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Efeito do ciclo menstrual sobre o ritmo beta da eletroencefalografia durante tarefa de coordenação motora
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-24) Lima, Danielle Costa de; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de; Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; http://lattes.cnpq.br/0633109092149313; http://lattes.cnpq.br/8488760386226790; https://lattes.cnpq.br/6001753388468733; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; Araújo, John Fontenele; https://orcid.org/0000-0002-8022-2425; http://lattes.cnpq.br/3347815035685882
Os hormônios esteroides femininos, estrógeno e progesterona, variam de forma rítmica ao longo do ciclo menstrual. Devido à sua natureza lipídica, esses hormônios conseguem atravessar a barreira hematoencefálica e, assim, influenciar a atividade do sistema nervoso central. Este estudo visa investigar o impacto desses hormônios na atividade do córtex cerebral, especialmente no ritmo beta (15 a 30 Hz), durante uma tarefa de coordenação motora. Para isso, 30 mulheres com idades entre 18 e 30 anos e ciclo menstrual regular foram recrutadas. Foram realizadas três sessões experimentais, uma em uma fase diferente do ciclo menstrual, sendo estas menstrual, folicular e luteal. Em cada sessão, as participantes realizaram uma tarefa de coordenação motora, o Finger Tapping Test nas configurações simples e sequencial, com as mãos direita e esquerda. Não foi observado resultado estatisticamente significativo para o efeito principal de fase do ciclo na atividade cortical durante a tarefa. No entanto, encontrou-se um efeito significativo na interação entre a fase do ciclo, o hemisfério cerebral e a lateralidade manual na região frontal do córtex cerebral mediante a análise do ritmo beta. Os resultados sugerem que os hormônios sexuais femininos influenciam a comunicação entre os hemisférios cerebrais em uma região responsável pelo planejamento do movimento, o qual recebe aferência dos núcleos da base – estrutura importante para a coordenação motora. Em tarefas de menor complexidade, o aumento dos níveis de progesterona reduz a assimetria cortical, enquanto em tarefas de maior complexidade, o efeito é inverso.
Effect of the menstrual cycle on electroencephalogram alpha and beta bands during motor imagery and action observation
(Frontiers Media SA, 2022-05-04) Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; Mendes, Thatiane Maria Almeida Silveira; Lima, Luana Adalice Borges de Arauj; Brandão, Daniel Soares; Laplagne, Diego Andrés; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de
Female sex steroids (FSS) can affect the motor system, modulating motor cortex excitability as well as performance in dexterity and coordination tasks. However, it has not yet been explored whether FSS affects the cognitive components of motor behavior. Mu is a sensorimotor rhythm observed by electroencephalography (EEG) in alpha (8–12 Hz) and beta (15–30 Hz) frequency bands in practices such as motor imagery (MI) and action observation (AO). This rhythm represents a window for studying the activity of neural circuits involved in motor cognition. Herein we investigated whether the alpha-mu and beta-mu power in the sensorimotor region (C3 and C4, hypothesis-driven approach) and the alpha and beta power over frontal, parietal, and occipital regions (data-driven approach) are modulated differently in the menstrual, follicular, and luteal phases of menstrual cycles in right-handed dominant women. To do so, these women underwent MI and AO in the three menstrual cycle phases. The spectral activity of the cortical regions for the alpha and beta bands were compared between phases of the menstrual cycle and a correlation analysis was also performed in relation to estrogen and progesterone levels. For the hypothesis-based approach, beta-mu event-related desynchronization (ERD) was significantly stronger in the C3 channel in the