Augusto Buckweitz

Instituto do Cérebro do Rio Grande do Sul
A PREDIÇÃO de transtornos de aprendizagem
Augusto Buchweitz, Ph.D.
Pós-Graduação em Letras – Linguistica
Pós-Graduação em Medicina – Neurociências
Coordenador de Pesquisa em Ressonância Magnética Funcional - InsCer
OUTLINE
Questão
Neurobiologia da aprendizagem da leitura (típica e atípica) 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
Ponto-Chave: PREDIÇÃO
e abandonar “wait to see”
Neurociência
Predição
Educação
Inteligência
artificial
O desenvolvimento típico e atípico (dislexia) da leitura
• O cérebro NÃO é programado para ler.
• Processo de adaptação e aprendizagem, estimulado pela
instrução.
Neuromarcador: giro temporal inf. esq.
área da forma visual das palavras
Illiterate to literate: behavioural and cerebral changes induced by reading acquisition
Stanislas Dehaene, Laurent Cohen, José Morais & Régine Kolinsky
Nature Reviews Neuroscience 16, 234–244 (2015) doi:10.1038/nrn3924
As rotas fonológica e lexical
e o ponto de partida
a) Fonológica: leitura
de palavras novas e
regulares
a) Lexical: leitura de
palavras irregulares
USAMOS AS DUAS,
SEMPRE
O desenvolvimento típico e atípico (dislexia) da leitura
Shaywitz (2008). Overcoming Dyslexia.
DISLEXIA: o que é?
A dificuldade de aprender a ler, afora déficit cognitivo e
problemas socioeconômicos severos, está, em geral,
relacionada a 3 causas:
1. Dislexia, ou dificuldade inesperada de entender e
aprender princípios alfabéticos/logográficos para
desenvolver uma leitura acurada e fluente.
2.
3.
Vocabulário e estratégias de leitura empobrecidos
Motivação
As vezes, essa adaptação acontece com dificuldades…
Dificuldade: leitura com menos fluência em
palavras maiores
BEBÊ ELEFANTE
O BEBÊ ELEFANTE VIVE EM GRUPOS COM SUA MÃE E OUTRAS
FÊMEAS E FILHOTES.
ELE NASCE COM QUASE 1 METRO DE ALTURA E 100 QUILOS DE
PESO. COM TRÊS DIAS DE VIDA, O FILHOTE JÁ COMEÇA A
CAMINHAR, AGARRANDO-SE COM SUA TROMBA NA CAUDA DA
MÃE.
…e pode até ser desproporcionalmente lenta e laboriosa
Dislexia: leitura lenta e laboriosa independente do tamanho da palavra
O BEBÊ ELEFANTE VIVE EM GRUPOS COM SUA
MÃE E OUTRAS FÊMEAS E FILHOTES.
ELE NASCE COM QUASE 1 METRO DE ALTURA
E 100 QUILOS DE PESO.
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 crianças/ 30 escaneadas (início 3/15)
100
300
170
AMBULATÓRIO
Estudo transversal de dislexia: banco de dados
Critérios de inclusão do estudo: ([email protected])
Na triagem telefônica:
• Idade 9-13 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: fMRI crianças disléxicas
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.
Protocolo fMRI
(ambulatório e escolas)
1.
2.
3.
4.
5.
Estrutural
Decisão lexical
Senso numérico
DTI
Resting State
TRUGA
7s
Sim
Não
+
1s
BRASA
7s
Sim
Não
Senso numérico
7s
+
4
1s
SIM NÃO
4s
O cérebro disléxico
Dificuldade de Leitura
Disléxicos
(A) Ativação bilateral do lobo frontal; característica para idade e para dificuldade
(B) Ativação no hemisfério frontal direito característica de dislexia
(A)
(B)
AFNI; p<0.0001 não corrigido para múltiplas comparações
O cérebro disléxico:
ausência das rotas do hemisfério esquerdo
Correlação positiva entre acurácia e ativação: quanto maior a
acurácia, maior a ativação no lobo frontal direito.
AFNI; p<0.0001 não corrigido para múltiplas comparações
Escolas: bons x maus leitores
Maior ativação: área da forma visual das palavras entre bons
leitores de 7-8 anos (n=30)
AFNI; p<0.001; não corrigido
Escolas: correlação
A criança que apresenta mais acurácia na leitura é também a que está ativando
mais a área da forma visual das palavras; também mostra mais ativação relacionada
com articulação das palavras (Broca) e atenção (Cing. Ant)
(a)
(b)
(a) Córtex cingulado ant.
(a) Giro frontal inf. esq.
(a) Giro temporal inf. esq.
(c)
AFNI; p<0.001; não corrigido
Identificação de padrões neurais: Leitura da MENTE??
(Pereira & Mitchell, 2009. Machine learning classifiers and fMRI: A tutorial overview)
Identificação de padrões neurais
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.
Just, Cherkassky, Buchweitz, et al. Identifying Autism from Neural Representations of Social
Interactions: Neurocognitive Markers of Autism. Plos One (2014)
Classificação de padrões
Prova de conceito: classificar o tipo de palavra sendo lida a
partir, tão somente, da ativação neural.
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.
…na dislexia
Identificação de que tipo de palavra está sendo lida utilizando
tão somente a ativação neural.
Classificador
Classe 1
Classe 2
Acurácia
100%
All x Baseline
all > baseline
baseline > all
Regular x
Irregular
regular > irregular
irregular > regular
90%
Irregular x Pseudo irregular > pseudo
pseudo > irregular
90%
Regular x Pseudo regular > pseudo
pseudo > regular
70%
Classificação do tipo de leitor:
Bom x Mau leitor (7-8 anos)
Utilizando tão-somente a ativação neural da tarefa de leitura de palavras e
pseudopalavras conseguimos identificar com 85% de acurácia se uma criança
está entre aquelas que estão lendo acima da média para o grupo e aquelas
que estão abaixo.
RESUMO
Processos cognitivos e o desenvolvimento da alfabetização;
A adaptação do cérebro da linguagem para a leitura: processamento visual sem
simetrização (assimetrização)
Transtornos de aprendizagem: dislexia e discalculia;
Identificação precoce e remediação: os instrumentos para amenizar o problema
Pesquisas sobre neuroimagens funcionais do cérebro e aprendizagem; Cases:
Instituto do Cérebro e o Projeto ACERTA;
Ambulatório de aprendizagem do projeto ACERTA/Instituto do Cérebro do Rio
Grande do Sul – o estudo transversal da dislexia e o banco de dados da dislexia
[email protected]
www.pucrs.br/inscer
Instituto do Cérebro do Rio Grande do Sul
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
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
Endereço/Address:
Av. Ipiranga, 6690 - Prédio/Building:
63 - Cidade/City:
Porto
Alegre/RS - Brasil
AMBULATÓRIO
CAPES
– OBEDUC
2013
CEP/Zip Code: 90610-000 - Fone/Phone number: (55) 51 3320.3485
Dra. Adriana
Costa
CNPq – Universal 2012
www.pucrs.br/inscer
Rudineia Toazza
Ana Bassoa
Instituto do Cérebro do Rio Grande do Sul
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