O comportamento da variabilidade da freqüência  cardíaca durante a aplicação de um jogo cognitivo El comportamiento de la variabilidad de la frecuencia cardiaca durante la aplicación de un juego cognitivo
	Departamento de Psicologia Universidade Federal de Santa Catarina (Brasil)	Karen Cristine Teixeira Lucas Sombrio Emílio Takase kkmclean@gmail.com
	Resumo           Variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) são oscilações dos intervalos entre batimentos cardíacos consecutivos que estão relacionadas às influências do SNA sobre o nódulo sinusal. Essas alterações dizem respeito a como o coração lida e responde a estímulos fisiológicos e ambientais e têm modulação efetuada pelo SNA. Por se caracterizar de um método não invasivo de aquisição de dados psicofisiológicos, a VFC tem sido amplamente utilizada em estudos científicos. A partir do referencial exposto, este artigo tem como objetivo descrever o comportamento da VFC durante a execução de um jogo cognitivo em situação de cooperação e sem auxílio de grupo. A partir dos resultados conclui-se que os participantes tiveram melhor desempenho psicofisiológico nas situações de jogo em que tiveram auxílio de um grupo na tomada de decisão.           Unitermos: Variabilidade da freqüência cardíaca. Sistema nervoso autônomo. Psicofisiologia. Jogos cognitivos.
	EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 18, Nº 185, Octubre de 2013. http://www.efdeportes.com/

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    O Sistema Nervoso Autônomo (SNA) é uma porção do sistema nervoso que regula a atividade de órgãos viscerais, como glândulas músculo liso e o músculo estriado cardíaco. É através de suas divisões antagônicas que o organismo mantém a homeostase, “assim, variáveis como temperatura corporal, pressão arterial, pH do plasma, hormônios circulantes, glicose, etc. estariam sob controle rigoroso” (Nishida, 2007, p. 156).

    O coração recebe, pelo miocárdio, terminações simpáticas (SNS) que controlam as situações de gasto energético, preparando o organismo para a luta ou fuga. A estimulação simpática culmina no aumento da freqüência cardíaca e de sua força contrátil (Nishida, 2007). Já as terminações parassimpáticas, presentes no nódulo sinusal, miocárdio atrial e nódulo atrioventricular, controlam as situações de economia e obtenção de energia. De forma inversa, a ação parassimpática (SNP) diminui a freqüência cardíaca e a força contrátil do músculo cardíaco.

    A atividade elétrica do coração é proveniente de uma desigualdade na quantidade relativa de íons sódio e potássio, dentro e fora das células do miocárdio e esta atividade consiste de ondas características. A onda P está relacionada à despolarização dos átrios, o complexo QRS à despolarização dos ventrículos e a onda T à repolarização ventricular (Lopes et al, 2003). É através dos picos R que se estrutura a mensuração da variabilidade da freqüência cardíaca.

    Variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) é o nome dado às oscilações R-R expressas em milissegundos, ou, segundo Vanderlei, Pastre, Hoshi, Carvalho & Godoy (2009, p. 206): oscilações dos intervalos entre batimentos cardíacos consecutivos que estão relacionadas às influências do SNA sobre o nódulo sinusal. Essas alterações dizem respeito a como o coração lida e responde a estímulos fisiológicos e ambientais, como respiração, estresse, etc. e têm modulação efetuada pelo SNA.

    A VFC pode ser utilizada como mecanismo de verificação de eventos relacionados ao SNA em atletas, sujeitos saudáveis e enfermos. (Aubert, Seps & Beckers, 2003; Vanderlei et al, 2009). Por esta razão, a VFC tem sido amplamente investigada em relação à atividade cortical que, segundo Thayer et al (2009), modula a função cardiovascular, através do sistema nervoso simpático e parassimpático.

    Alta VFC indica adaptabilidade do indivíduo à situação, ou seja, há eficiência do controle homeostático pelo SNA. Níveis baixos de variabilidade da freqüência cardíaca estão relacionados ao estresse e desempenho em atividades cognitivas prejudicadas, já o inverso está relacionado a níveis baixos de ansiedade, melhor tempo de reação, precisão e maior número de respostas corretas em atividades cognitivas (Teixeira, 2008).

    O córtex pré-frontal é responsável pela ‘liderança’ do cérebro e pelo manejo de informações disponíveis. Ele participa ativamente do processo de estabelecimento de metas e objetivos e também do planejamento de estratégias para colocar estas metas em prática. É também função do córtex pré-frontal selecionar e coordenar e seqüenciar as habilidades cognitivas necessárias e apropriadas para a execução das metas propostas, e “finalmente, o córtex pré-frontal é responsável pela avaliação do sucesso ou do fracasso de nossas ações em relação aos nossos objetivos” (Goldberg, 2002, p. 46).