follicular phase than in the menstrual and luteal phases. For the data-driven approach, beta ERD during MI was higher in the follicular phase than in the menstrual and luteal phases in the frontal region. These findings suggest the effect of FSS on executive movement control. No effect of menstrual cycle phases was observed in cortical areas investigated during OA, but alpha and beta bands correlated positively with the follicular phase plasma estradiol level. Thus, the attenuation of alpha and beta bands referring to mirror neuron activities appears to be associated with inhibition of cortical activity when estradiol levels are lower, improving cognitive processing of motor action
Estudo comportamental e eletroencefalográfico do desempenho da tarefa Go/No-Go ao longo do ciclo menstrual
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-04) Lima, Luana Adalice Borges de Araújo; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de; Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; http://lattes.cnpq.br/8488760386226790; http://lattes.cnpq.br/1794031731087670; Araújo, Draulio Barros de; https://orcid.org/0000-0002-6934-2485; http://lattes.cnpq.br/7818012155694188; Campos, Tânia Fernandes
O comportamento motor envolve o controle adaptativo do movimento e depende de mecanismos provenientes da percepção e cognição que planejam e executam diferentes ações complexas de movimentos de natureza inata ou adquiridos pela aprendizagem. Os hormônios esteroides, por sua vez, atuam como fatores de transcrição participando em vias de sinalização e modulação de funções neurais, entre elas a função motora. Evidências demonstram que os esteroides sexuais influenciam a neurotransmissão no sistema nervoso central, afetando a qualidade do desempenho feminino em tarefas motoras, destacando a importância da inibição e do controle motor no comportamento humano. O presente estudo investigou se a atividade cortical e variáveis relacionadas à atividade muscular esquelética apresentam mudanças em três fases do ciclo menstrual (menstrual, folicular e luteal) em 30 mulheres durante um Protocolo Go/No-Go. Esse protocolo incluiu pares de estímulos auditivos (1º estímulo = S1; 2º estimulo = S2) que foram agrupados em dois tipos gerais: centrado em S1 e centrado em S2. Na tarefa centrada em S1, a decisão é tomada após S1 e a execução/inibição motora ocorre após S2. Nas tarefas centradas em S2, a tomada de decisão e execução ou inibição ocorre somente após S2. A atividade cortical foi registrada por meio de eletroencefalografia (EEG) e analisou os ritmos alpha (8-13Hz), beta (15-30Hz) e beta 1 (15-23Hz), nas regiões frontal medial (Fz), central esquerda (C3) e central direita (C4). As relações entre essas medidas de EEG e os resultados comportamentais Go/No-Go e ERSPs foram avaliadas. Através do teste de Friedman a atividade comportamental diferiu significativamente no tempo de reação e acurácia entre o protocolo centrado S1 e S2, mas sem diferença significativa com relação às fases do ciclo menstrual. Foi encontrada uma correlação positiva moderada entre o tempo de reação e os níveis de progesterona no protocolo centrado em S1. Mudanças na atividade cerebral, com a geração da beta-ERS durante a iniciação do movimento na região frontal medial indicou um provável aumento no controle da inibição motora associado a níveis diminuídos de HSFs encontrados na fase menstrual. Ademais, as oscilações beta e alpha na região central esquerda, foram significativamente mais acentuadas nas fases folicular e luteal sugerindo uma modulação decorrente da elevação dos hormônios sexuais, estradiol e progesterona, no processamento e execução de tarefas motoras. Em resumo, este estudo pioneiro evidencia variações na cognição motora ao longo do ciclo menstrual em tarefas Go/No-Go, que poderão ter implicações na otimização do desempenho motor de mulheres durante o período reprodutivo, fornecendo uma base importante para futuras pesquisas e intervenções clínicas.
