Frontiers in Aging Neuroscience

Introdução

As habilidades espaciais são críticas para a independência funcional. Elas permitem-nos localizar os alvos no espaço, perceber visualmente os objectos e compreender as relações espaciais bidimensionais e tridimensionais (2D e 3D) entre os objectos e o nosso ambiente. Estas habilidades nos permitem navegar com segurança pelo nosso ambiente através do julgamento preciso da direção e distância. A habilidade espacial não é uma função unitária, mas pode ser comparada em várias categorias distintas comumente classificadas como visualização espacial, percepção espacial e rotação mental. A visualização espacial tem sido definida como a capacidade de manipular mentalmente informação espacial complexa quando vários passos são necessários para completar com sucesso uma tarefa espacial (Linn e Petersen, 1985; Voyer et al., 1995). Um exemplo de uma tarefa que poderia incorporar habilidades de visualização espacial seria arranjar itens de forma a caber em uma mala. A percepção espacial é a habilidade de estabelecer com precisão relações espaciais com respeito à orientação, apesar da presença de informações que distraem (Linn e Petersen, 1985; Voyer et al., 1995). As capacidades de percepção espacial são utilizadas quando se fundem no tráfego em movimento numa auto-estrada movimentada. O motorista deve determinar se o carro vai caber no vazio do tráfego, ignorando os veículos circundantes irrelevantes na auto-estrada. A terceira categoria de habilidade espacial, rotação mental, é a capacidade de transformar a orientação de uma representação mental de um objeto no espaço 2D ou 3D (Linn e Petersen, 1985; Voyer et al., 1995). As habilidades de rotação mental são usadas frequentemente ao longo do dia, por exemplo, ao pentear o cabelo ou ao aplicar a maquiagem no espelho. Há numerosas baterias de teste espacial padronizadas que foram desenvolvidas para medir como os participantes resolvem tarefas espaciais. Exemplos de tarefas comumente aplicadas usadas para medir habilidades de visualização espacial são o Paper Form Board (Likert e Quasha, 1941), que requer que os participantes identifiquem como seria uma forma desdobrada uma vez dobrada, e o Identical Block Test (Stafford, 1961), no qual os participantes identificam blocos de uma matriz que combinam com um bloco de referência, dado um número de pistas nas faces dos blocos. Dois testes padronizados que são usados para avaliar a percepção espacial são o Rod-and-Frame Test (Witkin e Asch, 1948), que requer que os participantes identifiquem linhas horizontais ou verticais apresentadas em uma moldura quadrada girada e o Water Level Test (Piaget e Inhelder, 1956), no qual os participantes indicam a orientação da linha de água na imagem de um recipiente inclinado. Finalmente, inúmeros testes espaciais foram desenvolvidos para testar a rotação mental. O teste mais utilizado é o Teste de Rotação Mental (Vandenburg e Kuse, 1978) uma variação do teste original desenvolvido por Shepard e Metzler (1971). Este teste requer que os participantes determinem se os pares de objetos que foram girados em profundidade em relação um ao outro são idênticos ou se espelham imagens. Apesar do agrupamento dos testes espaciais nas três categorias gerais de visualização espacial, percepção espacial e rotação mental, no entanto, a resolução das tarefas num único teste requer tipicamente o uso de múltiplos processos espaciais. Por exemplo, testes atribuídos à categoria de visualização espacial (i.e., tarefa Paper Form Board, Identical Block Test) provavelmente incluem elementos de rotação mental e percepção espacial.

Nosso conhecimento de como os humanos interagem com seu ambiente espacial tem sido largamente baseado em estudos que têm usado testes psicométricos padrão de papel e lápis, testes cronométricos baseados em computador (Linn e Petersen, 1985; Voyer et al, 1995), e mais recentemente testes em ambientes 3D imersivos (Parsons et al., 2004; Tsirlin et al., 2009). Embora estes estudos sejam críticos para a nossa compreensão da cognição espacial, os baixos requisitos visuomotores das tarefas 2D utilizadas muitas vezes não são representativos das interacções físicas que temos com objectos no nosso ambiente diário. Além disso, dada a sua complexidade, muitos dos testes padronizados não são adequados para uso com crianças pequenas, idosos e populações de pacientes.

