A compreensão do processo de aprendizagem motora é de real importância para a atividade fisioterapêutica, visto que as abordagens e técnicas visam à mudança e o aperfeiçoamento de uma atividade motora ou mesmo a aquisição de uma nova habilidade. Neste processo a prática realizada tem implicação direta na aprendizagem motora. Objetivo: comparar os efeitos da prática combinada (iniciada pelo treino mental, seguido pelo treino físico, com distribuição proporcionada entre os mesmos), com os efeitos da prática mental e física isoladas, sobre aquisição, retenção, transferência inter tarefa e inter manual em crianças de 9 a 10 anos. Método: participaram do estudo 36 crianças, divididas em 3 grupos de acordo com o tipo de prática realizada: o grupo PM está composto 12 crianças, o PF por 12 crianças e o PC por 12 crianças. O treinamento foi realizado em sessão única e constituiu da repetição de 2400 movimentos de uma sequência de movimentos de oposição dos dedos. Todos os grupos foram submetidos às mesmas avaliações antes do treinamento, depois do treinamento, 4, 7, e 28 dias após o treinamento. A aquisição, a retenção e a transferência foram avaliados por meio da análise de variância (ANOVA). Para todas as interações que alcançaram nível de significância (p<0,05) foi aplicado o pós-teste de Tukey. Resultados: para o tempo de treinamento, tanto a PM quanto a PF proporcionaram melhora progressiva da velocidade ao longo dos blocos, já a PC proporcionou melhora inicial entre os dois primeiros blocos, e piora na velocidade do segundo para o terceiro que não se modificou até o final do treino. A análise da aquisição evidenciou que a PC proporcionou ao final do treino o mesmo nível de desempenho da PM, mas inferior ao obtido pela PF. Para retenção, a PC proporcionou os mesmo níveis obtidos pela PF e PM, com ganhos adicionais tardios. Para a transferência inter-sequência e intermanual, a PC permitiu a transferência do desempenho obtido por meio do treino da ST para a SR de forma similar a PM, mas superior a PF. Conclusão: a prática combinada não mostrou vantagens em comparação a prática física ou mental isoladas para a aprendizagem, retenção de uma tarefa de oposição sequencial de dedos em crianças de 9 e 10 anos. Entretanto, mostrou-se mais eficiente que a prática física isolada para a transferência inter-sequências e intermanual, alcançando a mesma eficiência da prática mental isolada. Assim, as três formas de prática foram igualmente eficientes para a aprendizagem e retenção de movimentos sequenciais e a prática mental, combinada ou não com a prática física foi mais eficiente que a prática física isolada para a transferência inter-sequências e intermanual / Understanding the process of motor learning it is important to physiotherapy so that approaches and techniques designed to change and improve motor activity or even the acquisition of a new skill. In this process the practice has held direct implication in motor learning. Purpose: To compare the effects of combined practice (initiated by mental training, followed by physical training, with distribution provided between them), with the effects of mental and physical practice isolated on acquisition, retention and transfer on the learning of sequential finger opposition movements in children 9-10 years. Methods: This study included thirty-six 9 to 10 year-old children that were randomly allocated into three groups: mental practice (MP), physical practice (PP), and combined (PC). The training was conducted in a single session and consisted repetition of 2400 movements sequence of finger opposition movements. All groups underwent the same evaluations before training, after training, 4, 7, and 28 days after training. The acquisition, retention and transfer were evaluated by analysis of variance (ANOVA). For all interactions that reached statistical significance (p <0.05) was applied post-Tukey test. Results: The training time for both the MP and FP provided progressive improvement in speed over the blocks, the CP has provided initial improvement between the first two blocks, and worsened speed from the second to the third that did not change until the end of the training. The analysis showed that acquisition of the CP at the end of the training provided the same level of performance of the MP, but lower than that obtained by the FP. For retention, the CP showed the same levels obtained by the FP and MP, with additional gains late. For inter-sequence and intermanual transfer, CP allowed to transfer performance obtained by training for the trained sequence similarly to reverse sequence by MP, but exceeding FP. Conclusion: The combined practice showed no advantages compared to physical or mental practice isolated to learning retention task of sequential finger opposition in children aged 9 and 10 years. However, proved more efficient than single physical practice to transfer inter-sequences and intermanual, achieving the same efficiency of mental practice alone. So the three forms of practice were equally efficient for learning and retention of sequential movements and mental practice, whether or not combined with physical practice was more effective than physical practice alone for transfer

