Se no início não conseguir encontrar-me, não desanime
Se não me encontrar num lugar, procure noutro,
Eu pararei em algum lugar à sua espera
“Song of Myself” de Walt Whitman
Parte II – A escrita manual e o desenvolvimento intelectual. Escrever é pensar, e pensar é o caminho para agir.
Escrever e ler são recíprocos. Ambos são necessários para que as crianças se tornem leitores e escritores fluentes
Autora anónima do sítio Learning for Life da plataforma Medium
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Nota de editor:
A ordem que se segue nesta Parte II respeita a progressão de dificuldade estabelecida pelo autor da série — N1, N2, N3 — com uma sequência interna a cada grupo pensada para maximizar a coerência de leitura: dos conceitos mais gerais para os mais específicos dentro de cada nível. O presente texto enquadra-se no Nível 3.
Questionámo-nos sobre editar este texto em duas partes ou numa só vez, na íntegra. Atendendo a que este texto pertence ao grupo N3, mais complexo, e dedicado sobretudo a pessoas com sólida formação científica nas áreas das ciências cognitivas, optámos então pela sua publicação numa só vez.
Chamamos ainda a atenção do leitor para o seguinte neste texto: os pontos de Sumário, 1. Introdução, 4. Discussão e 5. O papel do giro fusiforme no processamento de letras constituem a tradução literal do texto original. Os pontos 2. Materiais e Métodos e 3. Resultados constituem um resumo efetuado pelo robô de conversação ChatGPT. Quanto às notas do texto recomendamos a sua consulta no original.
FT
Seleção e tradução de Júlio Marques Mota
25 min de leitura
Texto 20 – Os efeitos da experiência da escrita à mão no desenvolvimento funcional do cérebro em crianças pré-letradas
Por 
Karin H James e 
Laura Engelhardt
Publicado por 
em 1 de Dezembro de 2012 (original aqui)
Sumário
Numa era de crescente desenvolvimento tecnológico, a possibilidade de que a digitação em teclados substitua a escrita manual levanta questões sobre a utilidade futura das competências de escrita à mão. Neste estudo, apresentamos provas de que a ativação cerebral durante a perceção de letras é influenciada de formas distintas e importantes pela experiência prévia de escrever letras à mão, em comparação com a experiência prévia de digitá-las ou cobrir o seu tracejado. Crianças pré-letradas de cinco anos de idade escreveram, digitaram ou decalcaram letras e formas geométricas. Posteriormente, observaram imagens desses estímulos enquanto eram submetidas a exames de ressonância magnética funcional (fMRI). Um “circuito de leitura” previamente documentado foi ativado durante a perceção das letras apenas após a experiência de escrita manual — e não após a digitação ou o decalque das mesmas. Estes resultados demonstram que a escrita à mão é importante para o funcionamento precoce de regiões cerebrais envolvidas no processamento de letras e conhecidas por sustentarem uma leitura bem-sucedida. Assim, a escrita manual pode facilitar a aquisição da leitura em crianças pequenas.
1. Introdução
A leitura é um desenvolvimento relativamente recente para os cidadãos em geral na história da cognição humana, mas tornou-se uma competência fundamental para o funcionamento na sociedade moderna. Assim, compreender os mecanismos subjacentes à aquisição da leitura durante o desenvolvimento é um esforço importante tanto para a educação e políticas públicas como para a ciência de base. O processamento individual de letras é um componente especialmente importante tanto na aquisição da leitura quanto na leitura fluente [57]. Em crianças pré-letradas, o reconhecimento de letras é um precursor da leitura fluente. A velocidade e a precisão ao nomear letras nos anos pré-escolares são melhores preditores da competência de leitura futura do que medidas como o conhecimento de correspondência letra–som [45,21,67]. Atrasos iniciais no reconhecimento de letras preveem significativamente dificuldades de leitura em anos escolares posteriores e contribuem para o diagnóstico de atrasos na literacia [12]. Em leitores experientes, a identificação de letras individuais continua a ser uma etapa importante do processamento no reconhecimento visual de palavras. Em suma, a competência de reconhecer letras individuais do alfabeto é uma competência fundamental para a leitura.
Os processos envolvidos no reconhecimento de letras não são bem compreendidos, mas, assim como na aprendizagem de reconhecer muitas imagens visuais, a aprendizagem de letras exige que muitas instâncias perceptualmente diferentes sejam agrupadas numa uma única categoria abstrata. Por exemplo, precisamos de aprender que referem-se todas à mesma categoria da letra A. Durante a perceção de letras, devemos processar e usar informações visuais que especificam os tamanhos relativos, localizações, orientações e ângulos das linhas nos estímulos, porque essas características definem a identidade da letra. Frequentemente, utilizamos informações de forma global para categorizar objetos que não são letras, mas o reconhecimento de letras não se pode basear apenas nas diferenças de forma global, pois diferentes letras – por exemplo, o ‘b’ e o ‘d’ minúsculos – podem ter a mesma forma global e diferir apenas na orientação dessa forma. Portanto, enquanto a maioria dos objetos pode ser reconhecida a partir de uma variedade de orientações, uma mudança na orientação de uma letra pode alterar a identidade da letra. Da mesma forma, embora geralmente possamos reconhecer objetos familiares mesmo com ocultação parcial, até mesmo uma pequena quantidade de ocultação pode alterar a identidade de uma letra.
Consequentemente, o reconhecimento de letras é diferente do reconhecimento de outros objetos, porque não nos podemos basear apenas na forma global; somos obrigados a codificar e usar informações de orientação, e não podemos ignorar nem mesmo pequenas mudanças na aparência devido à ocultação.
