Instituto do Cérebro do Rio Grande do Sul

Bases neurobiológicas da aprendizagem da leitura e da dislexia

Pós-Graduação em Letras – Linguistica Pós-Graduação em Medicina – Neurociências

Coordenador de Pesquisa em Ressonância Magnética Funcional - InsCer

Questão Neurobiologia da aprendizagem da leitura e predição de risco de dislexia O quê? Índices neurobiológicos e de precisão e velocidade de leitura Como? Projeto ACERTA (CAPES/OBEDUC): a criança e o desenvolvimento do capital mental humano

Desenvolvimento do Capital Mental

EUA: Neurons to Neighborhoods (2000)

Reino Unido: Foresight Project on Mental Capital and Wellbeing

Brasil: Rede Nacional de Ciência para Educação

Contribuição da neurociência para educação?

• O cérebro NÃO é programado para ler.

• Processo de adaptação e aprendizagem, estimulado pela instrução.

As vezes, essa adaptação apresenta dificuldades e pode até ser desproporcionalmente lenta e laboriosa

Dificuldade (Vídeo Poor Reader)

Dislexia (Vídeo Dyslexic Reader)

Como ajudar a criança a desenvolver seu

potencial?

• Identificação precoce: marcadores

• Investigação do funcionamento do cérebro

• Fundamentação: nova pedagogia informada

pela ciência

• Transformação de conhecimento científico em

material acessível

Projeto ACERTA: OBJETIVOS

1. Investigar, pela primeira vez no Brasil, os marcadores neurais do desenvolvimento da leitura (4/2013-4/2017).

2. Desenvolver um modelo computacional e cognitivo para predizer dificuldades e transtornos de leitura (baseado em uma combinação desempenho escolar – índices neurais)

Dois braços do projeto: escolas e ambulatório

Escolas: estudo multicêntrico e longitudinal

1. Porto Alegre (InsCer), Natal (Ice/UFRN) e Florianópolis (Labling/UFSC)

2. Porto Alegre: 170 TCLEs / 12 escaneadas (início 3/15)

ESCOLAS

2013: Provinha Brasil aplicada com o 1o ano: leitura e matemática 2014: Avaliação aprofundada de precisão de leitura e

escrita Avaliação de senso numérico e resolução de

problemas Provinha Brasil

• Média de palavras lidas por minuto = 62,8 (71 alunos de Porto Alegre) • Desvio padrão = 29,8108724

2 DP acima: 03 alunos

1 DP acima: 09 alunos

1 DP abaixo: 09 alunos

2 DP abaixo: nenhum aluno

• Escore médio de relato espontâneo = 3,3

• Escore médio de relato dirigido = 5,8

Velocidade de leitura e compreensão leitora (texto)

Palavras e Pseudopalavras

• Velocidade média de leitura (60 palavras) = 183,3 s (n=84) • Desvio padrão = 137,7436193

2 DP acima: 05 alunos

1 DP acima: 03 alunos

1 DP abaixo: nenhum aluno

2 DP abaixo: nenhum aluno

• Média de erros em palavras irregulares = 5,2

• Média de erros em pseudopalavras = 4,8

• Média de erros em palavras regulares = 2,3

AMBULATÓRIO

Estudo transversal de dislexia: banco de dados

Critérios de inclusão do estudo: Na triagem telefônica:

• idade 8-16 anos; • matrícula regular em escola a partir do 3o ano; • queixa de rendimento abaixo do esperado em leitura

e/ou escrita conforme relato de pais e/ou professores.

AMBULATÓRIO

Estudo transversal de dislexia: banco de dados

Em seguida, estabelece-se avaliação multidisciplinar: (1) anamnese e escalas autoaplicativas para preenchimento dos pais e professores; (2) quoeficiente de inteligência (QI) (WISC–III; igual ou superior a 80); (3) testes padronizados de leitura e escrita para população brasileira; (4) neuroimagem funcional e estrutural.

