Sistema de Apoio a Avaliação Lateralizada da Atenção Um Protótipo

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1 Sistema de Apoio a Avaliação Lateralizada da Atenção Um Protótipo Igor Jirus Ramos Ribeiro 1, Dr. Ivan Torres Pisa 2, Dr. Carlos José Reis de Campos 2 1 Programa de Pós-graduação em Informática em Saúde 2 Departamento de Informática em Saúde (DIS) Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Resumo. A Atenção é uma função cognitiva básica que nos permite selecionar estímulos relevantes dentre vários e não é processada por um único hemisfério cerebral. Aplicamos, portanto, a Atenção em diferentes vias sensoriais (visão, audição, tato, olfato e paladar) e estímulos (verbais e não verbais). O Transtorno do Déficit de Atenção (TDA), conceituado como um distúrbio que dificulta a seleção de estímulos, atinge cerca de 3% a 5% das crianças ao redor do mundo e é um dos principais responsáveis pelos problemas de a- prendizagem. O projeto se propõe a desenvolver um sistema computadorizado (software) para avaliação lateralizada da atenção, ou seja, testes computadorizados que levem a um processamento predominante do hemisfério esquerdo ou direito do cérebro. Testes neuropsicológicos mais utilizados atualmente para avaliação da atenção (computadorizados ou não) foram considerados e adaptados visando um processamento predominante de um ou outro hemisfério cerebral. Para o protótipo, o Teste Stroop e o Teste de Cancelamento foram escolhidos. O protótipo e o software final seguem o conceito de software-livre e gratuito, codificados em linguagem Java e arquitetura J2SE. Com o protótipo desenvolvido foi possível adaptar os testes neuropsicológicos visando uma análise da assimetria funcional hemisférica, além de possibilitar parametrização de cada teste, com relação ao tempo de execução, forma de contabilização e demonstração de resultados. Futuros estudos comparativos e sistemáticos serão necessários para comprovar o valor clínico desses testes computadorizados. Palavras-chave. Atenção, Neuropsicologia, Cognição, Transtorno de Falta de Atenção com Hiperatividade, TDAH, Software. Abstract. The Attention is a fundamental cognitive function that allows us to select among various relevant stimuli and is not processed by only one brain hemisphere. Therefore, we apply Attention in different sensory modalities (vision, audition, touch, smell and taste) and stimulus (verbal and non-verbal). The Attention Deficit Disorder (ADD), a disorder that difficult stimulus selection, targets about 3 to 5% of children worldwide and is one of the responsible of learning disabilities. The project aims to develop a computerized system (software) to assess lateralized attention, or computerized tests that lead to a predominant processing of left or right brain hemispheres. More often used neuropsychological tests (computerized or not) were considered and adapted seeking a predominant processing of one or other brain hemisphere. For the prototype, Stroop and Cancellation Tests were chosen. The prototype and final software follow the concept of free and opensource software, coded using Java language and J2SE architecture. With the prototype was possible to adapt the chosen neuropsychological tests to analyze the hemispheric functional asymmetry, as well as enable parameterization of each test, with respect of execution time, accounting and demonstration of results. Future comparative and systematic comparative studies are needed to prove the clinical value of the computerized tests. Keywords: Attention, Neuropsychology, Cognition, Attention Deficit Disorders with Hyperactivity, ADDH, Software. Introdução Luria [7] conceitua a atenção como a capacidade de seleção de determinados estímulos dentre vários, sendo esta escolha baseada nos objetivos e necessidades de um indivíduo em um dado momento. Esta seleção, portanto, inibe reações (movimentos, por exemplo) e traços de memória para os estímulos indesejáveis. No entanto, alguns indivíduos apresentam déficit nesta capacidade de seleção, que é conhecido como Transtorno de Déficit de Atenção (TDA) e pode vir ou não acompanhado de hiperatividade (TDA/H). Segundo a Associação Brasileira de Déficit de Atenção, este é o transtorno mais comum de crianças e adolescentes encaminhados para serviços especializados em neuropsicologia. Cerca de 3 a 5% das crianças ao redor do mundo possuem este transtorno, que acompanha o indivíduo na fase adulta [1]. 1