Há provas substanciais de que a perceção de letras depende tanto da forma global quanto da perceção de características locais. Por exemplo, o bem conhecido “efeito de precedência global”, que demonstra que a forma global é processada antes das características locais durante a perceção de letras, também mostra que as características locais ainda são processadas e podem interferir no processamento da forma global — neste caso, das letras (para revisão, ver [40]). Investigações em neuroimagem sugerem ainda que o hemisfério direito processa as [ondas de] baixas frequências espaciais necessárias para a perceção global, enquanto o hemisfério esquerdo processa as frequências espaciais mais altas usadas no processamento de características locais [15], e que esse processamento especializado ocorre após uma etapa preliminar de processamento visual dos estímulos, sendo, portanto, afetado por processos top-down [n.t. no sentido de o cérebro utiliza o que já sabe para interpretar a realidade], como a atenção [30]. As informações de alta frequência espacial, tão importantes no reconhecimento de letras, podem ser interpretadas como reflexo da importância das características e das suas relações entre si. Essa hipótese alinha-se bem com os resultados de que o processamento de letras é mais uma função do hemisfério esquerdo (por exemplo, [33]), um processamento que requer ênfase no processamento de características locais. Além disso, muitas investigações importantes conduzidas por Sanocki e seus colegas mostraram que o reconhecimento de letras depende da definição de um conjunto de características cuja inclusão depende tanto da distintividade como das semelhanças (por exemplo, [61]). Adicionalmente, as semelhanças podem ser importantes para definir uma categoria de letra, enquanto a distintividade pode ajudar a processar categorias subordinadas, como tipo de letra ou fonte [61].
No entanto, o reconhecimento de letras por adultos letrados é minimamente afetado — ou nem é afetado — por variações como mudanças de fonte, tamanho ou maiúsculas/minúsculas. Como é que crianças que estão apenas a aprender a distinguir e reconhecer letras conseguem identificar quais as propriedades perceptuais das letras que são importantes para observar e quais as que podem ser ignoradas? Nós e outros investigadores propusemos que é a criação das formas das letras na escrita que permite às crianças compreender quais são as propriedades perceptuais que são cruciais para a identidade da letra e quais as que não são [31, 34, 44, 53].
Quando as crianças começam a escrever à mão [com letra de imprensa], a sua produção motora (uma letra) não se conforma com o modelo prototípico de letra: cada produção (que também é o estímulo perceptual) pode ser considerada ruidosa em relação ao modelo. Além disso, diferentes exemplares da mesma letra produzidos pela criança são altamente variáveis e, portanto, as perceções também são variáveis.
Curiosamente, as crianças ainda conseguem reconhecer com precisão as suas formas impressas atípicas como sendo as letras pretendidas — presumivelmente porque elas mesmas as criaram (dados não publicados). Noutras atividades sensório-motoras que produzem letras — em particular, decalcar e digitar — as crianças conseguem produzir formas semelhantes, se não idênticas, às formas-alvo (não ruidosas). No entanto, propomos que a experiência de produzir cópias precisas de letras por meio de decalque ou digitação não contribui para o conhecimento das letras pela criança da mesma forma que a experiência de escrever cópias menos precisas de letras — na verdade, a produção altamente variável da escrita livre inicial pode ser um componente crucial para o desenvolvimento do reconhecimento e compreensão das letras.
Está estabelecido que a variação entre exemplares de uma categoria pode conduzir a uma melhor abstração das características invariantes dessa categoria (cf. [55]). Um apoio recente a esta ideia no âmbito do desenvolvimento cognitivo provém de um estudo em que crianças aprenderam um conjunto de exemplares de categoria muito semelhantes versus um conjunto de exemplares altamente variados, sendo posteriormente avaliadas quanto à sua capacidade de generalização dentro da categoria aprendida e também fora dela [54]. Perry e colaboradores seus demonstraram que ensinar às crianças o mesmo rótulo categorial (por exemplo, «Bucket») para exemplares com aparências muito diferentes conduziu a uma utilização mais ampla e mais precisa desse rótulo para outras instâncias não ensinadas. Estes resultados sugerem que a produção, por parte da criança, de muitas formas diferentes de uma mesma letra durante a escrita manual — o que gera exemplares variados de uma categoria — pode ampliar essa categoria de letra no sistema de reconhecimento de letras em desenvolvimento e melhorar o reconhecimento de uma gama mais vasta de exemplares.
Considera-se que a capacidade de utilizar categorias para agrupar informação visual é crucial para a rapidez do reconhecimento visual observada no comportamento humano (ver [28] para uma revisão). Assim, a aprendizagem de categorias abstratas é benéfica para o reconhecimento [27], e a aprendizagem de exemplares percetivamente variados favorece a formação dessas categorias. Consequentemente, aprender através da perceção de exemplares variados pode melhorar o reconhecimento. É com base nesta lógica que acreditamos que a escrita manual de letras pode contribuir para o aperfeiçoamento do reconhecimento de letras. Contudo, interessa-nos também compreender os mecanismos subjacentes a esta aprendizagem — em particular, de que forma é que o cérebro modifica as suas respostas à medida que nos tornamos mais competentes na classificação de exemplos no seio de diferentes categorias.
Investigações em neurociência cognitiva demonstraram que, uma vez que exemplos de categorias abstratas são classificados com sucesso, as estruturas do hemisfério esquerdo passam a dominar o reconhecimento visual [64]. Por exemplo, Seger e colaboradores [64] acompanharam os padrões de resposta neural à medida que os indivíduos se tornavam mais eficientes na classificação de exemplos nas categorias. À medida que os participantes aprendiam a classificar padrões semelhantes a tabuleiros de xadrez, observou-se uma mudança de uma ativação lateralizada à direita no córtex frontal, parietal e occipital para uma ativação bilateral e, posteriormente, para uma ativação lateralizada à esquerda [64].
