CINM 2022.1 | MODULO 1 | Aula 1.3 | Métodos de Pesquisa em Neurociência da Cognição Musical-Parte 1

e [Música] não roda essa semana Vamos explorar alguns métodos de pesquisa em neurociência cognitiva da música sugerimos que inicialmente você leia o texto indicado para esta semana e na sequência assistir este vídeo na leitura você vai perceber que a pesquisa na área da cognição musical pode ser feito em diferentes níveis e que os métodos utilizados dependem dos aspectos investigados na pesquisa Enquanto alguns pesquisadores por exemplo podem estar interessados em entender como sistema nervoso se modifica com treinamento musical outros podem ter como objetivo entender o efeito da escuta musical no desempenho cognitivo por isso o método

de pesquisa a ser adotado deve se adequar em conta que a pesquisa pretende responder quando o objetivo a identificar mecanismos neurais envolvidos na escutam na produção musical geralmente entregamos ferramentas da neurociência cognitiva nos dois vídeos que compõem a vídeo aula dessa semana vamos falar sobre algumas das contribuições dessas ferramentas ao estudo dos correlatos mentais e neurais do processamento musical e para que você possa aproveitar melhor o conteúdo desta semana sugerimos que você explore o material sobre neuroanatomia que disponibilizamos no item saiba mais eu não conheço três avalie se o conteúdo da semana foi absorvido e

como esta é a última aula do primeiro módulo desse curso de extensão você deve pegar realizar o super quis referente ao conteúdo apresentado nas três primeiras semanas o curso lembre-se que o super crises ao final de cada módulo são obrigatórios e que um desempenho acima de cinquenta por cento em cada um desses super quis é necessário para obtenção do certificado neste curso ok as bençãos lá Então como disse há pouco Neste vídeo vamos falar sobre algumas contribuições de diferentes ferramentas da neurociência cognitiva ao estudo dos correlatos mentais e neurais do processamento musical a ideia que

é exemplificado como técnicas usadas na investigação de diferentes aspectos da cognição humana tem sido utilizadas na pesquisa em cognição musical dentre essas técnicas vamos destacar a eletroencefalografia a magnetoencefalografia ia o imageamento funcional por ressonância magnética a tomografia por emissão de pósitrons a estimulação transcraniana por corrente continuar a estimulação magnética transcraniana EA espectroscopia funcional no infravermelho próximo E aí eletroencefalografia ou e é um método de monitoramento eletrofisiológico no qual o campo elétrico gerado pela atividade neural é registrado ao longo do tempo com eletrodos fixados no couro cabeludo e como ir de captura situações elétricas de grandes

grupos de neurônios à medida que ocorrem é uma ferramenta altamente sensível ao Tempo no entanto com e g podemos obter leituras apenas na superfície da cabeça o que leva a menos sensibilidade espacial ou seja menos informações sobre funções ou estruturas no interior do cérebro e os primeiros registros de em seres humanos foram realizados em 1924 por Hans Berger cerca de um quarto de século depois o exu e passou a ser usado para investigar epilepsia musicogênica um tipo de epilepsia que é desencadeada por certos tipos de música ou mesmo certas frequências ou timbres específicos e por

volta da metade dos anos 70 pesquisadores que começam a usar no estudo do processamento musical os chamados potenciais relacionados a eventos que é uma técnica derivada do e g nessa época os pesquisadores encontraram ondas N sem ondas negativas com picos entre 80 e 120 m de segundos após o início de um estímulo que refletiam a percepção pré atencional de mudanças em alturas musicais e de lá para cá hoje tem sido empregado em uma grande quantidade de estudos no campo da neurociência cognitiva da música para avaliar padrões de ativação cortical tanto ouvir música como ao tocar

um instrumento musical e esses estudos têm investigado desde respostas a propriedades mais básicas de um estímulo musical como altura intensidade timbre até dimensões mais complexas como melodia intervalos métrica e sim táxi musical explicadores na Alemanha investigaram os correlatos eletrofisiológicos dos mecanismos de controle executivo de pianistas enquanto tocavam peças de difícil execução como e já é uma técnica que apresenta boa resolução temporal os pesquisadores puderam observar o que cerca de 70 mil segundos antes dos pianistas cometerem algum erro um componente negativo era iniciado nos potenciais relacionados ao exemplo e mais recentemente por meio de uma técnica

