Associação entre aptidão física com atenção visual e desempenho acadêmico em crianças saudáveis

Association between aerobic fitness, visual attention and academic performance in healthy children

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Apesar de grande número de evidências apontarem para a necessidade de engajamento diário em programas de exercícios e/ou atividades físicas, dados epidemiológicos demonstram um considerável aumento em doenças associadas ao sedentarismo na população mundial, incluindo crianças e adolescentes1, 2. Não surpreendente, o consumo de uma dieta hipercalórica rica em gorduras saturadas e carboidratos, aumento do tempo em atividades sedentárias associado à diminuição do gasto energético em atividades físicas antes, durante, e após o período escolar, contribuem consideravelmente para esse cenário3.

É bem estabelecida a relação entre a participação regular em atividades físicas e a melhora da aptidão física em escolares4. Além disso, crianças e adolescentes com maior aptidão física apresentam menores taxas de comorbidades (ex: diabetes mellitus tipo 2; dislipidemia; câncer; doenças neurodegenerativas) na vida adulta em comparação a seus pares inativos5,6. De maneira interessante, a literatura indica que a prática regular de exercícios físicos também pode influenciar positivamente o desempenho cognitivo e a saúde mental de crianças7.

Estudos demonstraram que crianças engajadas em atividades físicas regulares obtém melhores resultados em testes da função executiva (ex: memória de trabalho, planejamento, atenção) e desempenho acadêmico (ex: leitura, aritmética, escrita) em comparação aos seus pares insuficientemente ativos8. Contudo, é possível que as diferenças metodológicas em relação à faixa etária estudada (crianças, adolescentes), duração (agudo ou cronicamente) e testes cognitivos utilizados (função executiva, quociente de inteligência, matemática, leitura, escrita) não permitem maiores extrapolações9,10,11. Nesse sentido, crianças (seis até 12 anos) parecem ser beneficiadas quando as práticas de atividades físicas são incorporadas ao ambiente escolar, seja por um maior tempo para a pratica ou quando submetidas a programas estruturados de atividades físicas (isto é, planejado e supervisionado)12. Entretanto, ainda não é claro se um maior nível de aptidão física pode influenciar positivamente a função cognitiva de crianças saudáveis.

O treinamento físico (agudo ou crônico) parece ser uma importante estratégia para beneficiar o desempenho cognitivo de crianças em desenvolvimento13. De maneira interessante é esperado que crianças entre oito e 12 anos de idade apresentem um elevado metabolismo cerebral em paralelo com altos níveis de substância cinzenta cortical, sugerindo que indivíduos em desenvolvimento necessitam de um alto custo por energia (ressíntese de adenosina trifosfato) para a manutenção dos processos cognitivos (ex: cálculo matemático; aprendizagem), sendo o exercício físico capaz de propiciar, nesse contexto, efeitos positivos14.

Assim, é possível presumir que o engajamento em atividades físicas regulares esteja associado com melhor desempenho cognitivo e acadêmico.

Portanto, o objetivo do estudo foi investigar uma possível associação da aptidão aeróbia com a atenção visual seletiva, alternada e sustentada e o desempenho escolar em crianças saudáveis.

Material e métodos

Casuística

Esse estudo transversal, composto por 51 crianças (sete a doze anos) de ambos os sexos, foi realizado em uma escola municipal de ensino fundamental localizada na cidade de Recife, Pernambuco, Brasil. Os critérios de exclusão foram: i) diagnóstico de transtornos cognitivos (ex: déficit de atenção e hiperatividade, depressão, transtorno pós-traumático; ii) traumatismo craniano; iii) qualquer diagnóstico de doenças crônicas ou infecciosas; iv) diagnóstico de doenças oculares que poderia comprometer a capacidade visual nos testes cognitivos e de desempenho escolar, obtidos por meio de anamnese (auto relato).O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa Envolvendo Seres Humanos da Universidade Federal de Pernambuco (parecer n. 1.526.106) e todos os responsáveis pelos participantes foram informados sobre a pesquisa e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Os níveis de aptidão aeróbia, desempenho acadêmico e atenção visual foram determinados a partir da utilização dos testes de seis minutos, teste de Desempenho Escolar (TDE) e Teste de Atenção Visual (TAVIS-4), respectivamente. A fim de caracterizar a amostra do presente estudo, foi aplicado o questionário de maturação sexual determinada de acordo com os métodos de Tanner15 e a avaliação da composição corporal através cálculo do índice de massa corporal (IMC). As avaliações foram realizadas dentro do ambiente escolar, em uma sala de aula reservada, exceto o teste de seis minutos que foi realizado no ginásio poliesportivo da escola. Buscando minimizar a sobrecarga neuropsicológica dos participantes do estudo, o TAVIS-4 foi aplicado no 1º dia, o TDE no 2º dia e o teste de seis minutos no 3º dia.