Essa mudança na lateralização pode estar na base da dominância do hemisfério esquerdo no processamento de letras e palavras observada na maioria dos indivíduos letrados. Na maioria dos adultos, um conjunto previsível de regiões neurais lateralizadas à esquerda é ativado durante a leitura ([13, 48, 66]; para uma revisão, ver [16]). O processamento de letras isoladas envolve o giro fusiforme esquerdo, uma região cortical que se estende pela porção ventral do lobo temporal na junção occipito-temporal, em estreita proximidade com áreas de associação visual [20, 24]. As palavras são processadas numa região diferente ao longo desse giro (cf. [13, 48, 34]). O processo de leitura, de modo geral, utiliza os giros occipital esquerdo, temporal ventral, parietal posterior e frontal inferior (por exemplo, [66]). Uma região que é ativada durante a perceção de letras, mas não durante a leitura na maioria dos estudos, é o córtex pré-motor ([33]; mas veja o caso especial da leitura de verbos, por exemplo, [56]). Não se sabe porque é que as letras são processadas em regiões neurais diferentes das palavras — especificamente, no giro fusiforme e no córtex pré-motor —, mas algumas hipóteses já foram eliminadas. Por exemplo, o comprimento do estímulo, por si só, não afeta a região de processamento [34], nem a sua legibilidade: pseudopalavras (grupos de letras sem significado) são processadas em “regiões de palavras”, e não em “regiões de letras” [17, 18, 6]. Uma hipótese interessante que emergiu dessa literatura é que as letras podem ser processadas de forma diferente das palavras, em parte devido à nossa experiência motora com elas [31, 33, 41, 44]. Quando escrevemos, escrevemos uma letra de cada vez; portanto, deve existir informação motora associada à informação visual armazenada sobre letras individuais, e talvez não às representações das combinações variáveis dessas mesmas letras.
De facto, investigadores afirmaram que existem pelo menos dois aspetos envolvidos na escrita de letras: um código interno, que especifica a forma da letra e tem origem no lobo parietal superior (Basso et al., 1978 [3]), e um código grafomotor, que utiliza o córtex pré-motor (Brain, 1967 [4]). Além disso, uma área do córtex pré-motor dorso lateral, denominada área de Exner, é amplamente reconhecida como importante para a escrita (por exemplo, Anderson et al., 1990 [1]), completando um possível circuito para a escrita de letras que envolve o lobo parietal posterior, o córtex pré-frontal e o córtex pré-motor. Mas será que esse circuito de escrita também fornece informações para a perceção das letras? Como é que a nossa experiência de escrever influencia o processamento visual das letras?
Estudos recentes investigaram o papel da prática motora no reconhecimento subsequente de letras [41, 32]. Estudos comportamentais com adultos mostram que o reconhecimento de letras se beneficia mais da prática de escrita manual do que da prática de digitação [44, 32], e estudos de neuroimagem em adultos indicam que a perceção visual de letras utiliza sistemas motores normalmente dedicados à execução dos movimentos de escrita ([33, 41, 50]).
De forma importante, James e Atwood [32] demonstraram que adultos que tiveram experiência de escrita manual com estímulos semelhantes a letras inéditas desenvolveram especialização funcional cortical para esses estímulos. Especificamente, após a experiência de escrita manual, os participantes apresentaram maior ativação no giro fusiforme esquerdo ao visualizar pseudoletras que haviam desenhado anteriormente do que ao visualizar pseudoletras que apenas haviam estudado visualmente, mas não desenhado [32]. Esses resultados sugerem que a experiência motora, por produzir exemplares variados de uma mesma letra, pode modificar o processamento visual durante o reconhecimento posterior de letras em adultos.
O primeiro passo para investigar esta hipótese foi demonstrar que aprender letras por meio da escrita manual produz um processamento neural diferente daquele que é resultante da aprendizagem das letras apenas por prática visual. Optámos por abordar esta questão e por tentar replicar os resultados anteriores num estudo de ressonância magnética funcional (fMRI) com crianças em idade pré-escolar [31]. As crianças aprenderam as letras através da escrita manual ou através de prática visual. Ambos os grupos aprenderam a reconhecer as letras. No entanto, os resultados das imagens cerebrais mostraram que as crianças que tinham escrito as letras apresentavam maior ativação no giro fusiforme esquerdo durante a perceção das letras do que as crianças que tinham aprendido as letras sem prática de escrita.
Os resultados obtidos com adultos e crianças são os mesmos. Em conjunto, eles fornecem evidências de que a experiência de escrita manual leva à utilização de regiões neurais específicas para o processamento de letras e pode ser importante para a formação do sistema neural que será responsável pelo processamento das letras quando o indivíduo se tornar letrado [31]. No entanto, os resultados não estabelecem que a escrita manual seja o único tipo de experiência motora capaz de produzir esse efeito. O presente estudo procura investigar que tipo de experiência motora é necessária para a criação dessa rede entre escrita e perceção. É possível que os atos motores durante a aprendizagem simplesmente envolvam a atenção — neste caso, a atenção às formas das letras — de maneira mais eficaz do que a aprendizagem visual sem um componente motor. Se for esse o caso, então qualquer movimento motor que acompanhe a aprendizagem visual — por exemplo, digitar as letras a serem aprendidas usando o método de “procurar e pressionar” uma tecla de cada vez (hunt-and-peck typing) — deveria facilitar a especialização neural para as letras.