que permite o registro de dados eletrofisiológicos de forma simultânea o Egito tem sido usado para investigar a performance musical em conjunto é isso tá como músicos interagem no momento de execução de uma obra pode ajudar a elucidar os mecanismos envolvidos na interação social tocar em conjunto é uma tarefa que requer comunicação entre os músicos e essa comunicação ocorre de forma não verbal por meio de expressões faciais e movimentos corporais que devem ser interpretados pelos membros do conjunto essas conquistas sociais cruciais nas interações humanas que estão envolvidas em processos simpáticos e de teoria da mente e

não faz muito tempo que se tornam possível investigar a cognição social por meio da interação interpessoal o instrumento da neurociência cognitiva a música por ser uma tarefa socialmente envolvente fornecem um domínio ideal para fazer isso de uma forma ecológica assim a música tocar em conjunto tem servido menos recentes como uma plataforma para modelar parametricamente' a complexidade social humana o uso de Magneto encefalografia ou Meg envolve colocar o indivíduo numa sala Magnetic a mente blindada e sobre a cabeça desse indivíduo é colocado uma espécie de capacete com sensores de fluxo magnético esses sensores detectam flutuações nos

campos eletromagnéticos gerados pela atividade dos neurônios como e g a meggy é uma técnica que também fornece uma boa resolução temporal o quanto à localização espacial Existem duas diferenças importantes entre o desempenho do Egito e da Megui uma é uma vantagem do Egito e sobre a Meg e outra é uma vantagem da mega e sobre o e g a primeira é a seguinte o campo elétrico antes que possa ser registrado pelos sensores tem que atravessar várias camadas de tecidos entre nosso cérebro e nosso couro cabeludo as diferentes condutividades desses tecidos E especialmente a condutância inferior

do crânio em relação ao tecido subjacente distorcem o padrão do campo elétrico para se estimar a localização da atividade cerebral é preciso levar em conta essas distorções isso introduz incertezas que afetam as localizações finais da fonte Isso não é um problema na Mag já que os campos magnéticos medidos não são afetados pelos limites de condutividade e por outro lado na Mag apenas a ativação de fontes com orientação tangencial em relação à superfície da cabeça são modeladas a fonte com orientações radiais são indetectáveis por outro lado a vantagem do egi quando comparado com um ele é

que todas as orientações possíveis das fontes neurais podem ser localizadas embora precisão seja inferior à da Mac e a precisão dessas estimativas de localização Depende por exemplo do número de fontes ativa simultâneas e do número de canais usados para medir e geomag como configurações de fonte favoráveis e dispositivos de Meg mais modernos que chegam a ter mais de 300 canais uma precisão espacial de cerca de 5mm pode ser alcançada em uma situação semelhante para eleger com matrizes de eletroduto de 64 assim canais A precisão é de cerca de um centímetro eu amei que tem sido

utilizada em estudos com estímulos musicais ou com sujeitos treinados musicalmente para investigar diferentes aspectos do processamento sensorial e cognitivo incluindo funções auditiva e sensório-motora e integração multissensorial Além disso também tem sido usada para estudar memória e imagens musicais e trabalhar efeitos do treinamento musical sobre processos de plasticidade é uma técnica muito adequada para investigação do processamento auditivo em musical porque uma técnica que não faz barulho Diferentemente do imageamento por ressonância magnética como vamos ver mais adiante e a tomografia por emissão de pósitrons ou Pet surgiu há cerca de 40 anos Diferentemente do Egito e da

Megui até de fornece informação indireta sobre a atividade neuronal a lógica subjacente a Pet é de que mudanças na atividade neuronal em uma determinada área do cérebro acontecem de forma paralela a mudanças na quantidade de oxigênio ou no consumo de glicose para identificar onde ocorrem essas mudanças marcadores radioativos são injetados na corrente sanguínea a medida em que esses marcadores se acumulam nas regiões cerebrais ativadas sensores no pet scanner detectam radioatividade E com isso é possível localizar as regiões onde ocorreram grandes mudanças no metabolismo cerebral é assim que edificações por PET precisam sempre de pelo menos

duas condições experimentais para que os Estados metabólicos em cada uma das condições possam ser comparados por uma operação de subtração em outras palavras subtraindo-se uma condição de outra é possível identificar a atividade cerebral específica de uma dada a operação mental um exemplo se queremos identificar circuitos neurais envolvidos no processamento de letras de canções temos que comparar duas condições uma condição na qual participante ouvir melodias com letra e uma segunda condição na qual ele ouve as mesmas melodias sem letra e ao subtrairmos os dados da condição sem letra da condição com letra podemos observar os circuitos