Desenvolvemos uma nova tarefa visuomotora com variantes que são apropriadas para a gama de habilidades espaciais de crianças a partir dos 3 anos de idade (Sacrey et al., 2012) até a velhice (Gonzalez et al., 2014), bem como populações de pacientes (inédito). A tarefa exige que os participantes localizem, alcancem, agarrem e manipulem os blocos de construção apropriados de uma série de blocos para reproduzir um modelo 3D. A tarefa combina as três principais categorias de habilidades espaciais: rotação mental, visualização espacial, e percepção espacial. As habilidades de rotação mental são desafiadas ao determinar se os blocos 3D no espaço de trabalho podem ser rotacionados para combinar com a orientação dos blocos de construção no modelo da amostra, independentemente da sua orientação. Além disso, habilidades de visualização espacial são usadas para identificar o bloco específico que combina com um bloco de construção no modelo amostral a partir de uma série de alternativas (que podem diferir por cor, forma e/ou tamanho; aqui referido como busca visuo-espacial). As habilidades de percepção espacial também são necessárias para a maioria da tarefa quando o participante está identificando o bloco de construção correto entre o conjunto de distractores. Esta tarefa, semelhante aos testes padronizados de papel e lápis e baseados em computador, permite manipular o nível de complexidade visuo-espacial enquanto as exigências visuomotoras da tarefa são mantidas constantes. Ao contrário destes testes padronizados, porém, as exigências visuomotoras da nossa tarefa são extensas, correspondendo às exigências das tarefas diárias. A tarefa desenvolvida permitirá o estudo da cognição espacial no domínio visuomotor, contribuindo com conhecimentos valiosos para o nosso entendimento atual das interações espaciais em cenários do mundo real.

O estudo atual determinou a viabilidade de usar uma tarefa reto-grasp para avaliar a função visuomotora e visuomotora em homens e mulheres mais jovens (18-25 anos) e adultos mais velhos (60-82 anos). Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a utilizar uma tarefa visuomotora que combina aspectos de visualização espacial (busca visuo-espacial) e rotação mental. Nesta experiência, as demandas de busca visuo-espacial foram consistentes, mas a complexidade espacial dos modelos a serem replicados foi modulada através de duas condições. Na condição de baixa complexidade espacial a posição, as propriedades (isto é, cor e tamanho), e a orientação de cada bloco do modelo a ser replicado eram visíveis a partir de um único plano de visão com os modelos tendo uma configuração “plana”. Na condição de alta complexidade espacial o modelo tinha uma configuração 3D e precisava ser girado para garantir a seleção e colocação precisa de cada bloco de construção no modelo. As exigências motoras da tarefa (por exemplo, alcançar e agarrar os blocos) eram as mesmas em ambas as condições.

O tempo total necessário para replicar cada modelo e a preferência da mão para cada agarramento foi registada. Dado o declínio relatado em múltiplas medidas de funcionamento cognitivo com o aumento da idade (Blanchard-Fields e Hess, 1996; Gabrowski e Mason, 2014), bem como a deterioração relacionada à idade observada na visualização espacial (Hertzog, 1989; Salthouse, 1990; Borella et al., 2014) e na rotação mental (Willis e Schaie, 1989; Jansen e Heil, 2010; Borella et al., 2014), previmos um declínio relacionado à idade no desempenho da tarefa. Além disso, de acordo com a literatura que relata desempenho superior para homens em comparação com mulheres em testes de rotação mental (McGlone e Davidson, 1973; Linn e Petersen, 1985; Voyer et al, 1995; Sherwin, 2003), prevemos que as diferenças de sexo iriam emergir, com os homens consistentemente exibindo uma vantagem de desempenho.

Materiais e Métodos

Participantes

Vinte e quatro adultos jovens dextros autodeclarados (YA; 12 homens; 18-25 anos) e 20 adultos dextros autodeclarados (OA; 10 homens; 60-81 anos) foram recrutados da comunidade universitária para participar deste estudo. O estudo foi realizado com a aprovação do Comitê de Pesquisa de Sujeitos Humanos da Universidade de Lethbridge. Todos os participantes foram ingênuos ao propósito do estudo e deram consentimento informado por escrito antes do início do estudo.