2 Atenção e Assimetria Hemisférica O cérebro humano é constituído de duas partes, nomeadas hemisfério esquerdo e direito. Anatomicamente, são cópias quase idênticas, sendo consideradas simétricas. No entanto, funcionalmente cada hemisfério possui sua especialidade [6], como a seguir: Hemisfério Esquerdo: processamento verbal, lógico; Hemisfério Direito: processamento simbólico, espacial, emocional, criativo. O processamento é contra-lateral ao estímulo recebido por exemplo: palavras recebidas pelo ouvido (estímulo auditivo verbal) esquerdo são enviadas ao hemisfério direito que, através do corpo caloso, são transferidas para o hemisfério esquerdo para processamento. Sperry (apud Hugdahl) [4], Nobel de Medicina em 1981, comprovou esta teoria em seu experimento. Através da desconexão dos dois hemisférios, através do corte das fibras nervosas do corpo caloso, avaliaram-se as respostas a determinados estímulos. Sentado à frente de uma tela de vidro e com os olhos fixados em um ponto central, foram apresentadas palavras no lado esquerdo e direito da tela. Desta forma, palavras projetadas no lado esquerdo eram recepcionadas pelo hemisfério direito e vice-versa. Quando questionados a falar as palavras projetadas, os pacientes afirmaram que nada viram (com relação às palavras projetadas à esquerda). Neste caso, o hemisfério direito (que recebeu o estímulo visual) foi incapaz de informar o hemisfério esquerdo (responsável pelo processamento verbal, como visto anteriormente) sobre o estímulo que, portanto, nada enxergou. Já as palavras projetadas à direita puderam ser verbalmente confirmadas. O mesmo resultado foi obtido quando os pacientes foram questionados a utilizar as mãos para segurar os objetos representados pelas palavras projetadas. Há sempre uma dominância hemisférica, que pode ser determinada (contra-lateralmente) por diversos testes simples: mão preferida para escrita, perna preferencialmente utilizada para apoio, etc. A atenção não está concentrada em uma área ou lateralidade hemisférica. Portanto, pode-se combinar a avaliação da atenção contemplando-se a assimetria hemisférica, através da emissão de estímulos específicos para cada hemisfério. Desta forma, é possível avaliar a atenção hemisfericamente lateralizada, tornando mais preciso o diagnóstico. Avaliação da Atenção A avaliação da capacidade atentiva de um indivíduo pode ser realizada de várias formas, pois não há um conjunto obrigatório de passos, apenas recomendações. No entanto, a avaliação neuropsicológica é uma importante etapa deste processo. Segundo Costa e col. [2], a avaliação neuropsicológica é recomendada em qualquer caso onde exista suspeita de uma dificuldade cognitiva ou comportamental de origem neurológica. A avaliação neuropsicológica nos permite avaliar uma determinada capacidade do indivíduo atrás da estimulação cognitiva, evocando mais fortemente regiões específicas do cérebro. Através da análise quantitativa (número de erros, acertos e omissões), podemos comparar o indivíduo a um grupo controle para, então, indicar se há algum déficit cognitivo, como o Déficit de Atenção. Ela é composta por diversos testes, cada qual avaliando um ou mais aspectos cognitivos. Cada profissional, psicólogo ou médico, define quais testes serão utilizados para avaliar um indivíduo, pois cada teste possui particularidades de aplicação e obtenção de resultado. Testes Neuropsicológicos Computadorizados Conhecemos