1. Estrutural 2. Tarefa: Palavras x Pseudopalavras (SALLES 2013) 3. DTI 4. Resting State

TRUGA

Sim Não

7s

+ BRASA

Sim Não

1s

7s

PROTOCOLO fMRI

PROTOCOLO fMRI

RESULTADOS

Maior índice de acertos para palavras regulares e pseudopalavras; irregulares com o pior índice Tempo de resposta (é uma palavra, sim ou não?) mais longo para pseudopalavras

RESULTADOS: fMRI

Leitura de todas palavras > linha de base: lobo frontal direito (n=24)

SPM8; p<0.0001 não corrigido para múltiplas comparações

A ativação do lobo frontal para a leitura é comum em crianças; trata-se de uma marca do desenvolvimento da leitura. Com o passar do tempo e desenvolvimento da leitura, entretanto, esta diminui e “posterioriza-se”. O desafio é separar esta característica do desenvolvimento dos sinais precoces de dislexia.

Dificuldade de Leitura (n=6) Disléxicos (n=18)

(A) Ativação bilateral do lobo frontal; característica para idade e para dificuldade (B) Ativação no hemisfério frontal direito característica de dislexia

RESULTADOS: fMRI

(A) (B)

SPM8; p<0.0001 não corrigido para múltiplas comparações

RESULTADOS: fMRI

Correlação positiva entre acurácia na leitura de palavras e pseudopalavras e ativação: quanto maior a acurácia, maior a ativação principalmente no lobo frontal direito.

SPM8; p<0.0001 não corrigido para múltiplas comparações

Medida da qualidade das conexões entre áreas da linguagem

RESULTADOS: DTI

Correlação positiva FA e desempenho: cluster no extremo posterior do fascículo longitudinal inferior

Classificação de padrões

O componente que distingue a maneira como o cérebro de um paciente autista funciona ao imaginar situações de interação social é a quase ausência de ativação associada com a representação de SELF.

Classificação de padrões

Just, Cherkassky, Buchweitz, et al. Identifying Autism from Neural Representations of Social Interactions: Neurocognitive Markers of Autism. Plos One (2014)

Prova de conceito: classificar Tarefa x Descanso no grupo atual. O objetivo final será identificar disléxico x controle baseado tão somente na ativação neural. A partir deste trabalho, identificaremos as redes de ativação discriminantes entre disléxicos e controles, como foi feito no trabalho com autistas.

Classificação de padrões

Identificação de que tipo de palavra está sendo lida utilizando tão somente a ativação neural.

…na dislexia

Classificador Classe 1 Classe 2 Acurácia

All x Baseline all > baseline baseline > all 100%

Regular x

Irregular regular > irregular irregular > regular 90%

Irregular x Pseudo irregular > pseudo pseudo > irregular 90%

Regular x Pseudo regular > pseudo pseudo > regular 70%

Localização dos voxels que mais contribuem para classificação

RESUMO

1. Objetivos e racional (projeto no seu primeiro ano) 2. Avaliação de sala de aula: escores e métricas

padronizadas para desempenho; bases neurais do desenvolvimento da leitura

3. Ambulatório: serviço aberto à comunidade; banco de dados sobre as bases neurais da dislexia

4. Primeiros resultados: ativação e DTI 5. Prova de conceito para a classificação de padrões

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INSCER Dr. Jaderson Costa da Costa Dra. Mirna Wetters Portuguez Dr. Alexandre Franco PUCRS Dr. Felipe Meneguzzi PUCRS PG Carol Frohlich Nathassia Aurich Simone Fernandes Francieli Piper Aline Fay Bernardo Limberger Mariana Terra AMBULATÓRIO Dra. Adriana Costa Rudineia Toazza Ana Bassoa

INICIAÇÃO CIENTÍFICA PUCRS Valentina Cara Cristiano Aguzolli Jose Osmar Luis Dresch Alexandre Panta Teitelbaum FLORIPA – UFSC Dra. Mailce Mota NATAL – UFRN Dr. Sidarta Ribeiro Natalia Mota Dra. Janaina Weissheimer FOMENTO CAPES – OBEDUC 2013 CNPq – Universal 2012

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