neurais envolvidos no processamento de letras de canções um outro exemplo ao subtrair dados obtidos em uma condição na qual pianistas tocavam mecanicamente exercícios técnicos como escalas de uma condição na qual tocava uma música de memória o estudo buscou identificar áreas encefálicas envolvidas assim tocar música de forma expressiva e não puramente técnica prós e contras desse método os dados obtidos em estudos compete permitem determinar as áreas ativadas com cerca de 1 cm de precisão e essa precisão é especialmente valiosa na localização da atividade em estruturas Profundas ou subcorticais onde a precisão espacial de outras técnicas como

a Meg é relativamente o pobre por outro lado a pet não é um método com boa resolução temporal um outro problema da Pet é um fato de ser um método invasivo no sentido de que depende da injeção de contraste radioativo na corrente sanguínea o que impõem limites ao perfil dos participantes bom então como a Pet o engajamento funcional por ressonância magnética proporcionar uma medida indireta da atividade neuronal isso porque ao invés de registrar mudanças nas correntes elétricas como no e geena Meg o imageamento funcional por ressonância magnética registra mudanças na quantidade de oxigênio presente no

cérebro só que Diferentemente da Pet nenhum marcador radioativo necessário E com isso a resolução temporal dos registros do imageamento por ressonância magnética não depende dos tempos de meia-vida dos marcadores radioativos e sim das mudanças no conteúdo de oxigênio Portanto o aumento no fluxo sanguíneo cerebral é medido diretamente como resultado o imageamento funcional por ressonância magnética tem uma resolução temporal melhor do que a da peste embora ainda não seja Olá boa quanto a do EJA e da média e como sua resolução espacial é muito boa o imageamento funcional por ressonância magnética é um dos métodos que

tem sido mais utilizados na pesquisa na área da neurociência cognitiva E no entanto o uso dessa ferramenta em experimentos auditivos é Um Desafio pois o equipamento produz ruídos bastante intensos que podem interferir no paradigma auditivo o ruído pode por exemplo mascarar o material auditivo apresentado ou por conta do barulho bastante desagradável pode interferir nos estímulos destinados a evocar emoções esse problema pode ser contornado em alguns casos por meio do uso de alguns paradigmas de aquisição de dados que permitem intercalar a estimulação auditiva e aquisição de imagens no campo da neurociência cognitiva da música O imageamento

funcional por ressonância magnética tem sido utilizado para investigar em inúmeros aspectos do processamento musical desde a percepção de dimensões mais básicas da música Como altura timbre pulsação por exemplo passando pela percepção de contorno intervalos métrica e as mais complexas como melodia e harmonia tonalidade e sim táxi musical também tem sido utilizado para investigar os efeitos do treinamento musical no processamento auditivo motor e em habilidades atencionais e de memória para investigar a habilidade de formação de imagens musicais para investigar os diferentes tipos de memória musical sobre os quais vamos falar em uma aula mais adiante e

pelo fato de apresentar alta resolução espacial inclusive de estruturas subcorticais tem sido usado para estudar as respostas emocionais a música E além disso alguns estudos mais recentes têm conseguido contornar ainda que de forma rudimentar às limitações de espaço e de restrição de movimento dentro do scanner para investigar a produção EA improvisação musical para isso os instrumentos tem que ser adaptados de forma a eliminar todas as suas partes metálicas o que na maioria das vezes dificulta muito até mesmo o reconhecimento do próprio instrumento e além do imageamento funcional a ressonância magnética também pode a fornecer informações

com alto grau de detalhes sobre a estrutura cerebral a neuro imagem estrutural inclui diferentes métodos de aquisição e análise de dados esses métodos têm se desenvolvido rapidamente e inferências sobre a estrutura do cérebro e sua relação com o comportamento Tem se tornado mais robustas uma limitação dessas técnicas Entretanto é que indicam apenas correlações entre cérebro e comportamento ou seja não dá para dizer imediato por exemplo se uma certa característica em determinada área cerebral é a causa ou a consequência de um determinado comportamento e os primeiros estudos com neuroimagem sobre o Rio absoluto por exemplo indicavam

uma assimetria esquerda exagerada em uma área do córtex auditivo de portadores dessa habilidade esse achado entretanto não esclarece se é essa assimetria que causa o ouvido absoluto ou se ao desenvolvimento do ouvido absoluto através do treinamento musical que causa a assimetria e por outro lado métodos não-invasivos de neuroestimulação podem fornecer evidências diretas sobre causalidade vamos destacar aqui dois desses métodos a estimulação magnética transcraniana e a estimulação transcraniana por corrente contínua ambos produzem lesões temporárias em regiões cerebrais de interesse de forma que é possível testar hipóteses sobre o envolvimento daquela região em um determinado comportamento e

