Motor cortex activation with serious games in adolescents with hemiparetic cerebral palsy

Children diagnosed with hemiparetic cerebral palsy are characterized by pronounced motor deficits on one side of the body, often accompanied by perceptual, cognitive, communicative and behavioral disorders. As a way to analyze the brain activity of this population during a motor and cognitive activity, this study aim to compare the electroencephalographic signs of children with typical development and children diagnosed with hemiparetic cerebral palsy (left and right) during the execution of a voluntary movement, with and without the use of a motivational game. We evaluated 40 children (20 with hemiparetic cerebral palsy and 20 with typical development) of both genders and with ages ranging from 6 to 12 years of age. The data collection consisted of two steps: (1) Acquisition of electroencephalographic signals and capture of the three-dimensional trajectory of the movements during the execution of a reach motor task (first study); (2) Acquisition of the electroencephalographic signals and capture of the three-dimensional trajectory of the movements during the execution of a motor task of reach motivated by a game (second study). Kinematic data were extracted from the trajectory of the movements and from these were extracted the execution times of each phase of the movement, the exact moment the volunteer started the task, and the intervals of analysis of the brain activity were defined. Electroencephalographic data were processed in order to obtain information about the synchronizations and desynchronizations related to the event of the mu and beta waves, spectral perturbations related to the event and the cortical reorganization for each of the studies. Subsequently the data were analyzed statistically through the Unidirectional ANOVA Test, using the Bootsrap resampling method. The results of this study revealed significant differences between the analyzed groups, mainly for the cerebral behavior observed during the movement performed in the two studies. However, it was observed that for most children with cerebral palsy there were no significant differences between the data obtained at the time of motor planning, especially for the second study. It is believed that this is one of the main factors for motor impairment and oscillatory brain behavior during the development of activities with non-paretic and paretic limbs.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)As crianças diagnosticadas com paralisia cerebral hemiparética apresentam como característica déficits motores pronunciados em um lado do corpo acompanhadas, frequentemente, de perturbações perceptivas, cognitivas, comunicativas e comportamentais. Como forma de analisar a atividade cerebral dessa população durante uma atividade motora e cognitiva, este estudo tem como objetivo comparar os sinais eletroencefalográficos de crianças com desenvolvimento típico e crianças diagnosticadas com paralisia cerebral hemiparética (esquerda e direita) durante a execução de um movimento voluntário, com e sem o uso de um jogo sério. Foram avaliadas 40 crianças (20 com paralisia cerebral hemiparética e 20 com desenvolvimento típico) de ambos os gêneros e com faixa etária entre 6 e 14 anos de idade. A coleta de dados foi composta por duas etapas: (1) Aquisição dos sinais eletroencefalográficos e captura da trajetória tridimensional dos movimentos durante a execução de uma tarefa motora de alcance (primeiro estudo); (2) Aquisição dos sinais eletroencefalográficos e captura da trajetória tridimensional dos movimentos durante a execução de uma tarefa motora de alcance motivada por um jogo (segundo estudo). Dados cinemáticos foram extraídos a partir da trajetória dos movimentos e destes foram extraídos os tempos de execução de cada fase do movimento, o exato momento em que o voluntário iniciou a tarefa, e definidas os intervalos de análise da atividade cerebral. Os dados eletroencefalográficos foram processados a fim de obter informações quanto as sincronizações e dessincronizações relacionadas ao evento das ondas mu e beta, perturbações espectrais relacionados ao evento e a reorganização cortical para cada um dos estudos. Posteriormente os dados foram analisados estatisticamente por meio do Teste ANOVA Unidirecional, utilizando o método de reamostragem Bootsrap. Os resultados desse estudo revelaram diferenças significativas entre os grupos analisados, principalmente para o comportamento cerebral observado durante o movimento executado nos dois estudos. Contudo, observou-se que para a maioria das crianças com paralisia cerebral não foram encontradas diferenças significativas entre os dados obtidos no instante do planejamento motor, principalmente para o segundo estudo. Acredita-se que esse seja um dos principais fatores para o comprometimento motor e comportamento cerebral oscilatório durante o desenvolvimento das atividades com os membros paréticos e não paréticos