os benefícios que o computador trouxe às nossas vidas, tais como velocidade de processamento, eliminação de controles manuais e melhoria nos recursos gráficos. Estes recursos podem ser benéficos em diversas funções e uma delas é na aplicação de testes psicológicos através do computador. Testes computadorizados trazem agilidade e facilidade na aplicação e obtenção dos resultados. Segundo Kairalla [5], Os neuropsicólogos procuram testes de mais fácil aplicação e mais curtos, visando benefícios às partes interessadas. O computador, portanto, pode auxiliar na satisfação deste desejo. Os testes neuropsicológicos tradicionalmente utilizados para avaliação da atenção foram inicialmente desenvolvidos em papel e alguns já foram convertidos para versão computadorizada, mas sem contemplar de maneira explícita a assimetria hemisférica. O Projeto Este projeto tem como objetivo principal possibilitar, através de um sistema computadorizado, a avaliação da atenção considerando a assimetria hemisférica e, com isso, tornar mais preciso o diagnóstico do Transtorno do Déficit de Atenção (TDA). 2

3 Aplicação dos testes Métodos Mapeamento dos testes existentes O desenvolvimento do protótipo foi baseado em dois testes recomendados para avaliação da a- tenção: Teste Stroop e Teste de Cancelamento [3]. O Teste Stroop consiste na apresentação de diversas palavras coloridas, sendo que o texto é o nome de uma cor (que pode ser a mesma ou não do visual da palavra). Neste teste conceitual o individuo deveria indicar quais palavras estavam pintadas com a cor exibida como texto. O Teste de Cancelamento consiste na apresentação de um padrão (palavra ou figura) e, ao redor ou abaixo deste padrão, diversas outras palavras ou figuras. O indivíduo deve indicar quais palavras ou figuras são iguais à exibida como padrão. Como os testes já contemplam assimetria hemisférica de alguma forma (uma vez que há elementos que são processados predominantemente por um dos hemisférios), eles foram mapeados quanto à lateralidade hemisférica predominante. Os testes disponibilizados no protótipo foram adaptados para contemplarem o hemisfério contrário ao original, ou seja, um teste que a princípio é verbal (com uso de letras, trigramas ou palavras, por exemplo) e, portanto, processado predominantemente pelo hemisférico esquerdo, foi adaptado (com uso de figuras geométricas, por exemplo) para contemplar o hemisfério direito, através de uma tela de parametrização. Todas estas adaptações foram orientadas por um médico neurologista experiente na área (CJRC). Criação do protótipo O ciclo de vida escolhido para o desenvolvimento foi o modelo espiral, baseado na prototipação. A prototipação é um mecanismo que ajuda a identificar os requisitos de um software [8]. O protótipo foi criado utilizando a linguagem de programação Java, arquitetura J2SE (API Java Swing). Outras tecnologias foram aproveitadas, como a Java Web Start, para facilitar a distribuição e execução do software, que segue o conceito de Free and Open Source Software (FOSS), ou seja, software livre e de código-fonte aberto (Licença GPL). O idioma utilizado na codificação, documentação e interface é o inglês americano. Os arquivos contendo configurações e dados de execução dos testes são gravados em formato XML. O protótipo foi disponibilizado no repositório SourceForge, com licença GPL, e pode ser encontrado no seguinte endereço: Ao iniciar o sistema, o usuário: É alertado quanto ao uso restrito a profissionais especializados (psicólogos ou médicos); Deve identificar o indivíduo que será avaliado ou criar um novo registro; Em seguida, é apresentada a lista de testes disponíveis (Figura 1), opção para parametrização de cada teste e indicação se indivíduo já realizou o teste (podendo verificar os resultados). A parametrização é específica para cada teste, conforme suas características permitirem, e podem ser gravadas para futuro reaproveitamento. Figura 1 - Tela contendo testes disponíveis para execução Após a finalização da execução de cada teste, é apresentada uma tela de resultados que varia conforme o teste deve ser contabilizado: por número de erros, acertos e omissões (Figura 2); por movimentação do mouse (através da captura do rastro - Figura 3); por tempo de execução (Figura 4); etc. Figura 2 - Gráfico pizza de erros, acertos e omissões 3