As Interfaces Cérebro-Computador (do inglês Brain-Computer Interfaces BCI) são sistemas que visam permitir a interação entre usuários e máquinas por meio do monitoramento das atividades cerebrais. Sistemas de BCI são considerados como uma alternativa para que pessoas com perda severa ou total do controle motor, tais como as que sofrem de Esclerose Lateral Amiotrófica, possam contar com algum controle sobre o ambiente externo. Para mapear intenções individuais em operações de máquina, os sistemas de BCI empregam um conjunto de etapas que envolvem a captura e pré-processamento dos sinais cerebrais, a extração e seleção de suas características mais relevantes e a classificação das intenções. O projeto e a implementação de sistemas de BCI viáveis ainda são questões em aberto devido aos grandes desafios encontrados em cada uma de suas etapas. Esta lacuna motivou este trabalho de mestrado o qual apresenta uma avaliação dos principais extratores de características utilizados para classificar ensaios de imagética motora, cujos dados foram obtidos por meio de eletroencefalografia (EEG) e apresentam influências de artefatos, mais precisamente daqueles produzidos por interferências provenientes de atividades oculares (monitoradas por eletrooculografia EOG). Foram considerados sinais coletados pela BCI Competition IV-2b, os quais contêm informações sobre três canais de EEG e três outros de EOG. Como primeira etapa, foi realizado o pré-processamento desses canais utilizando a técnica de Análise de Componentes Independentes (ICA) em conjunto com um limiar de correlação para a remoção de componentes associados a artefatos oculares. Posteriormente, foram avaliadas diferentes abordagens para a extração de características, a mencionar: i) Árvore Diádica de Bandas de Frequências (ADBF); ii) Padrões Espaciais Comuns (CSP); iii) Padrões Espectro-Espaciais Comuns (CSSP); iv) Padrões Esparsos Espectro-Espaciais Comuns (CSSSP); v) CSP com banco de filtros (FBCSP); vi) CSSP com banco de filtros (FBCSSP); e, finalmente, vii) CSSSP com banco de filtros (FBCSSSP). Contudo, como essas técnicas podem produzir espaços de exemplos com alta dimensionalidade, considerou-se, também, a técnica de Seleção de Características baseada em Informação Mútua (MIFS) para escolher os atributos mais relevantes para o conjunto de dados adotado na etapa de classificação. Finalmente, as Máquinas de Vetores de Suporte (SVM) foram utilizadas para a classificação das intenções de usuários. Experimentos permitem concluir que os resultados do CSSSP e FBCSSSP são equiparáveis àqueles produzidos pelo estado da arte, considerando o teste de significância estatística de Wilcoxon bilateral com confiança de 0, 95. Apesar disso o CSSSP tem sido negligenciado pela área devido ao fato de sua parametrização ser considerada complexa, algo que foi automatizado neste trabalho. Essa automatização reduziu custos computacionais envolvidos na adaptação das abordagens para indivíduos específicos. Ademais, conclui-se que os extratores de características FBCSP, CSSP, CSSSP, FBCSSP e FBCSSSP não necessitam da etapa de remoção de artefatos oculares, pois efetuam filtragens por meio de modelos autoregressivos. / Brain-Computer Interfaces (BCI) employ brain imaging to enable human-machine interaction without physical control. BCIs are an alternative so that people suffering from severe or complete loss of motor control, like those with Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), may have some interaction with the external environment. To transform individual intentions onto machine operations, BCIs rely on a series of steps that include brain signal acquisition and preprocessing, feature extraction, selection and classification. A viable BCI implementation is still an open question due to the great challenges involved in each one of these steps. This gap motivated this work, which presents an evaluation of themain feature extractors used to classify Motor Imagery trials, whose data were obtained through Electroencephalography (EEG) influenced by ocular activity, monitored by Electrooculography (EOG). In this sense, signals acquired by BCI Competition IV-2b, were considered. As first step the preprocessing was