Por outro lado, pode ser que seja necessária uma atividade motora específica para cada letra (isto é, formar o desenho de cada letra com um instrumento, como a mão) para que essa especialização surja. Nesse caso, copiar uma letra por meio de decalque (tracing) poderia ser tão eficaz quanto escrevê-la livremente à mão. Por fim, é possível que as letras precisem de ser criações livres da própria criança (como discutido anteriormente), resultando em formas de letras variadas e não estereotipadas. Se esse for o caso, então apenas a prática de caligrafia (printing practice), e não o decalque ou a digitação, levará à especialização neural.
O presente estudo foi concebido para testar todas essas possibilidades, comparando os efeitos desses diferentes tipos de experiência motora durante a aprendizagem de letras no desenvolvimento da especialização neural para letras em crianças. As crianças pré-letradas participantes neste estudo produziram letras e formas simples por meio da escrita manual (escrita livre ou declaque) ou da digitação utilizando uma única tecla. É necessária uma observação sobre a terminologia utilizada: neste caso, a escrita manual refere-se à escrita livre de letras manuscritas apresentadas num ecrã de computador, não envolvendo a escrita cursiva.
Após um destes três tipos de treino, os participantes realizaram uma sessão de imagiologia funcional (fMRI), na qual observaram passivamente as letras e formas que haviam aprendido, juntamente com outras letras e formas que não tinham sido incluídas no treino. A apresentação dos estímulos foi organizada em blocos, de acordo com o tipo de treino e a categoria dos estímulos (letras ou formas), e foram medidas as ativações resultantes dependentes do nível de oxigénio no sangue. Ao comparar estas condições e os seus efeitos sobre as regiões neurais envolvidas na perceção visual de letras, avaliámos diretamente se o efeito da escrita manual na ativação das regiões descritas por James [31] pode ser obtido através da experiência com qualquer ato motor envolvendo letras — sendo, portanto, equivalente após escrita manual, decalque e digitação —; ou se requer a criação manual da forma da letra, traço a traço, sendo por isso maior após escrita manual e declaque do que após digitação; ou ainda se resulta da perceção de formas de letras variáveis e criadas pelo próprio indivíduo, sendo então maior após a escrita manual do que após a experiência de digitação ou de decalque.
Resumo das partes 2 e 3 feita pelo ChatGPT – Como foi feita a investigação e o que revelou
Parte 2 — Materiais e métodos
Quem participou
Participaram quinze crianças entre os quatro anos e dois meses e os cinco anos, todas dextras, falantes nativas de inglês e sem qualquer problema neurológico ou de desenvolvimento reportado pelos pais. Nenhuma sabia ler ou escrever no início do estudo. Cinco crianças adicionais foram excluídas antes do treino por não conseguirem tolerar o ambiente do scanner.
Os materiais e as três condições de treino
Cada criança aprendeu letras e formas geométricas através de três modalidades distintas. Na escrita livre, a criança desenhava a letra num quadrado em branco, tentando copiar o modelo sem qualquer guia — o resultado era inevitavelmente imperfeito e variável. No decalque, a letra estava impressa em pontilhado e a criança passava por cima, obtendo sempre um resultado próximo do modelo. No teclado, a criança localizava e premia a tecla correspondente à letra mostrada no cartão.
Cada criança praticou doze letras (Y, U, D, T, S, W, P, L, C, H, R, K) e doze formas geométricas — quatro por modalidade — repetindo cada uma oito vezes. O experimentador nunca nomeou a letra; se a criança a nomeasse, não recebia confirmação nem negação. O treino durou cerca de 30 minutos. Outras doze letras e formas não praticadas serviram como controlo na fase de observação cerebral.
A habituação ao scanner
Antes do treino, as crianças foram habituadas ao ambiente do scanner num aparelho falso: ouviram os sons simulados do equipamento, foram instruídas a não mover a cabeça e usaram uma réplica da bobine de cabeça, com espuma a fixá-las. Só as crianças que se mostraram confortáveis e conseguiram manter-se imóveis avançaram para o treino.
A sessão de observação no scanner
Após o treino, cada criança entrou no scanner real. Enquanto via um desenho animado, foi registada uma imagem anatómica de alta resolução do cérebro. De seguida, as crianças foram instruídas a olhar simplesmente para os estímulos que apareciam no ecrã, sem executar qualquer tarefa — observação passiva. Foram realizadas 3 a 4 sessões funcionais, consoante o nível de conforto de cada criança, cada uma com cerca de 5 minutos. Um investigador permaneceu na sala a tocar na perna da criança para que se sentisse segura. A sessão total de imagiologia durou aproximadamente 20 minutos.
Como foram analisados os dados cerebrais
A ressonância magnética funcional mede variações no fluxo de sangue oxigenado em diferentes regiões do cérebro — o sinal BOLD. Quando uma região está mais ativa, necessita de mais oxigénio e o sinal aumenta. As investigadoras realizaram dois tipos de análise: uma focada numa zona cerebral específica previamente identificada como relevante para o processamento de letras — o giro fusiforme, na parte inferior do lobo temporal —, e uma análise de conjunto do cérebro para detetar diferenças noutras regiões.
Na análise por região de interesse, definiram-se quatro subzonas do giro fusiforme (anterior e posterior, esquerdo e direito) em cada cérebro individualmente, com base em marcadores anatómicos. Os dados foram depois comparados estatisticamente entre as quatro condições (escrita livre, decalque, teclado e controlo) e entre os dois tipos de estímulo (letras e formas). Na análise do cérebro completo, os dados individuais foram transformados num espaço de referência comum e analisados em grupo, reportando-se apenas os resultados que apareceram de forma consistente tanto nos cérebros individuais como no grupo.
Parte 3 — O que os resultados revelaram
Avaliações preliminares
Antes de mais, confirmou-se que todos os participantes se encontravam dentro dos valores normais para a sua faixa etária nas avaliações de competências motoras, consciência fonémica, identificação de letras e integração visual-motora. Não foram detetados valores atípicos em nenhuma das medidas. Todas as crianças foram também capazes de identificar as formas geométricas utilizadas durante a observação no scanner.