Composição Corporal

A massa corporal dos participantes foi determinada por balança digital (Filizola®), com precisão de 0,1 kg. Com auxílio do estadiômetro (haste metálica graduada em 0,5cm), foi determinada a altura, medida em metros, com a criança na posição em pé, descalço sobre a plataforma, com os calcanhares juntos e olhar para o horizonte. Estes dados foram utilizados para o cálculo do índice de massa corporal (IMC).

Aptidão Aeróbia

A avaliação da aptidão aeróbia foi realizada por meio do teste de seis minutos da Bateria de Testes PROESP-BR, validado para a faixa etária do presente estudo16.O teste consiste de uma demarcação de dois pontos no chão com uma distância de 6 metros entre eles. Ao sinal de um apito os participantes devem realizar o percurso indo e voltando o maior número de vezes que conseguir no tempo máximo de seis minutos. Durante a execução do teste o avaliador informa a passagem do tempo (por ex, “Atenção: falta 1 minuto”), caso o avaliado sinta-se cansado pode diminuir o ritmo de sua velocidade e caminhar sem poder parar totalmente. Ao final, calcula-se a distância total em metros que cada indivíduo percorreu no tempo determinado. A amostra foi dividida em dois grupos conforme os dados obtidos na avaliação da aptidão aeróbia utilizando o percentil 75 como ponto de corte17.

Atenção Visual

A avaliação da atenção visual foi realizada com o programa computadorizado Teste de Atenção Visual (TAVIS-4) normatizado para crianças18. O teste é composto por três tarefas distintas com o objetivo de avaliar a atenção seletiva (1), atenção alternada (2) e atenção sustentada (3). A tarefa 1 consiste no examinado responder seletivamente a um estímulo-alvo apresentado dentre vários estímulos. Na tarefa 2 o examinado deve manter a atenção e responder alternadamente a dois parâmetros: igual ou diferente. Na tarefa 3 o examinado deve permanecer continuamente atento à tela do computador por aproximadamente 10 a 15 minutos, podendo variar de acordo com a idade do avaliado, respondendo o mais rápido possível ao aparecimento de um novo estímulo19. Após a aplicação, o computador armazena e classifica os erros por omissão (EPO) e por ação (EPA), além do tempo médio de reação do indivíduo (TMR) em cada uma das três tarefas. O tempo total da aplicação foi de aproximadamente 25 minutos.

Desempenho Acadêmico

O Teste de Desempenho Escolar (TDE) é um instrumento psicométrico com objetivo de avaliar as capacidades fundamentais para o desempenho acadêmico, composto por subtestes de escrita, aritmética e leitura20. A primeira etapa do teste consiste na escrita correta do nome do avaliado e posteriormente a escrita de palavras contextualizadas, apresentadas sobre a forma de ditado. Após essa fase o avaliado tentará resolver por escrito o maior número de problemas matemáticos que conseguir sendo eles problemas de adição, subtração, multiplicação e adição. Por último o avaliado terá de ler de forma correta diversas palavras expostas no livreto. O avaliador corrige o livreto e os subtestes apresentam uma escala de itens em ordem crescente com classificação que varia entre inferior, médio e superior no que tange ao escore total dos subtestes20.