    Quando o córtex pré-frontal é desativado há predominância do SNS (atuação do Sistema Límbico) associada com a desinibição de circuitos defensivos. Neste caso há baixa VFC, hipoatividade pré-frontal e pouca ativação do SNP. Quando isto ocorre, pode haver déficits nas funções cognitivas e instalação de quadros depressivos e/ou ansiogênicos. Segundo Weinberg e Gould (2001, p. 96) “a ansiedade é um estado emocional negativo caracterizado por nervosismo, preocupação e apreensão e associado com ativação ou agitação do corpo”. Ela pode ser dividida de duas maneiras diferentes, a primeira a divide em ansiedade somática e ansiedade cognitiva. A ansiedade somática refere-se à ativação física do sujeito, já a ansiedade cognitiva diz respeito ao pensamento, como, por exemplo, preocupações.

    A segunda maneira divide a ansiedade em: ansiedade-traço e ansiedade-estado. A ansiedade-traço é aquela presente na personalidade da pessoa, que como tudo que é relativo à personalidade é, constante e segue um determinado padrão. Já a ansiedade-estado refere apenas ao momento, ou seja, é um estado de humor variável (Weinberg e Gould, 2001). Relacionada a estes conceitos está a ativação, que é uma preparação psicofisiológica de um sujeito em um dado momento, ou seja, o grau de preparação e envolvimento de um indivíduo para a ação (Weinberg & Gould, 2001). A ativação propicia melhor percepção da situação e de suas demandas, assim como processamento mais rápido da informação disponível, o que possibilita a busca de soluções plausíveis e prepara o organismo para agir com rapidez e vigor.

    Tanto a ativação como a ansiedade podem afetar o desempenho de forma negativa e também positiva. Um modelo bastante difundido de explicação para a influência da ativação é a Hipótese do U invertido. De acordo com Weinberg e Gould (2001, p. 105) “na baixa ativação os níveis de desempenho ficarão abaixo do padrão normal (...). À medida que a ativação aumenta, melhora o desempenho – até um ponto ideal em que ocorre o desempenho desejado. Quando a ativação ultrapassa um determinado ponto ideal, o desempenho volta a ficar abaixo do padrão normal.

    Segundo o modelo de Zonas individualizadas de desempenho ideal, os indivíduos trabalham em zonas ideais de ansiedade-estado para obter um bom desempenho (Weinberg & Gould, 2001). A diferença deste modelo para a Hipótese do U invertido é que o nível ideal não necessariamente está no ponto médio, mas pode estar nas extremidades do processo de ativação. Ou seja, algumas pessoas se saem melhor em tarefas cognitivas e físicas com alta ansiedade-estado, já outras com baixa ansiedade-estado.

    O objetivo deste artigo é mensurar e analisar o comportamento da variabilidade da freqüência cardíaca e, por meio desta, do sistema nervoso autônomo para verificar se há diferenças durante a execução de um jogo em duas situações diferenciadas: com auxílio grupal e sem auxílio grupal.

Materiais e métodos

    Sujeitos: Os dois participantes são do sexo feminino, com idade média igual a 21,5 anos. Ambos são praticantes regulares de atividade (atletismo e triatlo respectivamente). A média de horas de sono dos participantes foi igual a sete horas e ambos haviam assistido a aulas por aproximadamente uma hora antes da aplicação do protocolo de pesquisa.

    Equipamentos: O software Biomind, criado no Laboratório de Educação Cerebral da Universidade Federal de Santa Catarina, foi utilizado em conjunto com uma cinta transmissora Polar® acoplada, pelo transmissor, em um fone de ouvido com Neodímio. O fone de ouvido dinâmico capta o pulso de 5 kHz emitido pela cinta transmissora no momento da despolarização do batimento cardíaco. O fone de ouvido plugado na entrada do microfone captura o sinal e é processado pelo software. O software decodifica então o sinal de 5 kHz captado através do fone de ouvido de neodímio, acoplado à unidade transmissora.

    A unidade transmissora, por sua vez, é conectada a uma cinta elástica colocada na região torácica. O software transforma os intervalos RR brutos em índices da variabilidade da freqüência cardíaca expressos no domínio do tempo, da freqüência e não linear e é exibido em tempo real. Para posterior análise foi utilizado o software Kubios HRV®, que executa a transformação dos dados em índices da VFC. Também foi utilizado o software Windows Excel® para tabulação dos dados e confecção das tabelas.