O giro fusiforme: a zona-chave do reconhecimento de letras
O resultado mais marcante surgiu no giro fusiforme esquerdo — tanto na parte anterior como na parte posterior —, uma região que nos adultos que sabem ler está especializada no reconhecimento de letras e palavras. Nesta zona, as crianças que tinham praticado escrita livre mostraram uma ativação significativamente mais intensa ao ver as letras do que as crianças que tinham usado o teclado ou feito decalque. Esta diferença foi estatisticamente robusta e com efeitos de grande dimensão.
Importa sublinhar o que não aconteceu: não houve diferença significativa entre o teclado e o decalque nesta região. Ou seja, as duas condições que produzem formas precisas e padronizadas — seja por via digital, seja por sobreposição — tiveram efeitos equivalentes no cérebro, e ambas ficaram claramente abaixo da escrita livre. No giro fusiforme direito anterior, verificou-se um efeito geral do treino — tanto a escrita livre como o decalque produziram mais ativação do que o controlo —, mas sem diferença específica entre letras e formas, o que indica um processamento ainda não especializado nessa zona.
O conjunto do cérebro: outras regiões ativadas
A análise do conjunto do cérebro revelou diferenças adicionais importantes. Sem qualquer treino, o cérebro das crianças não distinguia letras de formas geométricas — ambas eram processadas da mesma maneira. Após treino com teclado ou decalque, esta situação manteve-se inalterada. Mas após a escrita livre, o cérebro passou a responder de forma diferente às letras comparativamente às formas: ativou mais intensamente o sulco intraparietal esquerdo e os giros pré-centrais bilaterais — regiões do sistema motor — quando via letras do que quando via formas.
Ao comparar diretamente as três condições de treino entre si, emergiram padrões distintos. A escrita livre produziu mais activação do que o teclado no giro frontal inferior esquerdo (área de Broca) e no córtex cingulado anterior. A escrita livre produziu mais ativação do que o decalque no sulco intraparietal esquerdo, no lóbulo parietal superior e no giro pré-central esquerdo. O decalque, por sua vez, produziu mais activação do que o teclado no giro frontal inferior bilateral. Não houve nenhuma região do cérebro onde o teclado tivesse produzido mais activação do que qualquer uma das outras condições.
Síntese dos resultados
Em síntese, os resultados mostram que: (1) sem treino, o cérebro pré-letrado não diferencia letras de formas; (2) apenas a escrita livre leva o cérebro a responder de forma distinta às letras, ativando regiões do circuito de leitura do adulto — nomeadamente o giro fusiforme esquerdo; (3) a escrita livre e o decalque partilham algum efeito na ativação do giro frontal inferior, mas a escrita livre vai mais longe, recrutando também regiões parietais e pré-motoras; (4) o teclado não recruta nenhuma região cerebral além das outras condições durante a percepção posterior das letras.
Fim do resumo das partes 2 e 3.
4. Discussão
De modo geral, os resultados deste estudo apoiam a hipótese de que, após uma experiência de escrita manual autogerada, na perceção de letras em crianças pequenas utilizam-se componentes dos sistemas de leitura do cérebro em maior grau do que noutras formas de prática sensório-motora. Especificamente, após a experiência de escrita manual autogerada, a perceção de letras utiliza mais o giro frontal inferior (IFG), o córtex cingulado anterior esquerdo (ACC) e o giro fusiforme do que após a digitação das letras; além disso, a experiência de escrita manual utiliza mais o córtex parietal posterior e o giro fusiforme do que a experiência de decalque de letras. O IFG, o giro fusiforme e o córtex parietal posterior (PPC) são regiões reconhecidas por desempenharem um papel fundamental na leitura em indivíduos letrados (cf. [66, 48]), e tanto o IFG como o PPC também estão envolvidos na escrita [46, 50]. Assim, após a prática de escrita manual, o cérebro ativa uma rede utilizada tanto para a leitura como para a escrita.
4.1. Ativação do córtex motor após a escrita manual autogerada
A experiência de escrever letras manualmente utiliza o córtex motor, especificamente o giro pré-central, mais do que a experiência de desenhar formas. A ativação do córtex motor durante tarefas percetivas tem sido amplamente documentada, mas ocorre apenas quando o estímulo percebido representa um elemento com o qual o indivíduo já interagiu anteriormente.
Os resultados das análises de cérebro inteiro apresentados neste estudo reproduzem trabalhos anteriores que demonstraram que a perceção de letras ativa o córtex motor [33, 41]. Nós, assim como outros investigadores [41, 42], sustentamos que essa ativação se deve à experiência motora adquirida ao escrever letras, a qual é reativada durante a perceção visual. Ou seja, as representações visuais e sensório-motoras das letras não apenas se associam entre si durante a aprendizagem, mas também interagem durante o processamento posterior das letras, formando uma rede funcional.
O presente estudo sugere ainda que partes desta rede são específicas da experiência na criança pequena. Por outras palavras, as regiões motoras foram recrutadas de forma mais intensa apenas após a realização da prática de escrita manual autogerada.
O giro pré-central esquerdo também demonstrou ser utilizado o durante a escrita de letras [39, 58] e durante a perceção de letras [33]. Assim, mostramos aqui que a perceção de letras ativa regiões que são utilizadas durante a escrita de letras, de forma semelhante ao observado por Longcamp et al. [41] e James e Gauthier [33], mas apenas quando o observador tem prática na escrita de letras à mão.