Análise Estatística

Para a análise dos dados foi utilizada a estatística descritiva e inferencial. Para verificar a normalidade dos dados foi utilizado o teste de Kolmogorov-Smirnov. A amostra foi categorizada em dois grupos de acordo com os escores obtidos no teste de aptidão aeróbio, assumindo como ponto de corte o Percentil 75 (Grupo 1 – Percentil<75 e Grupo 2 – Percentil ≥75, sendo os melhores desempenhos no teste de seis minutos agrupados no G2, n=14). Para verificar a diferença entre os grupos foi utilizado o teste t para grupos independentes para as variáveis com distribuição normal e o teste U Mann Whitney para as variáveis com distribuição não normal. Para analisar a associação entre os valores de aptidão aeróbia com as variáveis de atenção e escores de teste de desempenho escolar, foi utilizada a correlação de Pearson. Para todos os testes foi adotado nível de significância p<0,05 e utilizado o software Statistica 10.0 para Windows.

Resultados

Na tabela 1 são apresentados os dados demográficos dos participantes do estudo.

No teste de desempenho escolar (TDE), não foram observadas diferenças estatisticamente significantes entre G1 e G2 na escrita, aritmética e leitura (Tabela 2). De maneira similar, não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes no EPO, EPA e TMR nas tarefas da atenção seletiva, alternada e sustentada do TAVIS-4 (Tabela 3).

Na tabela 4 são apresentadas as relações da aptidão aeróbia com os testes de atenção (seletiva, alternada e sustentada) e desempenho escolar (escrita, aritmética, leitura e escore total). A aptidão aeróbia foi positiva e fracamente relacionada com EPO para a atenção seletiva e alternada, e com o TMR para a atenção alternada. Não foram encontradas relações com as demais variáveis atencionais e com o desempenho escolar (escrita, aritmética, leitura e escore total).

Tabela 1
Dados de caracterização dos participantes do estudo

*Diferença estatisticamente significante entre os grupos p < 0,0001. ♂ = masculino; ♀ = feminino.

Os autores.

Tabela 2
Resultados do teste de desempenho escolar entre os grupos

Nenhuma diferença estatisticamente significante foi observada para o teste de desempenho escolar entre os grupos.

Os autores.

Tabela 3
Comparação dos escores do teste de Atenção visual entre os grupos

Nenhuma diferença estatisticamente significante foi observada para o teste de Atenção Visual entre os grupos.

Os autores.

Tabela 4
Correlação entre atenção visual e desempenho escolar com aptidão aeróbia

TMR, tempo de reação; EPO, erro por omissão; EPA, erro por ação.

*Diferença estatisticamente significante entre a correlação da aptidão aeróbia com desempenho escolar e atenção visual.

Os autores.

Discussão

Nossos dados demonstram que maior aptidão aeróbia não se relaciona com melhores desempenhos em testes de atenção e desempenho escolar, possivelmente por níveis insuficientes de aptidão aeróbia evidenciados na amostra estudada quando comparado aos valores de referência para o teste de 6min (PROESP-BR). Ao contrário do esperado, melhor aptidão aeróbia foi positiva e fracamente relacionada com erros por omissão (EPO) da atenção seletiva e alternada, e com o tempo de reação (TMR) da atenção seletiva (tabela 4). Em geral, nossos resultados sugerem que níveis insuficientes de aptidão aeróbia não influenciam a cognição em crianças saudáveis.

O exercício físico tem se destacado como uma importante estratégia capaz de beneficiar o cérebro e a função cognitiva de crianças e adolescentes21. Tendo em vista a positiva relação entre o exercício físico agudo ou crônico sobre o sistema nervoso central, tornou-se possível especular que um maior nível de aptidão física está associado com melhores desempenhos escolares e na cognição de crianças saudáveis.

As hipóteses fisiológicas responsáveis pelos benefícios do exercício físico sobre o desempenho cognitivo e a saúde mental são: a) aumento da oferta por nutrientes (ex: glicose; creatina; aminoácidos) e oxigênio através do incremento no fluxo sanguíneo cerebral; b) aumento na expressão e liberação de neurotransmissores (ex: serotonina) e neurotrofinas (ex: BDNF) capazes de modular o potencial de ação e aumentar o volume cerebral (substância cinzenta), respectivamente; c) modulação de diversos hormônios com ações centrais (ex: β-endorfina; cortisol; insulina) que podem influenciar a morfologia e ativação cortical, além da própria função cognitiva22.

Considerando os efeitos positivos do exercício físico para a maturação e desenvolvimento de crianças, um maior engajamento em atividades físicas diárias pode elevar o nível de aptidão física com consequentes benefícios na cognição de escolares23. Contudo, em nosso estudo, maior aptidão aeróbia não foi associada com melhor atenção seletiva, como também melhor desempenho escolar nas crianças estudadas.