performed through Independent Component Analysis (ICA) together with a correlation threshold to identify components associated with ocular artifacts. Afterwards, different feature extraction approaches were evaluated: i) Frequency Subband Dyadic Three; ii) Common Spatial Patterns (CSP); iii) Common Spectral-Spatial Patterns (CSSP); iv) Common Sparse Spectral-Spatial Patterns (CSSSP); v) Filter Bank Common Spatial Patterns (FBCSP); vi) Filter Bank Common Sectral-Spatial Patterns (FBCSSP); and, finally, vii) Filter Bank Sparse Spectral- Spatial Patterns (FBCSSSP). These techniques tend to produce high-dimensional spaces, so a Mutual Information-based Feature Selection was considered to select signal attributes. Finally, Support Vector Machines were trained to tackle the Motor Imagery classification. Experimental results allow to conclude that CSSSP and FBCSSSP are statistically equivalent the state of the art, when two-sided Wilcoxon test with 0, 95 confidence is considered. Nevertheless, CSSSP has been neglected by this area due to its complex parametrization, which is addressed in this work using an automatic approach. This automation reduced computational costs involved in adapting the BCI system to specific individuals. In addition, the FBCSP, CSSP, CSSSP, FBCSSP and FBCSSSP confirm to be robust to artifacts as they implicitly filter the signals through autoregressive models.

A imobilização de membros e/ou articulações é prática utilizada na clínica no tratamento de diversas patologias, podendo variar em sua extensão e duração. Acometimentos ortopédicos comuns, como fraturas e lesões músculo-tendíneas, podem exigir como tratamento de dias a semanas de imobilização do segmento afetado. Além dos efeitos clínicos almejados, a imobilização desencadeia alterações negativas que afetam localmente o sistema musculoesquelético, mas que também trazem consequências para o sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico. Tais consequências negativas implicam em perdas funcionais, que podem levar à dependência parcial ou completa para a realização de atividades da vida diária, como a higiene, a alimentação e a locomoção, com enormes custos individuais, familiares e sociais. É necessário, portanto, esclarecer a natureza de tais efeitos negativos e, em especial identificar o quão cedo se apresentam as alterações comportamentais e fisiológicas decorrentes do imobilismo, assim como quantificá-las e determinar a efetividade de estratégias de interferência neste processo. Neste trabalho, investigamos os efeitos de 24 horas de imobilização sobre diferentes tarefas motoras, como apertar botões, realizar a oposição do polegar em sequências variadas e fazer o alcance de alvos com o membro superior. Investigamos também, para a tarefa de oposição do polegar, o potencial terapêutico do treino motor imaginário durante o período de imobilização. Em nossos resultados, não encontramos efeitos estatísticamente significativos da imobilização sobre o comportamento motor nas tarefas pesquisadas. Adicionalmente, o treino motor imaginário na tarefa de oposição do polegar levou a uma piora no desempenho na tarefa de alcance. Esses resultados são relevantes no sentido de ressaltar que a imobilização, um recurso terapêutico importante, apresenta efeitos colaterais, mas esses não se instalam tão rapidamente quanto inicialmente hipotetizamos. É provável, ainda, que a imobilização atue de forma distinta sobre diferentes habilidades motoras, sendo umas prejudicadas com maior intensidade e precocidade do que outras. Entre as habilidades motoras afetadas pela imobilização, pode ser que encontremos, inclusive, a habilidade de imaginar cinestesicamente movimentos. O presente estudo investigou um tipo específico de treino motor imaginário, em voluntários saudáveis, submetidos a um período extremamente curto de imobilização. Possivelmente, os resultados de outros tipos de treino (variando, por exemplo, a intensidade do treino, a forma de admnistração e até mesmo a tarefa) podem ser diferentes. As sutilezas envolvidas na execução do treino motor imaginário provavelmente são a raiz da variabilidade nos resultados obtidos nos diversos experimentos da literatura. Os usos do treino motor imaginário devem, portanto, continuar a ser submetidos à experimentação, para que sua prescrição seja criteriosa e beneficie satisfatoriamente a função motora após a imobilização / The immobilization of body segments is frequently used for the treatment of orthopaedic injuries, such as fractures and soft tissue lesions. Immobilization may be as long as days or weeks, leading to several undesired side effects. The negative effects due to immobilization are felt not only in the immobilized limb, but