Procedimentos

Os participantes estavam confortavelmente sentados centralmente em frente a uma mesa com uma altura de 0,74 m e um espaço de trabalho de 0,70 m por 1,22 m. Os participantes foram instruídos a replicar duas séries de quatro modelos. Subsequentemente, os participantes responderam a uma versão modificada dos questionários de Edimburgo (Oldfield, 1971) e Waterloo (Brown et al., 2006) (ver Stone et al., 2013 para uma descrição completa do questionário modificado). Foi perguntado às participantes adultas mais velhas se elas estavam usando terapia de reposição hormonal a fim de estabelecer se os níveis de hormônios sexuais circulantes poderiam diferir consideravelmente dentro do grupo.

Quarenta e oito blocos de construção únicos (LEGO®) foram distribuídos aleatoriamente no tampo da mesa enquanto as participantes estavam viradas para longe da mesa. Uma tira de fita adesiva transparente foi usada para dividir o espaço de trabalho ao meio, e 24 blocos foram distribuídos do lado esquerdo e direito (Figura 1A). Cada ensaio começou com os participantes inspeccionando um modelo de 12 peças que iriam replicar. Após a inspeção, o experimentador colocou o modelo no canto próximo à direita ou esquerda da mesa (contrabalançado entre os ensaios). Foi demonstrado que a posição do modelo na tabela não influencia o uso das mãos (Stone et al., 2013). Para cada estudo, os participantes receberam as instruções para “replicar o modelo o mais rápido e preciso possível, usando as peças fornecidas na tabela”. Nenhuma outra instrução foi dada aos participantes. Os participantes foram livres para manipular e girar o modelo a ser replicado durante a construção. Após a replicação do modelo, ambos os modelos foram removidos e foi fornecido um modelo diferente a ser replicado. Os blocos de construção não foram substituídos entre os ensaios. O mesmo conjunto de 48 blocos de construção únicos foi utilizado para cada conjunto de quatro modelos de 12 peças neste experimento (Figura 1A). As duas séries de modelos LEGO® diferiram em relação à sua complexidade espacial. Na condição de baixa demanda espacial (2D), os blocos de construção do modelo a ser replicado estavam em uma configuração “plana” (Figura 1B). Isto permitiu aos participantes visualizar as propriedades e orientação dos 12 blocos de construção a partir de um único plano de visão, o que eliminou a necessidade de rodar fisicamente o modelo (embora os participantes tenham permanecido livres para pegar e manipular o modelo a ser replicado). Na condição de alta demanda espacial (3D), os blocos de construção (os mesmos utilizados para os modelos 2D) do modelo a ser replicado não eram todos visíveis no mesmo plano (Figura 1C). Isto exigiu uma rotação do modelo para permitir uma replicação precisa. Os participantes construíram quatro modelos consecutivos na condição 2D, utilizando todos os 48 blocos. Os participantes construíram então quatro modelos consecutivos na condição 3D, novamente usando todos os 48 blocos. A condição de partida (2D, 3D) foi contrabalançada e a ordem de apresentação do modelo foi aleatória entre os participantes. Os mesmos oito modelos foram usados para todos os participantes.

Processamento e Análise de Dados

O tempo total (ou seja.., latência, s) a partir do momento em que os participantes levantaram um dos ponteiros da mesa para iniciar um alcance em direcção aos blocos de construção até ao momento em que a réplica do modelo foi colocada sobre a mesa (incluindo alcance, preensão, manipulação do modelo e construção do modelo) foi registada com um relógio de paragem Tough Timer® (Sportline Inc.). A tarefa foi gravada usando uma câmera de vídeo digital (JV HD Everio®) colocada diretamente na frente dos participantes com uma visão clara do espaço de trabalho, dos blocos de construção e das mãos dos participantes. Cada agarre foi pontuado como um agarre com a mão esquerda ou direita e o uso da mão direita foi determinado como uma percentagem do número total de agarramentos para a construção do modelo (número de agarramentos com a mão direita/número total de agarramentos × 100).

