Conectividade em estado de repouso e neuroimagem da atividade do córtex pré-frontal durante uma prática de Yoga Asana com design de blocos usando fNIRS

Esta pesquisa usa fNIRS para explorar se a atividade cerebral pode ser medida durante quatro asanas comuns de ioga, com o objetivo de entender o impacto neurológico da ioga no córtex pré-frontal. Esta pesquisa aborda a lacuna na compreensão de como o yoga asana afeta a atividade cerebral, utilizando imagens neurais móveis para medir a função cerebral durante o movimento, uma área de estudo anteriormente limitada. O fNIRS oferece uma vantagem importante ao permitir a medição da atividade cerebral durante o movimento e em ambientes naturais, ao contrário do fMRI, EEG, que são limitados a ambientes estáticos e controlados.

Nosso laboratório desenvolverá metodologias fNIRS para medir a carga de trabalho cognitiva e os resultados do tratamento em diversos contextos do mundo real, incluindo terapia de dislexia, intervenções de depressão baseadas em ioga, treinamento médico e tarefas de montagem de fabricação.

[Narrador] Para começar, use o dispositivo fNIRS portátil para coletar dados. Posicione as fontes de luz e detectores nos porta-tampas de acordo com o layout do córtex pré-frontal bilateral fornecido pelo fabricante. Mantenha uma separação do detector de fonte de 3,0 centímetros para detecção ideal do sinal cortical. Inclua dois canais de separação curtos espaçados de 1,0 centímetro para isolar as respostas hemodinâmicas corticais, regredindo sinais superficiais, como o fluxo sanguíneo do couro cabeludo. Em seguida, selecione quatro posturas fundamentais de Hatha Yoga a serem usadas no estudo, que formam o núcleo do Surya Namaskar, pois são amplamente praticadas e permitem a avaliação de inversões e extensões das costas. Projetar a apresentação experimental em formato PowerPoint com um guia visual e auditivo para os participantes. Certifique-se de que cada slide exiba uma foto e o nome de uma postura em espanhol com seu nome em sânscrito entre parênteses. Percorra as posturas B, C e D a cada 30 segundos em ordem aleatória durante a apresentação, enquanto simultaneamente chama os nomes das posturas em voz alta. Intercale aleatoriamente a postura de linha de base entre poses ativas para equilibrar a sequência e reduzir os efeitos de prática ou habitação. Para gerenciamento e consistência de dados, padronize todos os materiais visuais ajustando a resolução da imagem e o estilo do texto e rotule cada um com nomes de postura em espanhol e sânscrito. Certifique-se de que cada participante possa visualizar claramente a tela da apresentação antes de começar. Em seguida, introduza as posturas ativa e basal, descrevendo suas características visuais e alinhamento. Prepare o espaço experimental colocando um tapete de ioga, um sistema de corda montado na parede e uma tela de apresentação visível na frente do participante. Confirme se a tela é legível sem bloquear o movimento. Agora calibre o sistema fNIRS verificando a bateria, a funcionalidade e a compatibilidade do software. Posicione os optódios no couro cabeludo do participante de acordo com o sistema internacional 10-20 e ajuste o formato da cabeça e a densidade do cabelo. Conecte a tampa fNIRS ao software de aquisição usando Bluetooth para monitorar a aquisição de sinal em tempo real durante os estados pré e pós-repouso e durante a prática de yoga asana. Use a interface do sistema para verificar os parâmetros de qualidade do sinal, como relação sinal-ruído e índice de acoplamento do couro cabeludo. Com o participante sentado, confirme se os pés estão apoiados, as mãos no colo e as costas apoiadas. Pergunte se eles estão confortáveis antes de começar. Em seguida, prenda a tampa optode com uma tira de queixo e use uma vara de bambu para separar o cabelo para contato direto com o couro cabeludo. Com a touca presa e o participante sentado, instrua-o a relaxar com os olhos fechados para iniciar a medição do estado de repouso pré-asana por seis minutos. Colete dados fNIRS a 25 hertz durante esse período. Use o software de aquisição para avaliar a qualidade do sinal por meio do módulo DAQ. Para garantir o mínimo de movimento, instrua os participantes a não mover as sobrancelhas ou tocar o rosto e evitar adormecer durante o estado de repouso. Depois, pergunte aos participantes se eles adormeceram acidentalmente para verificar a precisão dos dados. Quando o primeiro estado de repouso estiver concluído, remova a cadeira. Peça aos participantes que fiquem de pé enquanto confirmam que o sinal permanece estável. Instrua-os a seguir a apresentação pré-programada, que progride automaticamente com dicas de postura. Forneça instruções verbais durante a apresentação. Registre manualmente os marcadores de postura rotulados A, B, C e D usando o recurso de anotação de eventos no software de aquisição para marcar a data e hora de cada transição para análise de dados. Após a sessão ativa, revise se todos os marcadores de postura foram combinados corretamente com as transições de slides correspondentes para garantir a rotulagem precisa dos dados. Com a tampa ainda segura e a qualidade do sinal confirmada, instrua os participantes a se sentarem novamente. Em seguida, comece a medição do estado de repouso pós-asana com os olhos fechados por seis minutos. Aguarde de dois a cinco minutos após a asana para garantir a calibração do sistema e sinais claros antes de iniciar a medição pós-repouso. Lembre os participantes de evitar movimentos e permanecer acordados como no período de descanso anterior e, em seguida, comece a medição pós-repouso. A análise preliminar dos canais ativos revelou diferenças significativas entre a postura de controle A e as posturas B e C. A postura B provocou respostas de hemoglobina oxigenada significativamente maiores em relação à postura basal A em todos os canais medidos. A postura C também resultou em respostas HBO significativamente elevadas em relação à postura basal A. Aumentos significativos na atividade do córtex pré-frontal foram observados durante todas as três posturas ativas de ioga em comparação com a postura basal, com atividade particularmente pronunciada no hemisfério direito. A postura B induziu a maior ativação neural no córtex pré-frontal inferior direito e medial. A postura C resultou na ativação bilateral do córtex pré-frontal. A postura D exibiu apenas um canal significativo com um aumento moderado na concentração de hemoglobina oxigenada, sugerindo o menor impacto na atividade do córtex pré-frontal entre as três posturas. A análise da conectividade funcional em estado de repouso mostrou uma diminuição na conectividade principalmente no córtex pré-frontal medial esquerdo após a prática de yoga asana, que é uma região associada à rede de modo padrão.