also in the central nervous system. They lead to several functional impairments, compromising the independency of the patients in fulfilling their daily activities. Therefore, its necessary to determine the nature of such negative effects, and, specially, determine how early the functional and physiological impairments present themselves, as much as to quantify them and stabilish strategies for interference on them. In the present work, we investigated the effects of a 24-hour period of immobilization of the upper limb over several motor tasks, such as pressing buttons, oppose the thumb to the other fingers in several sequences and reaching targets. We also addressed the issue of the potential benefits of delivering a motor imagery training session, specific to the thumb opposition, during the immobilization period. Our results showed no significant effect of immobilization over the motor behavior in the evaluated tasks. Aditionally, the motor imagery training in opposing the thumb lead to an impairment on the reaching task. These results are relevant to reassure that immobilization is a safe therapeutic tool, for its side effects do not present themselves as early as hypothesized by us. Its possible, yet, that immobilization has distinct effects over different motor habilities and, in doing so, that some of the motor skills are more affected than others. It is possible that, between the motor skills affected by immobilization, we found the motor imagery hability. The present study investigated specific schedule of motor imagery training, in healthy volunteers, submited to a very short immobilization period. Its possible that other training schedules (varying the intensity, the way of administering it e even the task) might have other results then ours. The subtleties involved in motor imagery training may be the cause for the great amount of variance found in literature about it. The uses of motor imagery should be submitted to experimentation. In this way, it might be prescribed with criteria and benefit the restoration of motor function

Brain-computer interfacing (BCI) is a new method of human-machine interaction. It involves the extraction of information from the electroencephalogram (EEG) through signal processing and pattern recognition. The technology has far reaching implications for those with severe physical disabilities and has the potential to enhance machine interaction for the rest of the population. In this work we investigate time-frequency analysis in motor-imagery BCI. We consider two methods for signal analysis: adaptive autoregressive models (AAR) and wavelet transform (WAV). There are three major contributions of this research to single-trial analysis in motor-imagery BCI. First, we improve classification of AAR features over a conventional method by applying a temporal evidence accumulation (TEA) framework. Second, we compare the performance of AAR and WAV under the TEA framework for three subjects and find that WAV outperforms AAR for two subjects. The subject for whom AAR outperforms WAV has the lowest overall signal-to-noise ratio in their BCI output, an indication that the AAR model is more robust than WAV for noisier signals. Lastly, we find empirical evidence of complimentary information between AAR and WAV and propose a fusion scheme that increases the mutual information between the BCI output and classes.

Brain-computer interfacing (BCI) is a new method of human-machine interaction. It involves the extraction of information from the electroencephalogram (EEG) through signal processing and pattern recognition. The technology has far reaching implications for those with severe physical disabilities and has the potential to enhance machine interaction for the rest of the population. In this work we investigate time-frequency analysis in motor-imagery BCI. We consider two methods for signal analysis: adaptive autoregressive models (AAR) and wavelet transform (WAV). There are three major contributions of this research to single-trial analysis in motor-imagery BCI. First, we improve classification of AAR features over a conventional method by applying a temporal evidence accumulation (TEA) framework. Second, we compare the performance of AAR and WAV under the TEA framework for three subjects and find that WAV outperforms AAR for two subjects. The subject for whom AAR outperforms WAV has the lowest overall signal-to-noise ratio in their BCI output, an indication that the AAR model is more robust than WAV for noisier signals. Lastly, we find empirical evidence of complimentary information between AAR and WAV and propose a fusion scheme that increases the mutual information between the BCI output and classes.

