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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.39.2017.tde-13022017-115416
Documento
Autor
Nombre completo
Henrique Bortolotti
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2016
Director
Tribunal
Bertuzzi, Rômulo Cássio de Moraes (Presidente)
Fontes, Eduardo Bodnariuc
Franchini, Emerson
Okano, Alexandre Hideki
Silva, Adriano Eduardo Lima da
Título en portugués
Regulação cerebral e percepção de esforço durante exercício incremental
Palabras clave en portugués
Ciclismo
Fadiga
Percepção de esforço
Ressonância magnética funcional
Resumen en portugués
A percepção de esforço (PSE) e a fadiga tem grande participação do cérebro durante o exercício físico, no entanto, pouco se sabe quanto às áreas associadas a essas respostas. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo identificar e comparar as áreas cerebrais associadas à percepção de esforço durante exercício de ciclismo em diferentes intensidades e níveis de treinamento. Participaram do estudo 24 sujeitos adultos; 12 ciclistas (75,6 ± 8,4 kg; 175 ± 5,3 cm; 24,4 ± 7,1 anos; atividade física 5,4 ± 1,5 vezes por semana) e 12 não ciclistas (treinados) (79,7 ± 10,5 kg; 177 ± 9,1 cm; 27,4 ± 4,8 anos; atividade física 2,3 ± 1,3 vezes por semana). Os sujeitos foram posicionados ao ergômetro de ciclismo acoplado a ressonância magnética e realizaram um teste intervalado de carga incremental constituído por blocos de 30 s intervalados por 30 s de repouso. Ao término de cada bloco a percepção de esforço foi reportada. As análises comparativas das imagens foram todas geradas no Matlab através dos softwares SPM e NCA. Foi considerado para análise das imagens o período de 4 s imediatamente ao final de cada bloco de exercício com o objetivo de verificar as áreas relacionadas com o processamento da PSE. As seguintes áreas relacionadas à percepção de esforço foram ativadas: giro cingulado, giro pré-central, giro pós-central, giro frontal superior, giro frontal superior, lóbulo superior parietal, giro lingual, giro temporal médio, giro frontal médio, precuneus, cuneus e cerebelo. De forma complementar, as áreas inibidas foram: giro angular, giro temporal superior, giro temporal médio, giro pré-central, giro temporal superior, giro frontal médio, giro occipital médio, giro lingual, lóbulo paracentral, precuneus e tálamo. Essas áreas ativadas e inibidas estão associadas a uma resposta cognitiva, ou seja, o momento que o indivíduo reportava a percepção de esforço diante de um protocolo de exercício incremental, considerando todas as intensidades. Em intensidades baixas houve ativação do cerebelo e giro pós-central, e inibição do giro frontal médio e giro temporal superior. Em intensidades altas, houve uma ativação do giro cingulado e inibição do giro angular e precuneus. Na comparação entre as intensidades podemos destacar que em intensidades baixas houve maior ativação do lóbulo parietal superior. Por outro lado, em intensidades altas houve maior inibição do giro angular, cingulado posterior, lóbulo parietal inferior e precuneus. Quando comparados indivíduos ciclistas e saudáveis houve uma maior ativação do giro pré-central e maior inibição do giro pré-central, giro temporal inferior e cerebelo nos ciclistas considerando todas as intensidades. Por fim, na comparação entre ciclistas e treinados, nas intensidades altas houve maior inibição do giro temporal médio (giro fusiforme) nos ciclistas. As áreas cerebrais, ativadas e inibidas, associadas à percepção de esforço estão relacionadas à área motora, pré-motora, motor suplementar somatossensoriais, controle emocional, processamento de atenção, linguagem, auditivas, integração de informação, gerenciamento de memória, planejamento e resolução de problemas e cognitiva. Em intensidades baixas, áreas motoras e somatossensorias foram ativadas e houve inibição de área pré-frontal e auditiva. Por outro lado, em intensidades altas, foram ativadas áreas relacionadas com o controle de emoções e foram inibidas áreas relacionadas ao processamento de linguagem e memória episódica. Entre ciclistas e não ciclistas, houve maior ativação de área motora e maior inibição de área somatossensorial, processamento de atenção e motora
Título en inglés
Brain regulation and perceived exertion during incremental exercise
Palabras clave en inglés
Cycling
Fatigue
Functional magnetic resonance imaging
Perceived exertion
Resumen en inglés
Perception of effort and fatigue are widely represented in the brain during exercise, however, the information is not clear about the areas associated with these responses. Thus, this study aimed to identify and compare the brain areas associated with perception of effort during cycling exercise at different intensities and levels of training. This study included 24 adult subjects; 12 cyclists (75.6 ± 8.4 kg, height 175 cm ± 5.3, 24.4 ± 7.1 years; physical activity 5.4 ± 1.5 times per week) and 12 non-cyclists (trained) (79.7 ± 10.5 kg; 177 cm ± 9.1, 27.4 ± 4.8 years; physical activity 2.3 ± 1.3 times per week). Subjects were positioned to cycling ergometer coupled to magnetic resonance equipment and performed an incremental load interval test comprising blocks 30 s intervals for 30 s rest. At the end of each block, the perception of effort was reported. Comparative analysis of the images was all generated in Matlab using the SPM and NCA software. The following areas related to perceived exertion were activated: cingulate gyrus, precentral gyrus, post-central gyrus, superior frontal gyrus, superior frontal gyrus, parietal upper lobe, gyrus lingual, middle temporal gyrus, middle frontal gyrus, precuneus, cuneus and cerebellum. Complementarily, these were inhibited areas: angular gyrus, superior temporal gyrus, middle temporal gyrus, precentral gyrus, superior temporal gyrus, middle frontal gyrus, middle occipital gyrus, gyrus lingual, paracentral lobule, precuneus and thalamus. These activated and inhibited areas are related to cognitive response, when the individual reported the perceived exertion on an incremental exercise protocol, considering all intensities. At low intensities, there was activation of the cerebellum and post-central gyrus, and inhibition of the middle frontal gyrus and superior temporal gyrus. At high intensities, there was an activation of the cingulate gyrus and inhibition of angular and precuneus spin. Comparing the intensities, there was greater activation in the superior parietal lobe at low intensities. On the other hand, high intensity demonstrated greater inhibition of the angular gyrus, posterior cingulate, inferior parietal lobule and precuneus. Compared trained and healthy individuals there was a greater activation of the precentral gyrus and greater inhibition of pre-central gyrus, inferior temporal gyrus and cerebellum in trained subjects considering all intensities. Finally, comparing trained healthy subjects at high intensities there was greater inhibition of medial temporal gyrus (fusiform gyrus) in trained individuals. The brain areas, activated and inhibited, associated with the perception of effort are related to motor, pre-motor, somatosensory supplemental motor, emotional control, attention processing, language, auditory, information integration, memory management, planning and resolution problems and cognitive. At low intensities, motor and somatosensory areas were activated and there was inhibition of the prefrontal and auditory area. On the other hand, at high intensities, areas related to the control of emotions were activated and areas related to language processing and episodic memory were inhibited. Between cyclists and non-cyclists, there was greater activation of motor area and greater inhibition of somatosensory area, attention and motor processing
 
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Fecha de Publicación
2017-02-16
 
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