O efeito da Complexidade do modelo e da progressão da tarefa na latência e no uso da mão foi comparado entre Sexo e Grupo usando análises de variância (RM ANOVA) com Complexidade (2D, 3D) e Modelo (1-4) como os fatores dentro do sujeito e Sexo (masculino, feminino) e Grupo (YA, OA) como os fatores entre sujeitos. Posteriormente, para permitir a comparação das alterações de latência devido às exigências de rotação mental e não à velocidade motora entre adultos mais jovens e mais velhos, os dados de latência 3D foram normalizados para os dados 2D (*100) e introduzidos numa RM ANOVA de três vias. O número do modelo (1-4) foi o fator dentro do sujeito e o sexo (masculino, feminino) e o grupo (YA, OA) foram fatores entre sujeitos. Quando a significância estatística foi determinada, os testes RM ANOVAs ou t pareados apropriados foram realizados com correções bonferroni para múltiplas comparações utilizadas com os testes t pareados.

Dados foram analisados utilizando SPSS Statistics 18.0 para Windows (SPSS Inc., Chicago, IL, EUA). A significância estatística foi definida em 0.05. O tamanho do efeito (ES) foi reportado como valores η2.

Resultados

Todos os dados foram normalmente distribuídos e não violaram as suposições de homogeneidade de variância. Portanto, foram utilizadas estatísticas paramétricas para analisar os dados comportamentais. Os dados são apresentados como médias e desvios padrão.

Todos os participantes auto-relatados como destros; esta informação foi confirmada pelo questionário de mão. As notas de Handedness diferiram entre os grupos (F(1,40) = 6,94, p = 0,012, ES = 0,148) com o OA reportando notas de Handedness mais altas que os participantes do YA (YA = 30,5 ± 6,9; OA = 35,4 ± 4,7). Esta conclusão é consistente com os relatórios anteriores (Gonzalez et al., 2014), segundo os quais os participantes mais velhos tendem a se perceber como mais destros. As pontuações de Handedness não foram afetadas diferentemente pelo sexo (p > 0,05). A idade não diferiu entre os sexos (p > 0,05). Todas as participantes femininas de AO relataram que não estavam usando terapia de reposição hormonal.

Latência

Young and Older Adults

A análise revelou um efeito principal significativo da Complexidade (F(1,40) = 112, p < 0.001, ES = 0,737; Figura 2A), sugerindo que os participantes construíram os modelos 2D significativamente mais rápido do que os modelos 3D (2D = 62,4 ± 33,4 s, 3D = 101,5 ± 52,5 s). A latência também foi afetada pela ordem de apresentação do modelo (F(3,120) = 19,0, p < 0,001, ES = 0,322) com os ensaios anteriores sendo concluídos mais lentamente do que os ensaios posteriores (Modelo 1 = 97,8 ± 54,5 s, Modelo 4 = 69,7 ± 35,4 s), sugerindo que a busca visuosoespacial inerente associada à tarefa declina naturalmente com a progressão da tarefa à medida que menos blocos permanecem no local de trabalho e, portanto, menos blocos “distractores” estão presentes, permitindo que os participantes identifiquem o bloco apenso mais prontamente. O Modelo por interação de Grupo também alcançou significância (F(3,120) = 6,90, p < 0,001, ES = 0,147). Comparações post hoc indicaram que houve uma diminuição significativa na latência para a construção do Modelo 1 para o Modelo 3 para ambos os grupos, com YA (t(23) = 4,77, p < 0,001) e OA (t(19) = 4,74, p < 0,001) demonstrando uma diminuição de 8,8 s e 40,3 s na latência, respectivamente. Da mesma forma, a latência foi significativamente reduzida da construção do Modelo 1 para o Modelo 4 para ambos os grupos, com YA (t(23) = 4,23, p < 0,001) demonstrando uma diminuição de 12,0 s e OA (t(19) = 4,39, p < 0,001) demonstrando uma diminuição de 47,4 s. A Complexidade por Modelo, e Complexidade por Interações de Grupo não foram significativas (p > 0,05). Um efeito principal significativo do Grupo (F(1,40) = 46,7, p < 0,001, ES = 0,539; Figura 2A) demonstrou que o YA completou os ensaios significativamente mais rápido que o OA (YA = 54,5 ± 10,4 s, OA = 114,8 ± 41,5 s). A Complexidade por interação de Grupo também foi significativa (F(1,40) = 11,2, p = 0,002, ES = 0,220; Figura 2A). Comparações post hoc em pares sugerem que houve um aumento na latência da construção do modelo 2D para 3D para ambos os grupos, com YA (t(23) = 15,4, p < 0,001) e OA (t(19) = 6,704, p < 0,001) demonstrando um aumento na latência de 27,5 e 52,9 s, respectivamente. O sexo não afetou diferentemente a latência média (p > 0,05).