[pt] Uma interface cérebro-máquina (ICM) é um sistema que permite a um indivíduo, entre outras coisas, controlar um dispositivo robótico por meio de sinais oriundos da atividade cerebral. Entre os diversos métodos para registrar os sinais cerebrais, destaca-se a eletroencefalografia (EEG), principalmente por ter uma rápida resposta temporal e não oferecer riscos ao usuário, além de o equipamento ter um baixo custo relativo e ser portátil. Muitas situações podem fazer com que uma pessoa perca o controle motor sobre o corpo, mesmo preservando todas as funções do cérebro, como doenças degenerativas, lesões medulares, entre outras. Para essas pessoas, uma ICM pode representar a única possibilidade de interação consciente com o mundo externo. Todavia, muitas são as limitações que impossibilitam o uso das ICMs da forma desejada, entre as quais estão as dificuldades de se desenvolver algoritmos capazes de fornecer uma alta confiabilidade em relação ao reconhecimento de padrões dos sinais registrados com EEG. A escolha pelas melhores posições dos eletrodos e as melhores características a serem extraídas do sinal é bastante complexa, pois é altamente condicionada à variabilidade interpessoal dos sinais. Neste trabalho um método é proposto para escolher os melhores eletrodos e as melhores características para pessoas distintas e é testado com um banco de dados contendo registros de sete pessoas. Posteriormente dados são extraídos com um equipamento próprio e uma versão adaptada do método é aplicada visando uma atividade em tempo real. Os resultados mostraram que o método é eficaz para a maior parte das pessoas e a atividade em tempo real forneceu resultados promissores. Foi possível analisar diversos aspectos do algoritmo e da variabilidade inter e intrapessoal dos sinais e foi visto que é possível, mesmo com um equipamento limitado, obter bons resultados mediante análises recorrentes para uma mesma pessoa. / [en] A brain-machine interface (BMI) system allows a person to control robotic devices with brain signals. Among many existing methods for signal acquisition, electroencephalography is the most often used for BCI purposes. Its high temporal resolution, safety to use, portability and low cost are the main reasons for being the most used method. Many situations can affect a person s capability of controlling their body, although brain functions remain healthy. For those people in the extreme case, where there is no motor control, a BCI can be the only way to interact with the external world. Nevertheless, it is still necessary to overcome many obstacles for making the use of BCI systems to become practical, and the most important one is the difficulty to design reliable algorithms for pattern recognition using EEG signals. Inter-subject variability related to the EEG channels and features of the signal are the biggest challenges in the way of making BCI systems a useful technology for restoring function to disabled people. In this paper a method for selecting subject-specific channels and features is proposed and validated with data from seven subjects. Later in the work data is acquired with different EEG equipment and an adapted version of the proposed method is applied aiming online activities. Results showed that the method was efficient for most people and online activities had promising results. It was possible to analyze important aspects concerning the algorithm and inter and intrasubject variability of EEG signals. Also, results showed that it is possible to achieve good results when multiple analyses are performed with the same subject, even with EEG equipment with well known limitations concerning signal quality.