    Jogo Reversi – é um jogo de tabuleiro para dois jogadores. Foi inspirado em um outro jogo de tabuleiro denominado go. Cada jogador usa uma cor, preta ou branca, e põe uma pedra em um tabuleiro 10x10 de cada vez. Cada vez que uma peça do oponente fica presa entre duas pedras do jogador, este muda a pedra para a cor das suas peças (tanto vertical, horizontal ou diagonal). O objetivo é ter mais peças de sua cor ao final do jogo.

    Procedimento: Foi pedido aos participantes que não fizessem uso de substâncias que pudessem modificar o comportamento cardíaco, como álcool e cafeínas, e que não tivessem praticado exercício físico pelo menos vinte e quatro horas antes da coleta de dados. A realização do protocolo de pesquisa se deu no período matutino. A cinta elástica com a unidade transmissora acoplada ao fone foi umedecida, para facilitar a captação do sinal cardíaco, e posicionada na região torácica do participante, logo abaixo do osso esterno. A saída do fone de ouvido foi então conectada à entrada relativa ao microfone do computador.

    Houve primeiramente três minutos de aquisição de RR de linha de base em repouso, aplicação do jogo e posteriormente mais três minutos de pós-atividade. Os dados da variabilidade da freqüência cardíaca foram transferidos para o software Kubios HRV para que se obtivessem os índices lineares e não lineares para análise. O jogo “A” foi aplicado primeiramente com o sujeito 1 tendo ajuda do grupo de apoio (três pessoas) e o sujeito 2 jogando sozinho, ambos monitorados. Posteriormente esta situação foi invertida, o sujeito 1 passa a jogar sozinho e o sujeito 2 tem auxílio do grupo de apoio (jogo “B”).

Análise dos dados e discussão

Jogo A – sujeito 1 com auxílio do grupo

    Durante a linha de base a média dos intervalos RR foi igual a 945,4 ms e seu desvio-padrão é de 50,6 ms. A freqüência cardíaca média situou-se em torno de 63,3 bpm e sua amplitude foi de 7bpm. Estes dados sugerem um estado de ativação relaxada. Os índices HF = 31,9% e LF/HF = 0,6%, ambos do domínio da freqüência, podem indicar uma ação predominante do ramo parassimpático do sistema nervoso autônomo, ausência de ansiedade-estado e estresse. Há menor expressão da atividade simpática, em comparação com a atividade do ramo parassimpático, o que é mostrado pelo índice LF = 18%. O índice D2 = 3, 175 sugere que o sujeito está confortável e adaptado à situação.

    Ao compararmos a linha de base com a situação de jogo podemos dizer que houve uma queda na média de RR, mas uma compensação em seu desvio-padrão que aumentou. Os dados da freqüência cardíaca e o índice RMSSD não tiveram mudanças consideráveis. LF sofreu um aumento de 66% e HF uma queda de 44%, o que sugere um predomínio simpático e do comportamento de ativação do sistema nervoso autônomo. O índice não linear D2 permanece alto, o que sugere ausência de estresse e de má adaptação.

    Já ao efetuarmos uma comparação da situação de jogo com a de pós-atividade, há um aumento da média e do desvio-padrão de RR e ligeira diminuição da FC. Ambos os índices do domínio da freqüência: LF e HF foram mais expressivos, e LF/HF se manteve em 1,6%. Estes dados mostram uma boa modulação do sistema nervoso autônomo do participante que modificou sua expressão conforme a situação vivenciada. A diminuição da freqüência cardíaca no pós-atividade é devido ao relaxamento, ao cessar da necessidade de concentração e ausência da pressão exercida sobre o sujeito durante a atividade.

Tabela 1. Dados da VFC do jogador 1 na partida A

Jogo A – sujeito 2 sem auxílio do grupo

    Durante a linha de base a média de RR foi igual a 807,6 ms e seu desvio-padrão de 53,4 ms. Já a freqüência cardíaca média foi 74,61 bpm e seu desvio-padrão de aproximadamente 5 bpm. Os índices do domínio da freqüência LF = 66,1% e LF/HF = 4,3% sugerem presença de ansiedade pré-jogo, mas, todavia, o sujeito encontra-se adaptado à situação segundo D2 = 3,132.

    Ao comparar os índices da linha de base com os do período de jogo, nota-se uma queda na média de RR. A freqüência cardíaca se eleva discretamente. A expressão do ramo simpático se eleva ligeiramente durante o jogo, o que demonstra a mobilização do jogador para a atividade. Essa elevação também é fruto da concentração necessária para realização da tarefa.