4 teste serão estudados para entendimento das regras de aplicação e obtenção do resultado. A versão final manterá a arquitetura utilizada no protótipo, pois ela se mostrou adequada às necessidades e objetivos do projeto. O teste da versão final se dará através da comparação com testes tradicionais (em papel) em uma clínica especializada: Figura 3 - Tempos de resposta aos estímulos Avaliação técnica pelos neuropsicólogos, que averiguarão todos os testes computadorizados comparando-os com as versões tradicionais. Sugestões serão avaliadas e poderão ser implementadas para alcançar o maior nível de satisfação. Os testes computadorizados serão aplicados nos indivíduos que forem submetidos às versões tradicionais. Estudos complementares futuros deverão ser feitos para verificar se as aplicações dos testes e obtenção dos resultados se tornam mais ágeis, pois não haverá necessidade de impressões de fichas de aplicação e consulta a tabelas para sumarização dos resultados. Referências [1] ABDA - Associação Brasileira de Déficit de Atenção. Figura 4 - Rastro do mouse em uma região prédeterminada da tela Discussão O protótipo permitiu verificar adaptação dos testes neuropsicológicos para contemplarem a assimetria hemisférica, o que mostrou resultado satisfatório. A possibilidade de parametrização dos testes possibilitou reaproveitar um mesmo teste para exibir estímulos utilizando letras ou símbolos. A janela de resultados apresenta diversas informações (erros, acertos, omissões, tempo de resposta, rastro do mouse, etc.) que, avaliadas em conjunto, podem auxiliar em uma avaliação mais abrangente do que o modelo tradicional (em papel) por conter mais dados do que os tradicionalmente obtidos. O rastro do mouse, por exemplo, permite identificar se o indivíduo navegou excessivamente pela tela e quantos cliques foram efetuados. Os cliques são representados por círculos vermelhos e são numerados crescentemente. A partir do protótipo desenvolvido, será desenvolvida a versão final, que contemplará outros testes neuropsicológicos que são amplamente utilizados em clínicas especializadas. Os manuais de cada [2] Costa DI, Azambuja LS, Portuguez MW, Costa JC. Avaliação neuropsicológica da criança. J. Pediatr., (2): Disponível em: pid=s &lng=pt&nrm=iso. doi: /S [3] Fischer BC. Attention Deficit Disorder Misdiagnosis CRC Press. [4] Hugdahl K. Symmetry and Asymmetry in the Human Brain European Review, vol. 13. Academia Europaea. [5] Kairalla ICJ. Esquizofrenia: estudo neuropsicológico da atenção, como contribuição para o diagnóstico diferencial com psicose epilética esquizomorfa inter-ictal f. Tese (doutorado) Universidade Federal de São Paulo, Escola Paulista de Medicina, São Paulo. [6] Kanda PAM. Estudo da Atenção na Epilepsia Parcial Criptogênica Dissertação (mestrado) Universidade Federal de São Paulo, Escola Paulista de Medicina, São Paulo. [7] Luria AR. Fundamentos de Neuropsicologia Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. 4

5 [8] Pressman RS. Software Engineering: A Practitioner's Approach. McGraw-Hill Professional p. 52. Contato Igor Jirus Ramos Ribeiro (igor-pg@dis.epm.br) é aluno de mestrado do Programa de Pós-gradução em Informática em Saúde do Departamento de Informática em Saúde (DIS) da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Correspondências diretas ou para seus orientadores, Dr. Carlos José Reis de Campos (carlos.campos@unifesp.br) ou Dr. Ivan Torres Pisa (ivan.pisa@unifesp.br) podem ser enviadas para Rua Botucatu, 862 Vila Clementino São Paulo SP O telefone para contato é (11)