abstract: This research is focused on two separate but related topics. The first uses an electroencephalographic (EEG) brain-computer interface (BCI) to explore the phenomenon of motor learning transfer. The second takes a closer look at the EEG-BCI itself and tests an alternate way of mapping EEG signals into machine commands. We test whether motor learning transfer is more related to use of shared neural structures between imagery and motor execution or to more generalized cognitive factors. Using an EEG-BCI, we train one group of participants to control the movements of a cursor using embodied motor imagery. A second group is trained to control the cursor using abstract motor imagery. A third control group practices moving the cursor using an arm and finger on a touch screen. We hypothesized that if motor learning transfer is related to the use of shared neural structures then the embodied motor imagery group would show more learning transfer than the abstract imaging group. If, on the other hand, motor learning transfer results from more general cognitive processes, then the abstract motor imagery group should also demonstrate motor learning transfer to the manual performance of the same task. Our findings support that motor learning transfer is due to the use of shared neural structures between imaging and motor execution of a task. The abstract group showed no motor learning transfer despite being better at EEG-BCI control than the embodied group. The fact that more participants were able to learn EEG-BCI control using abstract imagery suggests that abstract imagery may be more suitable for EEG-BCIs for some disabilities, while embodied imagery may be more suitable for others. In Part 2, EEG data collected in the above experiment was used to train an artificial neural network (ANN) to map EEG signals to machine commands. We found that our open-source ANN using spectrograms generated from SFFTs is fundamentally different and in some ways superior to Emotiv's proprietary method. Our use of novel combinations of existing technologies along with abstract and embodied imagery facilitates adaptive customization of EEG-BCI control to meet needs of individual users. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Psychology 2013

A imobilização de membros e/ou articulações é prática utilizada na clínica no tratamento de diversas patologias, podendo variar em sua extensão e duração. Acometimentos ortopédicos comuns, como fraturas e lesões músculo-tendíneas, podem exigir como tratamento de dias a semanas de imobilização do segmento afetado. Além dos efeitos clínicos almejados, a imobilização desencadeia alterações negativas que afetam localmente o sistema musculoesquelético, mas que também trazem consequências para o sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico. Tais consequências negativas implicam em perdas funcionais, que podem levar à dependência parcial ou completa para a realização de atividades da vida diária, como a higiene, a alimentação e a locomoção, com enormes custos individuais, familiares e sociais. É necessário, portanto, esclarecer a natureza de tais efeitos negativos e, em especial identificar o quão cedo se apresentam as alterações comportamentais e fisiológicas decorrentes do imobilismo, assim como quantificá-las e determinar a efetividade de estratégias de interferência neste processo. Neste trabalho, investigamos os efeitos de 24 horas de imobilização sobre diferentes tarefas motoras, como apertar botões, realizar a oposição do polegar em sequências variadas e fazer o alcance de alvos com o membro superior. Investigamos também, para a tarefa de oposição do polegar, o potencial terapêutico do treino motor imaginário durante o período de imobilização. Em nossos resultados, não encontramos efeitos estatísticamente significativos da imobilização sobre o comportamento motor nas tarefas pesquisadas. Adicionalmente, o treino motor imaginário na tarefa de oposição do polegar levou a uma piora no desempenho na tarefa de alcance. Esses resultados são relevantes no sentido de ressaltar que a imobilização, um recurso terapêutico importante, apresenta efeitos colaterais, mas esses não se instalam tão rapidamente quanto inicialmente hipotetizamos. É provável, ainda, que a imobilização atue de forma distinta sobre diferentes habilidades motoras, sendo umas prejudicadas com maior intensidade e precocidade do que outras. Entre as habilidades motoras afetadas pela imobilização, pode ser que encontremos, inclusive, a habilidade de imaginar cinestesicamente movimentos. O presente estudo investigou um tipo específico de treino motor imaginário, em voluntários saudáveis, submetidos a um período extremamente curto de imobilização. Possivelmente, os resultados de outros tipos de treino (variando, por exemplo, a intensidade do treino, a forma de admnistração e até mesmo a tarefa) podem ser diferentes. As sutilezas envolvidas na execução do treino motor imaginário provavelmente são a raiz da variabilidade nos resultados obtidos nos diversos experimentos da literatura. Os usos do treino motor imaginário devem, portanto, continuar a ser submetidos à experimentação, para que sua prescrição seja criteriosa e beneficie satisfatoriamente a função motora após a imobilização / The immobilization of body segments is frequently used for the treatment of orthopaedic injuries, such as fractures and soft tissue lesions. Immobilization may