposta (Szucs & Soltesz, 2012).
Outra interpretação acerca da origem do conflito Stroop veio do trabalho desenvolvido por Liotti e colaboradores (2000). Neste, os voluntários visualizavam um estímulo que consistia no nome de uma cor (VERMELHO, VERDE, AZUL ou AMARELO) escrita em uma cor congruente, incongruente ou neutra (cinza). Os voluntários respondiam ao teste de três maneiras distintas: na primeira, a resposta era oral aberta, ou seja, os voluntários diziam em voz alta a cor do estímulo. Na segunda, a resposta era oral encoberta, isto é, os voluntários eram instruídos a dizer silenciosamente o nome da cor, apenas em sua mente, sem mover os lábios. E, na terceira possibilidade de resposta, os voluntários respondiam manualmente apertando um dos quatro botões que correspondiam à cor do estímulo apresentado na tela do computador. Os resultados obtidos por Liotti e colaboradores (2000) mostraram que as condições incongruente e congruente divergiram entre si entre 350ms e 500ms, sendo a condição incongruente mais negativa. Além disso, eles observaram que a diferença