Subsequentemente, para examinar mais de perto o efeito do modelo Complexidade e progressão da tarefa sobre a latência, foram executadas ANOVA RM de três vias separadas para cada grupo (YA, OA) nas quais Complexidade (2D, 3D) e Modelo (1-4) foram tratados como fatores dentro do sujeito e Sexo (masculino, feminino) foi um fator entre sujeitos.

Young Adults

A análise confirmou que YA completou os modelos 2D mais rapidamente que os modelos 3D (F(1,22) = 274, p < 0,001, ES = 0,926; 2D = 40,8 ± 7,4 s, 3D = 68,3 ± 14,2 s; Figura 2B). As latências também foram afetadas pela ordem de apresentação do modelo (F(3,66) = 6,97, p < 0,001, ES = 0,241), com os ensaios anteriores sendo concluídos mais lentamente do que os ensaios posteriores (Modelo 1 = 60,6 ± 14,2 s, Modelo 4 = 48,6 ± 13,3 s). Um efeito principal significativo de Sexo (F(1,22) = 4,38, p = 0,048, ES = 0,166; Figura 2B) revelou que os participantes masculinos completaram a tarefa mais rapidamente do que as participantes femininas (Homens = 50,4 ± 10,5 s, Mulheres = 58,7 ± 9,0 s). Finalmente, uma significativa complexidade por interação sexual (F(1,22) = 4,75, p = 0,040, ES = 0,177; Figura 2B) sugeriu que a latência diferia entre participantes masculinos e femininos dependendo se estavam replicando os modelos 2D ou 3D. No entanto, as comparações pós-pares não alcançaram significância (p > 0,05), com os homens construindo os modelos significativamente mais rápido do que as mulheres em ambas as condições de complexidade. Curiosamente, quando foi solicitado aos participantes do YA que preenchessem um questionário relativo aos seus níveis de conforto manipulando os blocos LEGO® verificou-se que os participantes masculinos e femininos tinham começado a brincar com (p > 0,05; homens = 4,2 anos, mulheres = 4,1 anos) e tinham usado pela última vez (p > 0,05; homens = 13,4 anos, mulheres = 12,7 anos) blocos LEGO® em idades semelhantes. Além disso, quando solicitado a indicar seus níveis de conforto construindo com blocos LEGO® (em uma escala de um dez onde dez indica “extremamente confortável”) não houve diferença significativa entre homens e mulheres (p > 0,05; macho = 8,9, fêmea = 8.2) sugere que a vantagem do desempenho masculino não foi simplesmente o resultado de os participantes masculinos terem maior experiência na construção de modelos LEGO®.

Adultos mais velhos

Similar aos participantes do YA, o OA completou os modelos 2D mais rápido que os modelos 3D (F(1,18) = 42,6, p < 0,001, ES = 0,703; 2D = 88,4 ± 33,9 s, 3D = 141,3 ± 54,0 s; Figura 2C). Além disso, os tempos de conclusão foram afetados pela ordem de apresentação dos modelos (F(3,54) = 11,6, p < 0,001, ES = 0,392), com os modelos iniciais sendo construídos mais lentamente do que os modelos posteriores (Modelo 1 = 142,4 ± 51,4 s, Modelo 4 = 95,0 ± 37,2 s). Ao contrário do YA, no entanto, as latências foram consistentes entre os sexos para o OA (p > 0,05). Além disso, o sexo não afetou diferentemente as latências por Modelo ou Complexidade (p > 0,05).

Percentage Change

Quando os dados foram normalizados para investigar melhor os efeitos das exigências de rotação mental da tarefa, a análise não revelou nenhum efeito principal significativo ou interações entre os fatores (p > 0,05). Em outras palavras, os participantes de YA e OA demonstraram um aumento de latência comparável com o aumento da complexidade do modelo (YA = 167,4 ± 18,8%; OA = 163,9 ± 43,0%; Figura 3). Este achado sugere que as habilidades espaciais necessárias para completar esta nova tarefa visuomotora foram igualmente desafiadas em participantes masculinos e femininos, e que, além disso, estas habilidades espaciais pareceram ser preservadas com a idade.

