Filtros espectrais melhoram a eficiência da leitura e dos movimentos oculares: estudo longitudinal de 177 adultos

Abstract

A leitura é uma habilidade cognitiva complexa, fundamental para o sucesso acadêmico e profissional na vida adulta. As dificuldades de leitura podem envolver alterações no processamento subcortical da informação visual não responsivas às abordagens pedagógicas habituais voltadas para problemas cognitivos de decodificação grafema–fonema, lexicais ou de processamento fonológico. Neste contexto a intervenção terapêutica deve ser direcionada para a identificação do tipo e intensidade dos distúrbios visuais a serem corrigidos, o que permite uma conduta eficaz e personalizada diante das demandas laborais, acadêmicas e sociais de cada caso (Guimarães & Guimarães, 2013).
Os exames oftalmológicos de rotina se restringem a quantificar a capacidade de visualizar estímulos estáticos de alto contraste (letra preta no fundo branco), patologias orgânicas do globo ocular, alterações binoculares e alinhamento entre os olhos. Problemas refracionais, como a miopia e o astigmatismo, degradam a acuidade visual e consequentemente a eficiência leitora, sendo as alterações ópticas habitualmente corrigidas por meio de óculos de grau. No entanto, a leitura requer a integração com outro centro de processamento visual, indo, portanto, além das habilidades relacionadas à alta resolução espacial aferidas pelo exame da acuidade visual e que são processadas pelo sistema parvocelular.
Assim, a leitura proficiente depende não só do sistema parvocelular, mas também da integridade do sistema magnocelular, considerado o caminho visual dominante na leitura de textos por atuar na mediação da capacidade de identificar de forma rápida e sequencial as letras e ainda controlar a orientação visual da atenção, das fixações e da sincronia binocular (Greatrex & Drasdo, 1995, Chase, Ashourzadeh, Kelly, Monfette, & Kinsey, 2003; Stein, 2003, 2018). Exemplificando, para se ler um livro de 200 páginas, o sistema magnocelular deve controlar ambos os olhos para que façam centenas de milhares de movimentos sacádicos curtos da esquerda para a direita, com fixações estáveis (pausas entre as sacadas) de 200 a 400 milissegundos para a extração da informação visual e com poucos movimentos de correção da direta para a esquerda (Regressões).
Em tarefas de leitura, os déficits magnocelulares levam a instabilidade no controle da coordenação dos olhos e dificuldade na correta fusão da imagem pelo cérebro, provocando distorções visuais das palavras e do texto mesmo na ausência de problemas refracionais (Allen, Dedi, Kumar, Patel, Aloo, & Wilkins, 2012, Monger, Wilkins, & Allen, 2015, Solan, Ficarra, Brannan, & Rucker, 1998, Stein, 2001). O clássico estudo de Livingstone, Rosen, Drislane, e Galaburda (1991) demonstrou anormalidades post-mortem nas camadas magnocelulares dos núcleos geniculados laterais de disléxicos, mas não nas camadas parvocelulares, quando comparados a um grupo controle de leitores típicos. Diferentes estudos corroboraram o achado de que disléxicos possuem menores respostas a estímulos rápidos e de baixo contraste (coerentes com déficits no sistema magnocelular), mantendo respostas normais a estímulos lentos ou de alto contraste (preservação do sistema parvocelular) (Gori, Seitz, Ronconi, Franceschini, & Facoetti, 2015, Pammer, & Wheatley, 2001).
