Podemos usar a aprendizagem motora reforçada para melhorar sintomas específicos da ataxia cerebelosa?

Questões da investigação: (1) Podemos usar a aprendizagem motora reforçada para melhorar sintomas específicos da ataxia cerebelosa? (2) Podemos melhorar a eficiência da aprendizagem reforçada na sequência de avaria cerebelosa com estimulação cerebral não invasiva? 

Abordagem Interdisciplinar: Este projeto integra o conhecimento dos campos da neurociência computacional, aprendizagem das máquina e neurofisiologia da estimulação cerebral não invasiva para abordar um problema de longa data na terapia de reabilitação com uma nova perspetiva. 

Implicações potenciais da investigação: Se a aprendizagem reforçada e a estimulação cerebral não invasiva podem melhorar os movimentos atáxicos de alcance, isso aumenta o potencial para desenvolver novas técnicas de reabilitação para amenizar a função motora e qualidade de vida em pacientes com danos cerebelosos. 

Descrição do projeto: O cerebelo é uma região do cérebro que coordena e regula a atividade muscular e movimento. Os danos no cerebelo provocam uma desordem do movimento incapacitante chamada ataxia, que é caracterizada por movimentos muito deficientemente coordenados. Como não há medicamentos amplamente eficazes no tratamento da ataxia, então a terapia de reabilitação é um dos pilares na gestão dos sintomas. No entanto, o dano cerebeloso prejudica um tipo de aprendizagem motora que se baseia em informações sobre os erros de deslocação (por exemplo, erros na direção do movimento e/ou extensão), sobre os quais muitas terapias de reabilitação são baseadas. Como resultado, muitos pacientes atáxicos não mostram melhorias significativas com as técnicas de reabilitação atuais. A aprendizagem reforçada é um mecanismo de aprendizagem diferente que utiliza informações binárias sobre os resultados do movimento (por exemplo, acertar ou falhar) em vez de erros de deslocação precisos. A aprendizagem reforçada é pensada para depender de outras estruturas do cérebro para além do cerebelo, em vez de usar a conectividade entre o córtex motor primário (M1) e os gânglios basais para processar informações sobre quais os movimentos produzem resultados gratificantes e quais os que não. Temos demonstrado recentemente que a aprendizagem reforçada está intacta na ataxia cerebelar, ao passo que a aprendizagem baseada no erro não está. No nosso estudo, as pessoas com ataxia poderiam tirar proveito de sinalização de reforço, explorando diferentes movimentos e reter alterações reforçadas para aprender uma nova direção de alcance. Esta primeira passagem demonstrou que os danos no cerebelo não perturbam o mecanismo de reforço em si. No entanto, a aprendizagem reforçada funcionava de forma menos eficiente em pacientes devido à variabilidade crescente de movimentos atáxicos que o cérebro não pode estimar e isso parcialmente interferiu com o reforço da ação correta. 

O primeiro objetivo deste projeto é o de dar o próximo passo e determinar se os mecanismos de reforço da aprendizagem intactos podem ser usados para melhorar um sintoma de ataxia que prejudica os movimentos de alcance dos pacientes na vida diária. Especificamente, a ataxia provoca movimentos de alcance atingindo com caminhos de movimento altamente irregulares que apresentam uma alta magnitude de empurrão (derivada da aceleração). Aprender a minimizar o empurrão é pensado para ser integral para fazer movimentos suaves e precisos, que é o objetivo do treino de reabilitação. Supomos que reforçam os movimentos de alcance que minimizam o empurrão e que podem ajudar pacientes cerebelosos a melhorar a suavidade dos seus alcances. 

O segundo objetivo deste projeto é determinar se podemos melhorar a eficiência do reforço na aprendizagem na ataxia cerebelosa usando estimulação cerebral não invasiva. A estimulação transcranial de corrente contínua (tDCS) aplica correntes elétricas fracas no crânio para alterar a atividade dos neurónios na região do cérebro subjacente. Os danos cerebelosos diminuem a atividade neural em M1. Além disso, a atividade crescente em M1 com tDCS anódica reduziu a variabilidade motora no controlo de movimentos do braço em pacientes atáxicos. Colocamos a hipótese de que o aumento da atividade em M1 com tDCS anódica pode melhorar o reforço da aprendizagem de pacientes cerebelosos, diminuindo um pouco da variabilidade motora causada pela ataxia. 

(artigo traduzido) 

Fonte: http://scienceoflearning.jhu.edu/research/can-we-use-reinforcement-motor-learning-to-improve-specific-symptoms-of-cerebellar-ataxia/