Utilização Manual

Adultos Jovens e Adultos Antigos

A análise revelou um efeito principal significativo da Complexidade (F(1,40) = 5,12, p = 0,029, ES = 0,113) indicando que os participantes usaram mais a mão direita durante a construção dos modelos 2D quando comparados com os modelos 3D (2D = 75,5 ± 15,5%, 3D = 72,0 ± 15,1%). O uso da mão também foi influenciado pela ordem de apresentação do modelo (F(3,120) = 12,4, p < 0,001, ES = 0,236) com o uso da mão direita dos participantes variando entre 80 e 68% entre a construção do Modelo 1 e do Modelo 4 (Modelo 1 = 80,2 ± 15,6%, Modelo 2 = 68,0 ± 19,7%, Modelo 3 = 76,4 ± 18,1%, Modelo 4 = 70,4 ± 18,0%). A interação Modelo por Grupo também foi significativa (F(3.120) = 38,0, p < 0,001, ES = 0,386). As comparações pós-pares pontuais não atingiram significância para o grupo YA. O grupo OA, entretanto, usou significativamente mais sua mão direita na construção do Modelo 1 quando comparado com: Modelo 2 (t(20) = 5,02, p < 0,001; Modelo 1 = 88,2 ± 12,8%, Modelo 2 = 66,0 ± 21,3%) e Modelo 4 (t(20) = 4,18, p = 0,001; Modelo 4 = 71,0 ± 20,6%). Eles também usaram significativamente mais a mão direita na construção do Modelo 3, quando comparado com: Modelo 2 (t(20) = 5,00, p < 0,001; Modelo 3 = 86,9 ± 15,1%) e Modelo 4 (t(20) = 4,179, p = 0,001). Grupo e Sexo não afetaram diferentemente o uso médio da mão direita (p > 0,05).

Discussão

Este estudo desenvolveu uma nova ferramenta de avaliação das habilidades visuo-espaciais no domínio visuomotor. Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a descrever e avaliar uma tarefa visuomotora interativa que desafia tanto as habilidades de visualização espacial quanto as de rotação mental. A tarefa exigia que os participantes replicassem modelos complexos através da localização e seleção de blocos de construção que variam em características tais como forma, cor e tamanho a partir de uma série de blocos. O estudo descobriu que o tempo para completar cada modelo diminuiu em ambas as condições de complexidade espacial com a construção de modelos consecutivos para ambos os grupos de participantes. Esta diminuição no tempo sugere que os requisitos de busca viso-espacial da tarefa diminuíram naturalmente à medida que os blocos (e portanto os “distractores”) foram removidos do espaço de trabalho e incorporados nos modelos. Confirmando que a complexidade espacial dos modelos era diferente entre as condições, ambos os grupos de participantes demoraram mais tempo a completar os modelos na condição espacialmente mais complexa (3D). Como os modelos 2D e 3D eram compostos pelo mesmo número de blocos idênticos, a diferença no tempo provavelmente reflete o aumento da complexidade espacial dos modelos 3D. Além disso, como a manipulação estava na composição dimensional dos modelos, a diferença de tempo entre as condições persistiu através dos quatro modelos.