be as long as days or weeks, leading to several undesired side effects. The negative effects due to immobilization are felt not only in the immobilized limb, but also in the central nervous system. They lead to several functional impairments, compromising the independency of the patients in fulfilling their daily activities. Therefore, its necessary to determine the nature of such negative effects, and, specially, determine how early the functional and physiological impairments present themselves, as much as to quantify them and stabilish strategies for interference on them. In the present work, we investigated the effects of a 24-hour period of immobilization of the upper limb over several motor tasks, such as pressing buttons, oppose the thumb to the other fingers in several sequences and reaching targets. We also addressed the issue of the potential benefits of delivering a motor imagery training session, specific to the thumb opposition, during the immobilization period. Our results showed no significant effect of immobilization over the motor behavior in the evaluated tasks. Aditionally, the motor imagery training in opposing the thumb lead to an impairment on the reaching task. These results are relevant to reassure that immobilization is a safe therapeutic tool, for its side effects do not present themselves as early as hypothesized by us. Its possible, yet, that immobilization has distinct effects over different motor habilities and, in doing so, that some of the motor skills are more affected than others. It is possible that, between the motor skills affected by immobilization, we found the motor imagery hability. The present study investigated specific schedule of motor imagery training, in healthy volunteers, submited to a very short immobilization period. Its possible that other training schedules (varying the intensity, the way of administering it e even the task) might have other results then ours. The subtleties involved in motor imagery training may be the cause for the great amount of variance found in literature about it. The uses of motor imagery should be submitted to experimentation. In this way, it might be prescribed with criteria and benefit the restoration of motor function

A compreensão do processo de aprendizagem motora é de real importância para a atividade fisioterapêutica, visto que as abordagens e técnicas visam à mudança e o aperfeiçoamento de uma atividade motora ou mesmo a aquisição de uma nova habilidade. Neste processo a prática realizada tem implicação direta na aprendizagem motora. Objetivo: comparar os efeitos da prática combinada (iniciada pelo treino mental, seguido pelo treino físico, com distribuição proporcionada entre os mesmos), com os efeitos da prática mental e física isoladas, sobre aquisição, retenção, transferência inter tarefa e inter manual em crianças de 9 a 10 anos. Método: participaram do estudo 36 crianças, divididas em 3 grupos de acordo com o tipo de prática realizada: o grupo PM está composto 12 crianças, o PF por 12 crianças e o PC por 12 crianças. O treinamento foi realizado em sessão única e constituiu da repetição de 2400 movimentos de uma sequência de movimentos de oposição dos dedos. Todos os grupos foram submetidos às mesmas avaliações antes do treinamento, depois do treinamento, 4, 7, e 28 dias após o treinamento. A aquisição, a retenção e a transferência foram avaliados por meio da análise de variância (ANOVA). Para todas as interações que alcançaram nível de significância (p<0,05) foi aplicado o pós-teste de Tukey. Resultados: para o tempo de treinamento, tanto a PM quanto a PF proporcionaram melhora progressiva da velocidade ao longo dos blocos, já a PC proporcionou melhora inicial entre os dois primeiros blocos, e piora na velocidade do segundo para o terceiro que não se modificou até o final do treino. A análise da aquisição evidenciou que a PC proporcionou ao final do treino o mesmo nível de desempenho da PM, mas inferior ao obtido pela PF. Para retenção, a PC proporcionou os mesmo níveis obtidos pela PF e PM, com ganhos adicionais tardios. Para a transferência inter-sequência e intermanual, a PC permitiu a transferência do desempenho obtido por meio do treino da ST para a SR de forma similar a PM, mas superior a PF. Conclusão: a prática combinada não mostrou vantagens em comparação a prática física ou mental isoladas para a aprendizagem, retenção de uma tarefa de oposição sequencial de dedos em crianças de 9 e 10 anos. Entretanto, mostrou-se mais eficiente que a prática física isolada para a transferência inter-sequências e intermanual, alcançando a mesma eficiência da prática mental isolada. Assim, as três formas de prática foram igualmente eficientes para a aprendizagem e retenção de movimentos sequenciais e a prática mental, combinada ou não com a prática física foi mais eficiente que a prática física isolada para a transferência inter-sequências e intermanual / Understanding the process of motor learning it is important to physiotherapy so that approaches and techniques designed to change and improve motor activity or even the acquisition of a new skill. In this process the practice has held direct implication in motor learning. Purpose: To compare the effects of combined practice (initiated by mental training, followed by physical training, with distribution provided between them), with the effects of mental and physical practice isolated on acquisition, retention