Leituras mais longas, excedendo a dez minutos, tendem a apresentar uma instabilidade progressiva na movimentação ocular, gerando uma dificuldade no processamento visual, com perda da qualidade e consequente estresse visual. Os principais sintomas do estresse visual são distorções visuoperceptuais, fotosensibilidade, irritabilidade e agitação sob luz fluorescente e ainda défice na percepção de profundidade (Guimarães, Vilhena, & Guimarães, 2017, Loew, & Watson, 2012, 2013). As distorções mais frequentemente reportadas são sombras e halos ao redor das palavras, espaçamentos irregulares em meio ao texto, e percepção de letras se movendo, vibrando ou se destacando do papel (Evans, Allen, & Wilkins, 2017, Stein, & Walsh, 1997). Os esforços para compensar essas dificuldades levam a queixas de cansaço visual progressivo, dor nos olhos, lacrimejamento, piscar excessivo, cefaleia ou enxaquecas (Kriss, & Evans, 2005, Scott et al., 2002). O estresse visual prejudica ainda a manutenção da atenção, a aprendizagem em sala de aula e inflige desgastes emocionais e ocupacionais, comprometendo o interesse e o apreço pela leitura.
A intervenção terapêutica feita pela prescrição de lentes ópticas, com ou sem grau refracional, acrescidas de filtros para bloqueio específico e individual das faixas espectrais hipersensibilizantes regulariza a velocidade de transmissão do sistema magnocelular, reequilibrando a sua relação com o sistema parvocelular (Breitmeyer, & Williams, 1990, Croyle, 1998, Solan, Ficarra, Brannan, & Rucker, 1998, Ray, Fowler, & Stein, 2005, Guimarães, Vilhena, Pinheiro, & Guimarães, 2018). Estima-se que 13% das crianças no ensino fundamental apresentem melhoras significativas da taxa de leitura com o uso de lâminas espectrais (Garcia, Momensohn-Santos, & Vilhena, 2017).
Os efeitos do tratamento com Filtros Espectrais nos casos de disfunções oculomotoras, fotofobia e cansaço visual em déficits de leitura podem ser analisados via rastreadores oculares (eye-trackers) (Vilhena, Freitas, Guimarães, & Pinheiro, 2018). Os movimentos oculares refletem os processos cognitivos relacionados à percepção visuoespacial, à análise semântica do texto e ao processamento de informações. Razuk, Perrin-Fievez, Gerard, Peyre, Barela, & Bucci (2018) verificaram que crianças disléxicas leram mais rápido e com menor duração da fixação ocular com o uso de um Filtro Espectral Verde. Os autores sugeriram que o filtro provavelmente facilitou a atividade cortical e diminuiu as distorções visuais. Estudos com tomografia e com ressonância magnética funcional corroboram esses achados, tendo observado uma redução da hiperexcitabilidade cortical com o uso da intervenção espectral (Chouinard, Zhou, Hrybouski, Kim, & Cummine, 2012, Denuelle, Boulloche, Payoux, Fabre, Trotter, & Géraud, 2011, Huang, Zong, Wilkins, Jenkins, Bozoki, & Cao, 2011, Katz, &Digre, 2016) e também a supressão dos sintomas clínicos em 90% dos pacientes portadores de enxaqueca induzida por estresse visual (Guimarães, 2010).
A mensuração da leitura de adultos é um desafio psicométrico, uma vez que o efeito de teto em testes de leitura é presente inclusive na avaliação de crianças (Pinheiro, Vilhena, & Cunha, 2017). Rastreadores oculares são instrumentos valorizados nas Clínicas de Neurociências da Visão (Neurovisão) e nos consultórios neuropsicopedagógicos, pois fornecem parâmetros objetivos dos movimentos oculares envolvida na leitura de textos, que são primariamente subcorticais e involuntários. Este estudo, de delineamento longitudinal, investigou o efeito terapêutico de uma ampla gama de Filtros Espectrais, considerando os diferentes parâmetros envolvidos na movimentação ocular e habilidade de leitura.