Uma descoberta importante da investigação actual foi que as capacidades espaciais são preservadas nos participantes do AO. Em comparação com o YA, os participantes do OA apresentaram tempos de ensaio mais lentos através das condições experimentais. Isto é provavelmente devido a diferenças na familiaridade com a tarefa (pode-se argumentar que jovens adultos tiveram mais experiência “brincando” com LEGO do que adultos mais velhos) e no declínio da velocidade perceptiva e motora relacionado à idade (por exemplo, Goggin e Meeuwsen, 1992; Chaput e Proteau, 1996). No entanto, quando os dados foram normalizados e expressos como percentagem da tarefa visuoespacial menos exigente (modelos 2D), os participantes de YA e OA comportaram-se de forma semelhante. Em outras palavras, o aumento proporcional nos tempos de conclusão da tarefa, das condições de baixa para alta complexidade visospacial, não diferiu entre YA e OA, sugerindo que as habilidades visospaciais específicas desafiadas pela tarefa desenvolvida são de fato preservadas na idade mais avançada. Este é um achado importante porque ainda não está claro quais processos viso-espaciais são afetados pela idade e quais são poupados (para uma revisão, ver Iachini et al., 2009; Klencklen et al., 2012). Por exemplo, alguns estudos têm mostrado um declínio na capacidade de rotação mental das imagens visuais, na capacidade de recuperar sequências espaço-temporais e na imagiologia visuoespacial (Berg et al., 1982; Craik e Dirkx, 1992; Iachini et al., 2005; Ruggiero et al., 2008). Outros estudos têm demonstrado capacidades espaciais preservadas em idosos (Cherry and Park, 1993; Parkin et al., 1995; Yamamoto e Degirolamo, 2012). Por exemplo, Yamamoto e Degirolamo (2012) pediram aos participantes jovens e idosos que aprendessem locais de referência em ambientes virtuais, navegando neles na perspectiva da primeira pessoa ou vendo vistas aéreas dos ambientes. O desempenho da aprendizagem espacial foi menos preciso para os mais velhos ao navegar na primeira pessoa, mas igualmente preciso para os jovens adultos ao navegar usando a vista aérea. Estes estudos e os resultados da investigação actual sugerem fortemente que as consequências do envelhecimento na cognição espacial são diferentes, dependendo do tipo de processo espacial que é desafiado. Como a tarefa utilizada no presente estudo se assemelha a acções quotidianas (isto é, alcançar e agarrar objectos), a investigação actual também contribui para a evidência mostrando um declínio menos acentuado (ou uma ausência de a) das capacidades espaciais em tarefas espaciais familiarmente relevantes do ponto de vista ecológico quando comparadas com testes laboratoriais abstractos (De Beni et al, 2006; Iachini et al., 2009).

Estudos transversais têm mostrado que os homens têm melhor desempenho em tarefas que envolvem rotação mental, figuras 3D e percepção espacial (McGlone e Davidson, 1973; Linn e Petersen, 1985; Voyer et al., 1995; Sherwin, 2003). Os diferentes níveis de complexidade visuoespacial utilizados nas tarefas atuais foram suficientes para produzir as diferenças sexuais que haviam sido previamente avaliadas por testes de papel e lápis e testes cromoméricos baseados em computador (por exemplo, Linn e Petersen, 1985; Voyer et al., 1995; Sherwin, 2003). No experimento atual, os jovens participantes do sexo masculino realizaram as tarefas significativamente mais rápido do que as jovens participantes do sexo feminino. Puzzling, a diferença de sexo presente nos participantes do YA não foi observada no OA. Isso foi inesperado, pois alguns estudos relataram que as diferenças de desempenho relacionadas ao sexo nas tarefas visuoespaciais estão presentes nos idosos (Berg et al., 1982; Willis e Schaie, 1989; Jansen e Heil, 2010). Os estudos que relataram a presença de diferenças de desempenho sexual relacionadas ao desempenho em adultos mais velhos, no entanto, utilizaram testes padrão de papel e lápis. Em contraste, a tarefa desenvolvida exigiu que os participantes interagissem com os estímulos, que girassem mentalmente os blocos de construção antes de agarrar e que orientassem o bloco adequadamente, a fim de adicioná-lo ao modelo 3D que estava sendo montado. É provável que a nova natureza interactiva da nossa tarefa seja responsável pela inconsistência entre o nosso estudo e os estudos anteriores que avaliaram as capacidades espaciais no AO. Embora também continue a ser possível que as diferenças sexuais observadas sejam o resultado de os jovens participantes masculinos terem mais experiência “brincando” com blocos de construção do que as jovens participantes femininas, uma diferença que provavelmente se dissiparia com a idade, parece improvável que este seja o principal fator contribuinte. Quando o YA foi apresentado com um questionário sobre o seu conforto manipulando blocos LEGO®, não houve diferenças relatadas entre as respostas dos jovens participantes do sexo masculino e feminino. Também é possível especular que os níveis de esteróides sexuais que foram teorizados para contribuir para as diferenças sexuais nas habilidades espaciais (revisado por Hampson, 1995; Martin et al., 2007 para revisão), desempenharam um papel nos nossos resultados observados. O aumento dos níveis de estrogênio tem sido associado à diminuição das habilidades visuoespaciais (Gordon et al., 1986). Em contraste, níveis reduzidos de hormônios gonadotropínicos, responsáveis pela produção de estrogênio, estão associados com habilidades visospaciais superiores (Gordon et al., 1986). Como as mulheres mais velhas em nosso estudo foram pós-menopausadas e não receberam reposição hormonal do estrogênio, é possível que a diminuição dos níveis de estrogênio nessas mulheres tenha contribuído para a falta de diferenças sexuais.