and transfer on the learning of sequential finger opposition movements in children 9-10 years. Methods: This study included thirty-six 9 to 10 year-old children that were randomly allocated into three groups: mental practice (MP), physical practice (PP), and combined (PC). The training was conducted in a single session and consisted repetition of 2400 movements sequence of finger opposition movements. All groups underwent the same evaluations before training, after training, 4, 7, and 28 days after training. The acquisition, retention and transfer were evaluated by analysis of variance (ANOVA). For all interactions that reached statistical significance (p <0.05) was applied post-Tukey test. Results: The training time for both the MP and FP provided progressive improvement in speed over the blocks, the CP has provided initial improvement between the first two blocks, and worsened speed from the second to the third that did not change until the end of the training. The analysis showed that acquisition of the CP at the end of the training provided the same level of performance of the MP, but lower than that obtained by the FP. For retention, the CP showed the same levels obtained by the FP and MP, with additional gains late. For inter-sequence and intermanual transfer, CP allowed to transfer performance obtained by training for the trained sequence similarly to reverse sequence by MP, but exceeding FP. Conclusion: The combined practice showed no advantages compared to physical or mental practice isolated to learning retention task of sequential finger opposition in children aged 9 and 10 years. However, proved more efficient than single physical practice to transfer inter-sequences and intermanual, achieving the same efficiency of mental practice alone. So the three forms of practice were equally efficient for learning and retention of sequential movements and mental practice, whether or not combined with physical practice was more effective than physical practice alone for transfer

Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative condition which results in severe motor impairment. Deterioration in multiple domains of cognition is another hallmark of PD. Together, these motor and cognitive impairments impact substantially on language and communication. Co-speech gestures are a form of action and are also part of linguistic processes, yet have rarely been explored in PD. Gestures can provide imagistic depictions of concepts described by speech and contribute to communication in healthy individuals. They rely on visual, spatial, and motor simulations and imagery, which may be impaired in PD. It is therefore of clinical importance to evaluate how co-speech gestures might be impaired to understand the extent of communicative impairment in PD. PD can also provide a useful model to understanding the cognitive basis of co-speech gesture in healthy people. In Chapter 2, participants described isolated actions. Gesture rate did not differ between the two groups, however, the groups differed in terms of the visual perspective they adopted when depicting actions in gesture. Controls preferred a “character viewpoint” or first-person perspective where their hands represented the hands of the actor, whereas PD patients preferred an “observer viewpoint” or third-person perspective, where their hand represented a whole person. This finding was replicated and extended in Chapter 3 where low-motion and high-motion actions were described in a longer narrative task. PD patients produced fewer character viewpoint gestures when describing high-motion action events, suggesting a difficulty in simulating these events from a first-person perspective. In addition, PD patients had difficult depicting “manner” (how an action is performed) features in gesture during high but not low motion. Extending the findings of Chapter 2, whilst overall rate of gesture production was not affected, PD patients produced action gestures at a significantly lower rate than controls. Chapter 4 took a different focus by investigating gesture depictions of static spatial (rather than dynamic action) features via a house description task. Gesture rate did not differ, but the groups depicted different types of spatial properties to a different extent. Whilst both groups predominantly gestured about location and relative position information, PD patients gestured more about directions whereas controls gestures more about shape and size information. This suggests that different strategies were being employed by the two groups. Finally, testing young adults’ comprehension of these spatial gestures in Chapter 5 revealed that gestures did not significantly improve comprehension of either PD patients’ or controls’ spoken messages, though there may have been ceiling effects. However, both PD patients and controls were viewed as more competent when their messages were viewed with gestures. The findings suggest a selective action-gesture deficit in PD which complements work demonstrating action-verb impairments in these patients, and supports gesture production theories which hypothesise a role for motor simulations and imagery. Overall gesture rate appears to be largely unaffected. The effects of PD can be felt beyond changes to goal-directed action, in the realms of language and social behaviour, but gestures may be able to improve listeners’ social perceptions of PD patients.