Conectividade Funcional do Córtex Pré-frontal na Resolução Sequencial de Problemas e na Aprendizagem de Jogos Auditivos e Visuais

Resumo

Problema

A percepção e a produção musical exigem a capacidade de processar sequências estruturadas: manter informações na memória de trabalho, detectar padrões ao longo do tempo e modificar sequências em relação a esses padrões (Patrick et al. 2023). Essas habilidades também são centrais para a aprendizagem e a resolução de problemas na infância. Tais processos cognitivos se sobrepõem a componentes do pensamento computacional, incluindo decomposição, reconhecimento de padrões, abstração e raciocínio sequencial (Wing 2006). Investigar como crianças processam sequências musicais e não musicais pode revelar mecanismos neurais envolvidos no processamento sequencial e esclarecer como esses domínios recrutam redes executivas durante o desenvolvimento (Euston et al. 2012). Apesar do crescente interesse no papel da música na aprendizagem, poucas pesquisas compararam diretamente a atividade neural associada a tarefas de resolução sequencial de problemas musicais e não musicais em crianças.

Objetivos

Este estudo tem como objetivo:

1. Examinar a conectividade funcional neural associada à resolução sequencial de problemas em tarefas musicais e visuais.
2. Investigar como crianças engajam a memória de trabalho e processos executivos ao reorganizar sequências musicais em comparação com sequências visuais
3. Explorar se tarefas de sequenciamento musical recrutam redes executivas de maneira diferente de tarefas de resolução de problemas visuais estruturalmente análogas.

Método

Crianças em idade de ensino fundamental com desenvolvimento típico (n = 6; 5 meninos; idade: 10 ± 1 anos) participaram de um experimento piloto utilizando espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS) para medir a atividade do córtex pré-frontal. Os participantes realizaram duas tarefas de resolução sequencial de problemas, cada uma com duração de cinco minutos. A tarefa musical exigia que os participantes reorganizassem notas diatônicas representadas por quadrados coloridos para reproduzir uma melodia-alvo. A tarefa visual consistia em organizar blocos coloridos para criar um caminho que permitisse que um bloco “corredor” atravessasse segmentos de parede. A dificuldade das tarefas foi adaptada dinamicamente com base no desempenho em duas dimensões análogas: complexidade horizontal (número de blocos posicionados) e complexidade vertical (altura das notas ou das paredes). As tarefas foram projetadas para serem estruturalmente equivalentes, isolando a modalidade (auditiva vs. visual) como principal variável. A conectividade funcional no córtex pré-frontal foi analisada por métricas de centralidade de grau e visualizada por meio de análise de grafos.

Resultados

Análises preliminares indicam conectividade funcional mais alta nas regiões pré-frontais durante a tarefa de sequenciamento visual em comparação com a tarefa musical, em múltiplos níveis de limiar. Esses padrões sugerem maiores demandas de coordenação executiva no córtex pré-frontal. A coleta de dados continua, com amostra planejada de pelo menos 20 participantes.

Conclusões

Embora preliminares, esses achados contribuem para a pesquisa sobre como crianças engajam redes executivas durante atividades de aprendizagem musicais e não musicais. Diferenças na conectividade neural entre modalidades podem refletir estratégias cognitivas distintas no processamento de sequências musicais e visuais. Ao examinar esses processos no desenvolvimento, este trabalho oferece insights sobre como o engajamento musical se relaciona com a função executiva e mecanismos de aprendizagem, podendo informar abordagens educacionais que integrem atividades musicais para apoiar o raciocínio sequencial na infância.