No estudo atual, as participantes demonstraram uma forte preferência pela direita quando lhes foi dada a oportunidade de usar ambas as mãos para agarrar. Este achado é consistente com pesquisas anteriores de nosso laboratório (Gonzalez et al., 2007; Stone et al., 2013) e a proposta de especialização do hemisfério esquerdo para ações orientadas visualmente (Goodale, 1988; Gonzalez et al., 2006, 2007; Serrien et al., 2006). Curiosamente, o uso da mão direita foi afetado diferentemente pela complexidade espacial da tarefa, com o uso da mão direita diminuindo com o aumento das demandas de rotação mental. Esta constatação é consistente com a visão comum (Corballis e Sergent, 1989; Ditunno e Mann, 1990) de que a rotação mental é principalmente uma especialização da hemisfera direita. Embora este resultado tenha sido visto na ANOVA geral (YA e OA), ele pareceu ser mais específico para o OA. Talvez o uso das mãos em adultos mais velhos seja mais maleável em resposta a exigências de tarefas em particular exigências espaciais. Mais investigação é necessária para verificar se a rotação mental e/ou habilidades de visualização espacial influenciam o uso das mãos tanto em adultos jovens quanto em adultos mais velhos.

Finalmente, vale a pena mencionar que, embora a tarefa desenvolvida neste estudo possua muitos pontos em comum com os testes espaciais padronizados, de forma única, ela apresenta a interação do mundo real de alcançar, agarrar e montar objetos localizados no ambiente. A cada dia, somos obrigados a nos envolver em tocar e agarrar as coisas ao nosso redor. Devemos contar com estas habilidades viso-espaciais para poder afetar ativamente o nosso entorno. Como a tarefa desenvolvida pode ser modificada através da manipulação do tamanho do bloco e da configuração do modelo, a tarefa é adequada para avaliar as habilidades viso-espaciais em crianças (Sacrey et al., 2012), jovens e adultos mais velhos (Gonzalez et al., 2014) e populações patológicas prováveis (por exemplo, pessoas com doença de Parkinson ou pessoas com negligência viso-espacial, pesquisa em andamento). Curiosamente, a investigação está cada vez mais a sugerir que as capacidades espaciais são maleáveis e podem ser treinadas. Esta flexibilidade apresenta a possibilidade de conceber estratégias de formação ou reabilitação que poderiam ser implementadas para minimizar as disparidades ou deficiências identificadas no desempenho espacial, quer estas diferenças sejam consequência do sexo, quer outras influências identificadas na cognição espacial, tais como o estatuto socioeconómico (Levine et al., 2005; Hackman e Farah, 2009), o envelhecimento (Klencklen et al., 2012), ou perturbações neurológicas (Vallar, 2007; Possin, 2010).

Em conclusão, o presente estudo desenvolveu uma nova ferramenta para avaliar as capacidades viso-espaciais. Os adultos mais velhos executaram a tarefa visuomotora consistentemente mais lentamente do que os participantes mais jovens, no entanto, seu desempenho foi comparável ao expressar os resultados como uma função da tarefa exige mudança percentual. É importante notar que, como as exigências visuomotoras da tarefa eram consistentes entre as condições, a diferença no tempo para completar as tarefas resultou da manipulação da complexidade visuo-espacial. A tarefa apresentada seria bem adequada para investigações da função visuomotora no domínio visuomotor, particularmente no que diz respeito ao sexo e/ou desenvolvimento e patologia.

Conflito de interesses

Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

Confirmações

Este trabalho foi apoiado pelo Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (Grant number: 40314). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicar, ou preparação do manuscrito.