    Já na situação de jogo em relação à pós-atividade, há uma manutenção da média de RR e aumento de 32% em seu desvio-padrão. A freqüência cardíaca também se mantém, o que indica aumento da variabilidade da freqüência cardíaca. Os índices do domínio do tempo RMSSD e pNN50 tiveram incremento de 97 e 147% respectivamente. No domínio da freqüência, verificou-se a maior expressão do sistema nervoso parassimpático que atua no sentido de promover o relaxamento e economia de energia. O índice LF/HF, pela maior atuação do SNP se manteve em 2,4%.

Tabela 2. Dados da VFC do jogador 2 na partida A

Jogo B – sujeito 1 sem auxílio do grupo

    De acordo com os dados pode-se dizer que durante a linha de base houve um predomínio da atividade parassimpática, conforme expresso pelos índices LF/HF= 0,4% e HF = 58,9%, do domínio da freqüência. É possível inferir que o sujeito esteve adaptado à situação (D2 = 3,576), relaxado, pois há predominância do SNP e com ausência de ansiedade-estado ou estresse.

    A média de RR equivale, na linha de base, a 847,4 ms com desvio padrão significativo igual a 77,2 ms. 21,4% dos intervalos entre RR foram significativos, superiores a 50 ms (pNN50). Quando se enfoca os índices do domínio do tempo: Média RR, Desvio padrão RR, RMSSD e pNN50, pode-se sugerir uma maior variabilidade da freqüência cardíaca do que na situação de jogo e no pós-teste.

    Da situação de base para o jogo, pode-se observar uma queda nos índices relativos aos intervalos RR. Isto pode significar uma queda relevante da variabilidade da freqüência cardíaca. O RMSSD apresentou queda, o que evidencia, juntamente com os outros índices, a queda da VFC. A média da FC não teve um aumento significativo e seu desvio padrão também não foi expressivo.

    Apesar da queda da variabilidade da freqüência cardíaca, este período foi marcado por um equilíbrio simpato-vagal com leve predominância simpática (LF/HF = 1,3%). Este predomínio pode estar ligado à necessidade de ativação proporcionada pelo SNS, pois o D2 se manteve alto, o que descarta uma possível situação de ansiedade ou estresse. Ao efetuar a análise da situação de jogo em relação ao pós-teste, nota-se a queda da variabilidade da freqüência cardíaca. A mudança na freqüência cardíaca não foi expressiva, mas pode-se dizer que houve uma dificuldade do organismo do sujeito em retornar à linha de base, durante a situação de repouso final.

    É evidente o aumento da atuação do ramo simpático do sistema nervoso autônomo nas situações de jogo e pós-teste. No pós-teste o componente de baixa freqüência (atividade simpática) chega a atingir potência de 61,1% contra 22% do componente de alta freqüência (atividade parassimpática). O índice do domínio da freqüência LF/HF é de 2,8%, o que também corrobora a idéia de predomínio simpático. A variabilidade da freqüência cardíaca continua mais baixa do que na linha de base anterior ao jogo cognitivo, com menor oscilação da média de RR e FC. Apesar de o componente de baixa freqüência estar alto, o sujeito continua adaptado à situação, de acordo com o índice não linear D2 = 3,895.

Tabela 3. Dados da VFC do jogador 1 na partida B

Jogo B – sujeito 2 com auxílio do grupo

    Os dados sugerem que o ramo simpático é predominantemente atuante durante a linha de base, antes da aplicação do estímulo, conforme expresso pelos índices LF = 61,2% e LF/HF = 3,5. Apesar de haver ansiedade-estado pré-jogo, que, de acordo com sua intensidade pode preparar o sujeito para o bom desempenho da atividade seguinte. O índice D2 = 3,274 sugere que o indivíduo estava adaptado à situação e condições ambientais. A oscilação de RR é relevante no período de linha de base, o que pode indicar certa ativação (RRmin. = 759,1 ms/ RRmáx. = 891,9 ms). O batimento cardíaco tem amplitude de apenas 11,9 bpm com FC Max. = 79,11 bpm.

    Comparando os índices da linha de base com aqueles referentes ao tempo de jogo (aplicação do estímulo), pode-se dizer que houve um aumento no desvio-padrão de RR. Isto pode significar uma manutenção da variabilidade da freqüência cardíaca. Outros índices que corroboram esta hipótese são a média da freqüência cardíaca e seu desvio-padrão, que se mantém semelhantes aos da situação de repouso da linha de base. O índice RMSSD também não apresentou queda significativa, mas o pNN50 mostrou queda de 30% aproximadamente.