Evidências eletroencefalográficas e comportamentais da influência do ciclo menstrual sobre a prática da imagética motora
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-03-18) Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de; Laplagne, Diego Andres; https://orcid.org/0000-0001-5860-1667; http://lattes.cnpq.br/0293416967746987; http://lattes.cnpq.br/8488760386226790; http://lattes.cnpq.br/0633109092149313; Pereira Júnior, Antonio; Morya, Edgard; Caixeta, Fábio Viegas; Campos, Tania Fernandes; http://lattes.cnpq.br/7200517552154428
Introdução: Evidências sugerem o efeito dos hormônios sexuais femininos (ESF) sobre circuitos neurais envolvidos no controle motor, desempenho em testes de destreza manual e de coordenação motora e doenças neurológicas com comprometimento motor. Faltam estudos que investiguem seus efeitos sobre o processamento cognitivo motor. O ritmo sensório-motor também conhecido como ritmo mu (com seus componentes alfa: 12-13Hz; e, beta: 15-30Hz) observado na eletroencefalografia (EEG) é considerado uma janela de oportunidade para investigar a modulação de áreas corticais envolvidas no planejamento motor. O ritmo mu pode ser induzido sobre o córtex sensório-motor por atividades como imagética motora cinestésica (IM) e observação da ação (OA), entre outras. Uma outra ferramenta utilizada para investigar o processamento cognitivo motor é o teste de julgamento da lateralidade manual (Hand Laterality Judgement Task - HLJT). Este é capaz de modular os componentes P100 e negatividade relacionada ao evento (NNR) do Potencial Evocado Relacionado ao Evento (ERP) na EEG e possui medidas comportamentais que permitem fazer inferências sobre processos cognitivos relacionados à manipulação espacial de partes do corpo (nesse caso específico, das mãos). Esse processo é conhecido como imagética motora implícita. Objetivo: Neste estudo, nós investigamos se a atividade cortical e medidas comportamentais relacionadas às tarefas citadas são moduladas em função das fases menstrual (baixos níveis hormonais), folicular (altos níveis de estrógeno) e lútea (altos níveis de progesterona) do ciclo menstrual de 31 mulheres destras. Métodos: Essas investigações deram origem a dois artigos. No artigo 1, foi investigado a amplitude de P100 e de RNN da região parieto-occipital, assim como o desempenho no teste aferido pela acurácia e tempo de resposta, durante a prática do HLJT nas três fases do ciclo. Foi realizada a análise de equações de estimativas generalizadas (generalized estimating equation - GEE) para comparar as fases do ciclo em relação a amplitude de P100 e de RNN, a acurácia e o tempo de reação no teste, considerando as possíveis interações entre as fases do ciclo menstrual e as características do estímulo. No segundo artigo, a atividade espectral do ritmo mu na região sensoriomotora (C3 e C4) e das bandas alfa e beta nas demais regiões corticais foram registradas nas três fases do ciclo durante a prática da MI e AO do membro superior direito. Foram realizadas comparações entre as fases do ciclo menstrual para as variáveis citadas utilizando um teste de Friedman. Foram considerados significativo os resultados com p < 0,05. Resultados e conclusões: A análise comportamental (acurácia e tempo de reação) do artigo 1 indicou melhor desempenho no HLJT durante as fases folicular e lútea quando comparadas à fase menstrual. Esse resultado contraria estudos que demonstram redução na habilidade de manipulação espacial de objetos associado aos ESF e sugere que o efeito dos mesmos sobre componentes cognitivos motores, possivelmente ausentes nos testes de manipulação espacial, é capaz de favorecer o desempenho no TRLM. No artigo 2, foi possível observar a dessincronização relacionada ao evento (event-related desynchronization - ERD) de beta-mu sobre a região sensoriomotora esquerda (área de representação da mão direita) e ERD de beta sobre as regiões frontal bilateral durante a prática do IM foi significativamente maior na fase folicular quando comparada com as fases menstrual e lútea, sugerindo o efeito dos estrógenos sobre áreas de controle do processamento cognitivo motor. Nenhuma diferença entre as fases do ciclo menstrual foi observada sobre o ritmo alfa-mu durante a prática de OA, nem sobre a componente alfa durante a IM. No entanto, foi observado correlação positiva entre a amplitude de alfa e beta em várias regiões cerebrais durante a prática da OA e os níveis de estradiol na fase folicular. Esses achados devem ser considerados ao utilizar as práticas de IM e OA durante o treino de atletas e reabilitação neurofuncional de mulheres. Assim como devem servir como base para estudos futuros que investiguem o efeito dos ESF sobre processamento e aprendizagem motora.