Além disso, os nossos resultados mostram uma ativação bilateral do giro pré-central, em vez de uma ativação unilateral, como foi demonstrado em estudos anteriores [39, 58]. No entanto, esses estudos anteriores avaliaram leitores e escritores experientes [41, 33]. Como as crianças do presente estudo possuem sistemas motores finos ainda imaturos e estão apenas a começar a escrever, a sua lateralidade manual (preferência por uma das mãos) pode ainda não estar bem estabelecida. O grau de lateralidade aumenta entre os 3 e os 7 anos de idade e, por vezes, continua a fortalecer-se até aos 9 anos [49]. Além disso, a ativação bilateral observada neste estudo pode refletir um envolvimento cortical precoce menos focalizado do que o observado em fases posteriores do desenvolvimento, dando suporte à teoria da “especialização interativa” (interactive specialization) (cf. [36, 37, 62]).
4.2. Ativação do giro frontal inferior após escrita e traçado
A experiência de formar letras por autogeração, bem como por meio do decalque, ativou mais o giro frontal inferior (IFG) do que a experiência de digitar letras. Assim, o IFG parece estar envolvido na geração motora das letras, característica por característica. O IFG é uma área heterogénea associada a inúmeras funções cognitivas; contudo, uma das suas funções mais conhecidas está relacionada com a produção da linguagem. Neste estudo, demonstramos que a experiência de produção da linguagem através da escrita manual — isto é, escrever letras à mão — também utiliza essa região cerebral. Esse resultado pode refletir um processo de ensaio subvocal dos nomes das letras antes de as escrever. No entanto, seria de esperar que essa designação mental das letras também ocorresse nas outras condições experimentais, especialmente durante a digitação, em que provavelmente o participante mantém o nome da letra em mente enquanto a procura no teclado.
Curiosamente, um estudo eletrofisiológico também encontrou envolvimento do IFG durante a escrita. Embora essa região normalmente não apareça como ativa em estudos de escrita utilizando fMRI (por exemplo, [50, 58]), já foi demonstrado que ela é ativada durante a perceção de letras [20, 33], embora com menor frequência do que outras regiões pré-motoras do lobo frontal. É interessante notar que, no presente estudo, o IFG não apareceu significativamente ativo em todas as condições de perceção de letras, mas apenas durante a perceção de letras que haviam sido escritas ou decalcadas anteriormente. Essa especificidade pode explicar por que a utilização dessa região varia entre diferentes estudos.
A diferença entre as condições de estudo só pode ser atribuída à fase de treino: copiar e decalcar letras que envolvem uma construção gradual, característica por característica, enquanto a digitação consiste num processo de procura e seleção da tecla correspondente. A capacidade de ligar características individuais de forma organizada para formar um todo também é fundamental na formação de palavras e frases — uma função amplamente reconhecida do IFG. Portanto, pode ser precisamente esse aspeto da experiência de escrita manual que exige a participação dessa região cerebral. O acesso a um programa motor armazenado correspondente à forma da letra também pode ser importante para a sua identificação. Os autores sugerem que o IFG pode ser necessário para aceder a informações armazenadas relacionadas com planos motores finos e com mecanismos que organizam características isoladas em estruturas significativas. Dessa forma, o IFG estaria envolvido no planeamento, controlo e execução motora. A digitação, por seu lado, não exige um plano motor fino, uma vez que o movimento realizado é essencialmente o mesmo para todas as letras. Já a sequência específica de movimentos necessária para escrever uma determinada letra (o plano motor) pode:
a) ser ativada devido à associação formada durante a aprendizagem; ou
b) ser utilizada durante a perceção visual para complementar o processamento visual das letras.
Em qualquer um dos cenários, a ativação do IFG durante a perceção de letras pode refletir a ativação de planos motores específicos para cada letra.
4.3. Recrutamento do córtex parietal posterior (CPP) durante a perceção de letras
O córtex parietal posterior foi mais utilizado durante a perceção de letras após a prática de escrita manual autónoma do que após a prática de desenho de formas ou de decalque de letras. Assim, o lóbulo parietal inferior (IPL) e, em menor grau, o lóbulo parietal superior (SPL) parecem ser especificamente utilizados após a prática de escrita, mas não após qualquer outro tipo de prática. Curiosamente, outros estudos também demonstraram o recrutamento do IPL e do SPL durante a escrita [47, 50, 58]. Neste estudo, podemos começar a compreender que parte do processo de escrita exige a participação do córtex parietal posterior, devido aos efeitos diferenciados observados entre a escrita autónoma e o decalque. Tanto a experiência de escrita livre como a de decalque envolviam copiar uma letra que estava sempre visível (quer num cartão colocado à frente da criança para ser copiado, quer numa folha de papel para ser decalcada); por isso, não era necessário construir mentalmente uma imagem visual da letra em nenhum dos tipos de prática.
No entanto, as duas tarefas diferem em pelo menos dois aspetos importantes:
- A escrita autónoma, que não segue um guia visual (como acontece no decalque), exige uma execução motora fina bastante diferente. Ou seja, quem escreve tem de acompanhar os traços que está a realizar e ligá-los de forma a formar a letra pretendida. Esta tarefa requer maior atenção às competências motoras finas, bem como ao respeito pelas relações espaciais aprendidas entre os diferentes elementos da letra.
- O resultado visual produzido pelos dois tipos de prática é muito diferente.
Discutiremos estas duas hipóteses em seguida.
Estudos têm apontado para um papel importante do sulco intraparietal anterior (AIP) na atenção direcionada para as atividades motoras. Esse fenómeno foi denominado “atenção motora” [59], pois os mecanismos envolvidos parecem sustentar a atenção aos movimentos dos membros independentemente de pistas visuais. Além disso, o AIP esquerdo e o giro supramarginal estão mais envolvidos na atenção motora voltada para movimentos das mãos do que o AIP direito, que é utilizado principalmente durante a atenção motora ocular [60]. É bastante possível que, durante a escrita manual, a atenção motora seja mais intensamente ativada do que durante o decalque, e que essa atividade aumentada seja posteriormente reativada durante a perceção visual das letras.