    Segundo o índice LF, o ramo simpático do sistema nervoso autônomo continua igualmente expressivo e há uma queda considerável de 50% do índice HF, o que sugere menor atuação da porção parassimpática. Estes números, juntamente com o índice do domínio da freqüência LF/HF = 5,8% mostram intensa participação do sistema nervoso parassimpático, o que sugere que a situação trouxe ansiedade e estresse ao sujeito ao proporcionar ativação além de seu estado ideal. Já os índices não lineares SD1 E SD2 não apresentaram modificação considerável, mas segundo D2 = 4,013 o indivíduo continua a mostrar adaptabilidade à situação (ascensão de 22%).

    Da mesma forma, ao comparar a situação de jogo ao período de pós-atividade é possível inferir que a oscilação de RR continua igualmente expressiva, mas os valores se tornaram menores. A média e o desvio-padrão da FC também não mostraram grandes mudanças. Outros índices do domínio do tempo como RMSSD (queda de apenas 8%) e pNN50 (manteve-se) não tiveram modificações expressivas.

    O índice LF que acusa a participação da porção simpática do SNA se manteve, mas, ao contrário do esperado, HF caiu cerca de 50% (HF = 8,8%). Isto sugere uma alta contribuição do sistema nervoso simpático, LF/HF = 11,3% (aumento de quase 100% em relação a este índice), o que nos faz pensar sobre a atuação de alguma variável interveniente, a presença de algum artefato ou até mesmo à dificuldade do participante em retornar à situação inicial. SD1 E SD2 não foram significativos e D2 caiu cerca de 30%, mas se manteve acima de 2, o que sugere ainda adaptabilidade do sujeito.

Tabela 4. Dados da VFC do jogador 2 na partida B

Conclusão

    De acordo com os dados e teoria apresentados, pode-se dizer que o jogador 1 teve um melhor desempenho psicofisiológico na partida em que teve o auxílio de um grupo. Isto pode ser verificado pela observação dos índices durante esta partida, em comparação com a linha de base: FC que, durante a partida com auxílio do grupo, se manteve menor; pNN50 foi maior na situação de auxílio; HF teve uma queda menos expressiva. O índice do domínio da freqüência LF/HF posterior na situação de auxílio é menor, e o mesmo índice na linha de base, jogo e pós-atividade é similar à outra situação (sem a presença do grupo). O índice D2 se manteve semelhante nas duas situações.

    Com base na análise efetuada, infere-se que o jogador 1 se manteve adaptado em ambas as situações, mas esteve com a freqüência cardíaca menor, mais ativado e com intervalos mais expressivos de RR na situação de auxílio do grupo (cooperação), bem como apenas leve predominância do sistema nervoso simpático (LF/HF = 1,7%). Isto pode se dever à característica individual do jogador 1, ao fato de o grupo fornecer apoio emocional e de confirmação da realidade (Weinberg & Gould, 2001) e haver uma relação de empatia entre o jogador e os membros do grupo.

    O jogador 2, no período do jogo, também teve melhor desempenho psicofisiológico em situação de cooperação (presença do grupo). Pode-se inferi-lo com base em alguns índices como: RR teve uma queda menos brusca na situação de cooperação, a FC foi ligeiramente menor (indicação de concentração e atenção); RMSSD, pNN50 e SD2 maiores na situação de auxílio. O índice do domínio da freqüência LF/HF foi maior na situação apenas competitiva, sem o auxílio do grupo, mas já que o D2 ainda esteve alto, sugere que o sujeito esteve adaptado.

Referências

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• Nishida, S. M. (2007). Curso de Fisiologia: ciclo de neurofisiologia. Departamento de Fisiologia, IB UNESP. Botucatu, p. 516-165.

• Teixeira, L. B. (2008). Freqüência cardíaca, variabilidade da freqüência cardíaca e o desempenho em uma partida de xadrez. Dissertação de Mestrado – Programa de Pós-graduação em Psicologia da Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis. 141p.

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• Vanderlei, L.C.M.; Pastre, C.M.; Hoshi, R.A.; Carvalho, T.D. & Godoy, M. (2009). Noções básicas de variabilidade da freqüência cardíaca e sua aplicabilidade clínica. Rev. Bras. Cir Cardiovasc., 24(2): 205-217.

• Weinberg, R. S. & Gould, D. (2001). Fundamentos da psicologia do esporte e do exercício. 2. ed. Porto Alegre: Artmed.

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