Diversos fatores podem estar relacionados ao fato das crianças com maior aptidão aeróbia de nosso estudo não apresentaram melhores respostas cognitivas nos testes de atenção e desempenho escolar. Previamente, observamos que apenas a memória incidental de uma amostra semelhante de escolares (10 anos de idade) foi associada com um maior tempo despendido em atividades físicas no lazer24. Ainda que o desenho metodológico utilizado no presente estudo (transversal) foi semelhante aos prévios trabalhos que investigaram associação entre atividade física e a cognição em escolares24,25, a necessidade de intervenções no próprio ambiente escolar onde ocorreu a pesquisa tornou-se imprescindível a fim de atestar os benefícios do treinamento físico na cognição. Nesse contexto, estudos randomizados e controlados realizados dentro da escola não são unanimes e apresentam inconsistências em relação aos efeitos do treinamento físico ou mais tempo de educação física escolar sobre a cognição de escolares26. Ademais, significativas alterações cerebrais e sistêmicas decorrentes da puberdade são esperadas nessa faixa etária27.Entretanto, não foram observados em nosso estudo diferenças estatisticamente significante na maturação sexual que justificassem possíveis diferenças no desempenho cognitivo entre G1 (P<75) e G2 (P≥75) (p = 0,5).

Evidências demonstram que a combinação de exercício físicos com esforços entre moderada e alta intensidades intercalados com tarefas complexas (que exige grande demanda mental) culmina no melhor desempenho cognitivo em comparação as aulas de educação física escolar28. Best29 observou que a inclusão de jogos de vídeo game que exijam demanda física durante os objetivos de suas tarefas (ex: “exergames”) resulta em melhorias cognitivas significativas. Embora tenha havido ausência de dados sobre as características dos jogos de vídeo game praticados pelas crianças que avaliamos, não houve diferença significativa em relação ao tempo despendido nessa atividade entre G1 (P<75) e G2 (P≥75) (p = 0,8).

Pouco se sabe acerca do volume de treinamento físico necessário para se alcançar benefícios cognitivos em crianças29. Altos níveis de aptidão cardiovascular podem sugerir melhores resultados na cognição via adaptações fisiológicas propiciadas pelo treinamento físico na estrutura e metabolismo cerebrais22. Interessantemente, é esperado que crianças entre oito e 12 anos apresentem elevado metabolismo cerebral para manter o processamento e desenvolvimento cerebrais e o treinamento físico regular realizado em moderada e alta intensidades pode contribuir para um elevado suporte energético cerebral nessa população14. Em nossa amostra, as crianças do grupo G2 (P≥75), todavia, não atingiram níveis suficientes de aptidão aeróbia recomendada para essa população (>700metros), fato que pode estar relacionado com a ausência de benefícios cognitivos esperados por um maior engajamento em atividades físicas regulares.

De maneira alternativa, fatores externos podem influenciar a cognição de escolares. O consumo excessivo de alimentos ricos em gordura, por exemplo, está relacionado com aumento da resposta inflamatória central que impactam negativamente sobre a estrutura e metabolismo cerebrais, além da própria função cognitiva, assim como o ambiente e o convívio familiar que exercem forte influência sobre o desenvolvimento infantil, de tal forma que casos de maltrato infantil e abandono podem causar o comprometimento da cognição30. Contudo, em nosso estudo não foi possível avaliar a alimentação e o contexto social dos participantes que potencialmente poderiam explicar nossos achados.

Conclusão

Os resultados do presente estudo sugerem que níveis insuficientes de aptidão aeróbia parecem não influenciar a cognição de crianças saudáveis em fase escolar. Ainda que fatores externos possam exercer influência sobre os achados de nossa pesquisa, políticas públicas voltadas para promoção da prática regular de atividades físicas dentro e fora do ambiente escolar tornam-se fundamentais a fim de melhorar a saúde física e cognitiva de crianças em desenvolvimento.

Agradecimentos

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Grupo de Pesquisa em Exercício Físico, Nutrição e Sistema Nervoso Central (GENSC), fundamental para esse estudo.

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