Outros estudos apontaram para um papel do córtex parietal posterior (PPC) na representação grafomotora [65]. Nesse estudo, a escrita de letras utilizou o sulco intraparietal direito (IPS) para letras recém-aprendidas e o IPS bilateral durante a execução de letras já bem aprendidas. Além disso, tanto o IPS como o sulco parietal superior (SPS) foram utilizados durante a imaginação do plano motor necessário para produzir letras, sugerindo que tanto os planos motores como a sua execução podem exigir a participação do lobo parietal posterior. Os nossos resultados reforçam essa ideia: apenas a autogeração de letras recrutou o PPC, sugerindo que os planos motores, e não a execução em si, requerem a participação do córtex parietal posterior.
Uma segunda hipótese para o papel do CPP (córtex parietal posterior) durante o processamento de letras é que o resultado das ações motoras que posteriormente são processadas visualmente é muito diferente quando se compara a escrita produzida pela própria criança com o decalque de letras. No caso da escrita manual, a criança vê a forma desorganizada e não estereotipada da letra que está a tentar copiar, enquanto, após o decalque, a criança vê a forma habitual da letra. Uma hipótese que propusemos é que a observação dessas formas não estereotipadas pode ajudar na construção de categorias amplas de letras, facilitando assim o seu reconhecimento. A capacidade de processamento visual do córtex parietal é conhecida há muito tempo (por exemplo, [51]), mas a maioria das explicações sugere que esse papel se limita ao controlo visual da ação em tempo real. Os nossos resultados sugerem que a perceção visual sem ação também recruta o córtex parietal; contudo, essa perceção pode exigir um historial de ações relacionadas com o objeto percebido. Trabalhos recentes demonstraram um papel do sulco intraparietal na categorização de informação visual em primatas não humanos [68], e foi demonstrada a existência de uma relação funcional significativa entre as regiões temporais ventrais envolvidas na leitura e o córtex parietal posterior em humanos [70]. Estas descobertas recentes sugerem que as regiões de associação visual podem ter uma ligação importante com o CPP. Além disso, o CPP possui conexões importantes com as regiões pré-motoras do lobo frontal (cf. [2]), presumivelmente fornecendo informação ao sistema motor para o planeamento e a execução dos movimentos. Assim, o CPP pode ser considerado parte de um sistema integrado de visão e ação, possivelmente fornecendo informação visual às regiões motoras ou integrando informação visual e motora. Estas hipóteses especulativas exigem investigação adicional, tanto no domínio visual como no domínio motor.
4.4. Recrutamento do córtex cingulado anterior após a prática da escrita manual
O papel do córtex cingulado anterior (CCA) é amplamente debatido, mas esta região é geralmente observada durante tarefas que envolvem controlo cognitivo e, mais especificamente, monitorização de conflitos e deteção de erros em tarefas de tomada de decisão [9, 10]. Curiosamente, os participantes da nossa experiência não foram obrigados a realizar qualquer tarefa durante o exame de neuroimagem. Assim, defendemos que as diferenças observadas durante a perceção das letras resultam das condições de treino a que foram submetidos. O facto de o CCA ser mais utilizado durante a perceção de letras que foram escritas manualmente, em vez de digitadas, sugere que esta região poderá ser reativada após uma tarefa que exigiu maior monitorização de conflitos. Ou seja, a escrita manual requer a monitorização do desempenho e a comparação do resultado produzido com o conhecimento previamente armazenado. Como estas crianças pequenas cometem muitos erros na forma final das letras quando escrevem manualmente, ao passo que a digitação não produz esse mesmo nível de erro, isso poderá explicar a maior resposta do CCA observada neste estudo.
5. O papel do giro fusiforme no processamento de letras
A nossa análise de regiões de interesse demonstra claramente que uma região conhecida por estar envolvida na leitura e no processamento de letras — o giro fusiforme esquerdo [20, 24, 34, 62] — é mais utilizado após a experiência de escrita manual (impressão de letras) do que após experiências de digitação, de decalque ou simples perceção de letras (estímulos de controlo). Esta descoberta inovadora amplia os resultados de James [31], ao demonstrar que é especificamente a experiência de escrever letras manualmente, traço a traço, e não apenas qualquer experiência que envolva atenção às letras ou a sua produção, que influencia a ativação do giro fusiforme. Além disso, mostramos uma ativação no giro fusiforme anterior direito que é específica tanto para o desenho e o decalque de letras como para o desenho de formas. Como já foi anteriormente proposto, nos leitores a iniciarem-se na leitura, o processamento das letras é mais bilateral do que nos leitores mais avançados [62], o que apoia a noção geral de especialização interativa no cérebro em desenvolvimento (cf. [37]).
Os resultados atuais corroboram trabalhos anteriores sobre o papel do giro fusiforme e, ao mesmo tempo, refinam o nosso conhecimento sobre a sua relação com a experiência motora. Neste estudo, assim como em James [31], a ativação no giro fusiforme esquerdo foi modulada em consequência da experiência motora. O facto de esta região ter apresentado maior atividade após a experiência de escrita manual do que após a digitação ou o decalque sugere que existe algo na própria escrita manual que altera o processamento visual das letras. Acreditamos que é a produção de formas variáveis das letras, resultante da escrita manual, que provoca essa alteração no processamento visual. Ou seja, é o produto deste sistema — a forma escrita — que cria exemplares variados, os quais, por sua vez, fornecem informação para uma categoria abstrata. Por outras palavras, a saída motora das regiões parietais e frontais gera a entrada visual que é processada no giro fusiforme. Essa informação pode ser armazenada juntamente com outras ocorrências do estímulo, contribuindo para ampliar a categoria percetiva associada a uma determinada letra.