a estimulação transcraniana por corrente contínua estimular regiões encefálicas específicas por meio da aplicação de uma corrente de baixa voltagem emitida por eletrodos esses eletrodos são colocados no couro cabeludo sobre regiões alvo e na estimulação magnética transcraniana ou tms por sua vez pulsos magnéticos são aplicados sobre a cabeça por meio de uma bobina ou Magneto esses pulsos magnéticos estimulam o cérebro induzindo corrente elétrica ambas podem ser excitatória ou inibitória em comparação com a tdcs a tms aplica uma estimulação mais focada ou seja mais direcionada sobre áreas específicas no entanto o uso do magneto na tms pode

ser ligeiramente desconfortável E além disso a tms emite sons O que pode causar confusão em estudos que envolvem estímulos auditivos e na pesquisa em cognição musical a neuromodulação tem sido usada para investigar a performance motora Memórias de alturas improvisação percepção tátil distonia focal também conhecida como câimbra do músico respostas emocionais a música e controle motor focal e integração sensório-motora a seguir vou dar dois exemplos de estudos com neuromodulação é o objetivo do primeiro estudo que eu vou te escrever era avaliar o papel do córtex motor primário de pianistas de jazz durante improvisações E para isso

os pesquisadores usaram a tdcs para alterar os padrões de ativação neural do córtex motor no hemisfério esquerdo enquanto os pianistas realizavam improvisações como mão direita isso porque é o córtex motor esquerdo que comandam os movimentos da mão direita os participantes eram 16 pianistas de jazz e todos realizaram cinco improvisações por bloco no primeiro bloco improvisaram na ausência de estimulação cerebral no segundo bloco os participantes foram divididos em dois grupos e improvisaram Sob o Efeito de estimulação um grupo recebeu estimulação inibitória e o outro excitatória os participantes não sabiam que tipo de estimulação estavam recebendo e

o santo vai escalar líquida 3 músicos especialistas avaliaram independentemente A 160 improvisações tanto em aspectos referentes a fluência técnica quanto a criatividade aí pode ser é de que até de CS excitatória aumentaria a qualidade das improvisações em relação a t de CS inibitória já que a área motora primária está envolvida na aquisição e consolidação das habilidades motoras e no controle da orientação e velocidade das mãos os resultados aceitaria fez influência técnica não diferiram significativamente entre os grupos de tdcs mas uma análise do conteúdo musical das improvisações indicou que tdcs excitatória resultou em improvisações mais ricas

em termos de amplitude de registro número e variedade de notas Além disso as improvisações sobre condições de tdcs excitatória foram classificadas como significativamente o mais criativas do que aquela sob condições de tdcs inibitória confirmando portanto a hipótese dos autores de que a tdcs excitatória no córtex motor aumentaria a qualidade das improvisações em relação a t de cs inibitória É nesse segundo experimento com neuromodulação os autores se perguntaram se seria possível alterar a intensidade de prazer proporcionado pela escuta musical e o nível de motivação para gastar dinheiro comprando uma música que gostou de ouvir para isso

os autores combinaram a tms com medidas comportamentais e fisiológicas de prazer e motivação as estimulações tanto excitatórias como ele vitórias foram realizadas sobre o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo onde mostra a figura e porque aí exatamente em primeiro lugar porque achados recentes de neuroimagem com música levaram ao modelo no qual circuito subcorticais mesolimbicas interagem com sistemas corticais para geração de expectativas que levam a sensação de prazer durante a escuta musical e em segundo lugar porque estudos anteriores mostraram que a estimulação nessa área leva a modulação Na quantidade de dopamina no corpo estriado e a dopamina é

um neurotransmissor que desempenha um papel importante no componente motivacional do comportamento motivado por recompensa em outras palavras a antecipação da maioria dos tipos de recompensa aumenta o nível de dopamina no cérebro qualquer estímulo que possa gerar prazer seja chocolate sexo drogas de abuso ou música faz com que o nível de dopamina aumente em nosso sistema nervoso e os resultados desse estudo mostraram que quando houve estimulação excitatória nas vias fronto estriatais o prazer percebido as medidas psicofisiológicas Jessy estabilidade emocional e o valor monetário atribuído a música foram todos significativamente aumentados pela estimulação por outro lado quando

a estimulação foi inibitória houve a diminuição em todas essas variáveis quando comparadas a condição Placebo esses resultados fornecem portanto evidências do Papel causal do circuito frontostriatal na motivação e no prazer musical E além disso fornecem insights sobre Como surgem as respostas estéticas no cérebro humano e no próximo vídeo vamos falar sobre a espectroscopia funcional no infravermelho próximo