Implicit motor imagery performance and cortical activity throughout the menstrual cycle
(Springer Science and Business Media LLC, 2022-12) Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; Lima, Luana Adalice Borges de Araujo; Mendes, Thatiane Maria Almeida Silveira; Brandão, Daniel Soares; Laplagne, Diego Andrés; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de
Studies show that female motor and visuospatial skills are modulated by the menstrual cycle. Implicit motor imagery, meaning the involuntary imagination of movements during a task, involves kinesthetic, visual, and spatial aspects of the corresponding action and can be investigated by using the hand laterality judgment task (HLJT). In this study we aimed to investigate whether implicit motor imagery performance and cortical activity are altered throughout the menstrual cycle, as demonstrated by motor skills in females. Thus, 31 healthy women underwent HLJT during the menstrual, follicular and luteal phases of their menstrual cycles. Right-handed participants had to recognize the laterality (right or left) of hands presented in different views (palm or back) and orientations on a computer screen. Test performance and EEG event-related potentials were analyzed. Participants performed better in the test in the follicular and luteal phases when compared to the menstrual phase, and the accuracy of the test was positively correlated with estradiol levels in the follicular phase. The difference between medial and lateral hand orientations for rotation-related negativity was significant in the medial and left parieto-occipital regions only in the follicular phase. These findings suggest positive modulating action of estradiol in performing implicit motor imagery
Influência da postura da mão na identificação da lateralidade: uma análise eletrofisiológica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-04-28) Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; Pereira Júnior, Antonio; ; http://lattes.cnpq.br/1402289786010170; ; http://lattes.cnpq.br/0633109092149313; Limeira, Allan Pablo do Nascimento; ; Araújo, Dráulio Barros de; ; http://lattes.cnpq.br/7818012155694188
Estudos recentes têm demonstrado que o reconhecimento da lateralidade de mãos em uma perspectiva de segunda pessoa engaja processos de imagética motora. No entanto, pouco se sabe sobre a atividade e contribuição das regiões sensório-motoras corticais nesse processo. O objetivo do presente estudo é mostrar como a rotação mental de estímulos visuais de partes do corpo influenciam o processamento neural dessas regiões através da modulação da atividade oscilatória de grupos neuronais nas faixas alfa e beta. Para tanto, realizamos a análise da perturbação espectral relacionada ao evento (ERSP) do registro eletroencefalográfico (EEG) de 20 sujeitos engajados no reconhecimento da lateralidade de mãos apresentadas em uma tela de computador. Os resultados mostram que a supressão da amplitude das frequências alfa e beta foi maior nas regiões sensório-motoras e que características do estímulo (como orientação da mão, visão, postura de dedos e lateralidade) são capazes de modular esses componentes oscilatórios em diferentes regiões, sugerindo etapas distintas para o processamento da tarefa cognitiva.
The role of frontal and parietal cortex in the performance of gifted and average adolescents in a mental rotation task
(2020-05-13) Anomal, Renata Figueiredo; Brandão, Daniel Soares; Porto, Silvia Beltrame; Oliveira, Sóstenes Silva de; Souza, Rafaela Faustino Lacerda de; Fiel, José de Santana; Gomes, Bruno Duarte; Pires, Izabel Augusta Hazin; Pereira Jr, Antonio
Visual-spatial abilities are usually neglected in academic settings, even though several studies have shown that their predictive power in science, technology, engineering, and mathematics domains exceeds that of math and verbal ability. This neglect means that many spatially talented youths are not identified and nurtured, at a great cost to society. In the present work, we aim to identify behavioral and electrophysiological markers associated with visual spatial-ability in intellectually gifted adolescents (N = 15) compared to age-matched controls (N = 15). The participants performed a classic three-dimensional mental rotation task developed by Shepard and Metzler (1971) [33] while event-related potentials were measured in both frontal and parietal regions of interest. While response time was similar in the two groups, gifted subjects performed the test with greater accuracy. There was no indication of interhemispheric asymmetry of ERPs over parietal regions in both groups, although interhemispheric differences were observed in the frontal lobes. Moreover, intelligence quotient and working memory measures predicted variance in ERP’s amplitude in the right parietal and frontal hemispheres. We conclude that while gifted adolescents do not display a different pattern of electroencephalographic activity over the parietal cortex while performing the mental rotation task, their performance is correlated with the amplitude of ERPs in the frontal cortex during the execution of this task.

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