Quando os exemplares de categorias abstratas são classificados com sucesso, as estruturas do hemisfério esquerdo passam a dominar o reconhecimento visual [64]. Faz sentido que a classificação de exemplares em categorias de nível subordinado (como as letras) utilize esta região, dada a vasta literatura que demonstra que especialistas classificam os objetos da sua área de especialização no giro fusiforme (cf. [25]). De facto, temos estudos recentes que demonstram este fenómeno na categorização especializada em crianças: aquelas que eram especialistas numa determinada categoria de objetos visuais recrutavam o giro fusiforme bilateral em maior grau do que os principiantes (James e James, submetido para publicação [35]). Uma diferença interessante entre o presente estudo e a proposta de Seger et al. [64], quando comparados com a literatura sobre processamento especializado em adultos, é que encontramos um efeito mais forte no giro fusiforme esquerdo, enquanto a maioria dos especialistas adultos processa a sua categoria de especialização no giro fusiforme direito (cf. [26]). Presumivelmente, isso ocorre porque as letras constituem a base da leitura, uma função lateralizada para o hemisfério esquerdo em adultos alfabetizados, ou pode dever-se ao tipo de categorização de exemplares que está a ser realizada, isto é, ao grau de diversidade visual entre os exemplares. Independentemente das questões de lateralização, o resultado mais inovador da nossa análise de regiões de interesse (ROI) é que o processamento visual das letras é influenciado por uma experiência motora específica: o ato de escrever a letra à mão.
Curiosamente, uma região frontal média, denominada área de Exner, que está envolvida na escrita propriamente dita no adulto (cf. Katanoda et al., 2001), não foi utilizada durante a perceção de letras no presente estudo. Trabalhos anteriores encontraram uma reativação desta região durante a perceção de letras [41]; por isso, esperávamos observar ativação nesta área também. É possível que a área de Exner não seja utilizada durante a escrita de letras em crianças pequenas ou, alternativamente, que não seja ativada durante a perceção de letras nessa fase do desenvolvimento, talvez devido à limitada experiência de escrita das crianças. Atualmente, estamos a investigar a evolução temporal da ativação BOLD observada durante a escrita em crianças pequenas; contudo, neste momento, ainda não se sabe qual a razão por que é que a área de Exner não foi utilizada durante a perceção de letras no presente estudo.
Aprender a escrever letras não é uma tarefa simples; as crianças precisam de utilizar as suas competências motoras finas ainda imaturas para adotar uma sequência específica de traços de escrita para cada caractere [22, 43]. Além disso, a localização exata de cada traço em relação aos demais, a sobreposição entre os traços e a orientação destes são fatores cruciais para a posterior identificação das letras. Ao mesmo tempo, a criança deve aprender que outras dimensões, como o tamanho, a inclinação da forma global e pequenas características acrescentadas aos traços (como as serifas), não são importantes para o reconhecimento das letras. Compreender os atributos essenciais que definem a identidade de uma letra não é uma tarefa simples, e a escrita em letra de forma pode constituir a via pela qual as crianças aprendem os atributos das letras que são importantes para uma categorização bem-sucedida.
Assim, argumentamos que a construção das letras, traço por traço, ajuda as crianças a compreender os componentes importantes que definem uma letra. No entanto, esse processo de criação não explica toda a história, pois, se assim fosse, observaríamos os mesmos resultados tanto na escrita livre como no decalque de letras. Embora as tarefas motoras envolvidas na escrita e no decalque possam ser muito semelhantes, os processos que ocorrem antes do ato motor, bem como o resultado desse ato, são bastante diferentes.
Somente a escrita livre produz uma forma não estereotipada e variável de uma letra específica. Defendemos aqui que essa variabilidade no resultado é um fator fundamental para a aprendizagem da identificação e categorização das letras. A categorização baseada em exemplos variados pode levar à formação de uma representação mais ampla da letra, resultando numa maior capacidade de identificação das letras e, possivelmente, numa maior ativação do giro fusiforme.
Em resumo, quando crianças pré-letradas reconhecem mentalmente as letras, apenas a experiência de escrita manual livre leva à utilização das áreas visuais utilizadas no processamento de letras e das regiões motoras envolvidas na produção das letras. Essa descoberta soma-se a pesquisas anteriores que demonstram que a perceção de letras é facilitada pela experiência com a escrita manual e sugere ainda que essa experiência é importante para o processamento das letras no cérebro.
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As autoras:
Karin H. James Ph.D. estudou o desenvolvimento do cérebro em crianças pequenas durante os últimos 20 anos. Ela está interessada em saber como a mudança e a escrita podem ajudar as crianças a concentrar-se e melhorar a sua memória. Ela tem mais de 60 estudos publicados sobre desenvolvimento das crianças e como o cérebro muda à medida que aprendemos. Treina muitos estudantes sobre como realizar investigação científica. Ela trabalha Departamento de Ciências Psicológicas e do Cérebro na Universidade de Indiana em Bloomington, nos EUA. khjames@indiana.edu
Laura E. Engelhardt é doutorada em Psicologia pela Universidade do Texas em Austin. Atualmente é analista de dados e inteligência de negócios (ver aqui). Foi investigadora académica da Universidade do Texas em Austin. Tem contribuído para a investigação em temas como população e funções executivas. A autora tem 17 publicações e 33 em co-autoria. Este artigo, em co-autoria com Karin H.James, é anterior ao seu doutoramento em Psicologia.