A Unidade Curricular: Psicologia Cognitiva I

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Neuroimagem

Unidade curricular: Psicologia Cognitiva I

Licenciatura em Psicologia - 1º ano

Ano letivo 2018/2019

Ana Rita Torres Mendes 68126

Maria Inês Oliveira Teixeira 68248

Joana Inês da Costa Mesquita 68283

Micaela Inês Barbosa Rodrigues 69186

Docentes: Professor Doutor Ricardo Barroso

Professora Doutora Helena Menezes

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Técnicas baseadas no metabolismo e no fluxo sanguíneo

O cérebro requer um fornecimento aproximadamente constante de oxigénio e glicose de maneira a funcionar corretamente, sendo estes transportados para o cérebro no fluxo sanguíneo, através de uma variedade de vasos arteriais.

Apesar de contabilizar apenas cerca de 2% da massa corporal, o cérebro consome por volta de 20% da glicose e do oxigénio do corpo, e recebe cerca de 20% do seu fluxo sanguíneo. Embora a relação ainda não seja completamente entendida, a atividade dos neurónios está intimamente ligada ao consumo de glicose, ao consumo de oxigénio e à circulação sanguínea. Enquanto um grupo local de neurónios se torna ativo, a circulação sanguínea nessa região aumenta, tal como a quantidade de oxigénio no sangue (oxigenação sanguínea).

A tomografia por emissão de positrões (PET) mede o padrão de circulação sanguínea nas mudanças do cérebro (ou seja, como aumenta em certas áreas e diminui nas outras) como uma função do estado cognitivo. Por sua vez, a imagem por ressonância magnética funcional (fMRI) é usada de maneira muito similar, para ordenar mudanças regionais na oxigenação sanguínea.

Design experimental

As experiências de neuroimagem são projetadas para avaliar mudanças relativas na atividade do cérebro (indexadas pela circulação sanguínea cerebral regional (rCBF) no caso da PET, ou mudanças regionais na oxigenação sanguínea na fMRI), frequentemente após mudanças nas características do estímulo ou nas exigências da tarefa. Os designs subtrativos e os designs correlacionais (ou paramétricos) são as duas abordagens regularmente mais usadas.

Designs subtrativos

Em 1868, o psicólogo Franciscus C. Donders propôs um método geral para medir processos de pensamento baseados no pressuposto de que as tarefas podem ser decompostas em processos componentes. Para isso, usou uma comparação entre o tempo de reação necessário para identificar um estímulo apresentado por si só (tempo de reação simples) com o tempo de reação necessário para identificar um estímulo antes de responder.

Este psicólogo acreditava que a subtração do tempo de reação simples pelo tempo de reação de identificação produziria o tempo necessário para identificar o próprio estímulo. A Figura 4.4 mostra um exemplo similar no qual o tempo que leva para pressionar uma tecla em resposta (R) a uma luz surgir (o estímulo S) (Tarefa 1) pode ser subtraído pelo tempo necessário para pressionar a tecla apenas quando uma luz de cor particular é iluminada (Tarefa 2). No pressuposto de que o componente de identificação na Tarefa 2 pode ser “encaixado” entre dois componentes na Tarefa 1, com os outros componentes a permanecer os mesmos, a subtração revela quanto tempo o processo de identificação demora.        [pic 3]

Figura 4.4. Subtração cognitiva. Tarefa 1 envolve responder à deteção de uma luz; Tarefa 2 envolve responder à deteção de uma luz de cor particular.

Em geral, as condições que estão a ser comparadas vão diferir numa das duas maneiras: o estímulo apresentado durante as duas condições pode ser idêntico, mas pode ser pedido aos participantes que realizem tarefas diferentes; ou podem ser apresentados aos participantes diferentes tipos de estímulos em cada condição, mas a tarefa que eles têm de realizar pode ser idêntica.

Uma elaboração da ideia de subtração cognitiva é o design subtrativo hierárquico. Nos estudos deste tipo, as condições são sucessivamente “desenvolvidas” a partir de componentes cognitivos ou percentuais, os quais são assumidos como sendo aditivos. Por exemplo, num estudo de perceção de diálogo (Figura 4.5), repousar pode ser comparado a ouvir explosões de ruídos, que ativariam o sistema auditivo, mas não o sistema de linguagem. Ouvir palavras e ouvir explosões de ruídos poderiam ativar o sistema auditivo, mas as palavras ativariam também partes do cérebro envolvidas em perceber e entender linguagem. Repetir palavras ativaria todas estas regiões, e, ainda, regiões envolvidas em respostas de diálogo. Produzir sinónimos para uma palavra que foi escutada ativaria regiões envolvidas na pesquisa semântica e recuperação de palavras, além das áreas envolvidas em ouvir e repetir palavras.[pic 4]

Figura 4.5. Exemplo de uma experiência PET (um estudo sobre produção de verbos), utilizando o design subtrativo hierárquico. Durante cada examinação de 60 segundos, os voluntários realizavam uma das cinco tarefas possíveis (condições). Cada condição é realizada duas vezes numa ordem pseudoaleatória, para que cada uma ocorra uma vez na 1ª metade da experiência e uma vez na última metade. Os voluntários começaram a realizar a tarefa antes de cada injeção de água marcada radioativamente; depois os sensores PET reuniram dados por 60 segundos; de seguida os voluntários pararam de realizar a tarefa. Um computador reconstrói os dados numa imagem de todo o cérebro de modo a mostrar onde se acumulou água marcada radioativamente durante a realização da tarefa. Os experimentos são separados por um período de 7 a 10 minutos no qual cada voluntário se deita calmamente no explorador; assim, permite-se ao nível de radiação que desça para uma linha de base.

Outra elaboração da abordagem subtrativa é o design fatorial, tal como o que foi usado na pesquisa comportamental. Se tomarmos as duas condições de repetição e as duas condições de produção de sinónimos, podemos descrever dois níveis de dois fatores: Tarefa (Repetição ou Produção) e Língua (Inglês ou Francês). Como numa experiência comportamental convencional com um design fatorial 2x2, os dados podem ser analisados para abordar questões sobre efeitos principais e interações. Quem realiza a experiência pode observar duas ou mais variáveis independentes simultaneamente, e avaliar se existem ou não interdependências entre as mesmas.