Métodos
Participantes

O Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Minas Gerais aprovou todos os procedimentos do estudo [Aprovação nº 49765115.0.0000.5149], o qual foi conduzido em total conformidade com o Código de Ética da World Medical Association (Declaração de Helsinki, 2008) para pesquisa envolvendo seres humanos. Foram selecionados retrospectivamente todos os 177 pacientes adultos atendidos entre 01/2013 a 02/2016, no Departamento de Neurovisão do Hospital de Olhos de Minas Gerais – Clínica Dr. Ricardo Guimarães. Os pacientes possuíam de 18 a 59 anos, com média de 30.6 anos (Desvio Padrão de 11.0), sendo 50% homens.

Instrumentos

Foi utilizado o Visagraph III Eye-Movement Recording System (Taylor Associates, New York) para a análise dos movimentos oculares durante a leitura de textos. Este rastreador ocular (eye-tracker) é composto por um par de óculos sem lentes, no qual está acoplado um sistema de captação por sensores infravermelhos, conectado a um software de análise de dados. Com exceção da variável Compreensão de Texto (habilidade de alta ordem), os parâmetros listados na Tabela 1 possuem controle primariamente subcortical e involuntário. Para eliminar a discrepância binocular, a média de ambos os olhos foi calculada para as variáveis Fixações, Regressões, Alcance Perceptual e Duração da Fixações, uma vez que as correlações bivariadas de Pearson foram acima de 0.97.
Os Filtros Espectrais usados nos testes haviam sido prescritos para uso em tempo integral, incluindo em atividades que requeriam intensa atividade visual (por exemplo, leitura prolongada de textos). Cada participante havia sido submetido previamente a um protocolo detalhado envolvendo exames psicofísicos, clínicos e o diagnóstico específico do(s) tipo(s) de filtros(s) necessário(s) para o bloqueio completo das faixas de luz visível ou faixas espectrais hipersensibilizantes. A seleção dos filtros é feita por meio da exposição do paciente a estímulos estressores ao sistema visual, com subsequente análise do grau de alívio/supressão da maioria dos sintomas visuais objetivos e subjetivos, como por exemplo, o maior conforto obtido sob o uso do filtro ideal. Dado o número de filtros e combinações possíveis, há centenas de opções possibilitando alto grau de especificidade na seleção individual. Na amostra do presente estudo, foram selecionados de forma individual ou composta, 49 diferentes Filtros Espectrais.

Procedimentos

Todos os pacientes foram submetidos a um protocolo oftalmológico para adequada prescrição da correção refracional e, caso necessário, houve encaminhamento e tratamento visual prévio à seleção de Filtros Espectrais. O protocolo incluiu a análise da acuidade visual monocular e binocular para longe e para perto, pesquisa de aberrações de baixa e alta ordem, exame ortóptico, aferição da dominância ocular e estereopsia, e avaliação da visão de cores (Teste de Placas de Ishihara Pseudo-Isocromáticas 25 e Teste de Tonalidades D-15 Farnsworth-Munsell simples e desaturado), da sensibilidade ao contraste e do campo visual periférico dinâmico.
Para a análise do padrão dos movimentos oculares, os sensores do rastreador ocular foram alinhados à borda externa da pupila de cada indivíduo. A primeira e as duas últimas linhas do texto foram desconsideradas automaticamente pelo software do Visagraph III™ com o objetivo de representar de maneira fidedigna o padrão oculomotor de leitura.
O material de leitura consistia em um único parágrafo de texto em tinta preta, impresso em papel branco, em fonte Times New Roman, tamanho 18. Os textos foram lidos em voz alta, com uma distância de visualização de 40 a 45 cm, sob iluminação de escritório padrão (duas lâmpadas de teto fluorescentes branca fria, tubos de 60 cm de 20W, temperatura de cor correlacionada de 5.000K e ciclo de intermitência de 120 Hz). Após cada leitura, os participantes responderam dez questões fechadas sobre o conteúdo do texto recém lido.
O padrão oculomotor de leitura (linha de base) foi analisado na primeira consulta, sendo considerado como condição pré-teste, sem o uso de filtros. A consulta de retorno foi considerada como pós-teste, condição onde o Filtro Espectral fora usado de forma continuada e em tempo integral. A média de tempo entre o pré-teste e o pós-teste foi de 18 meses.

Análise estatística

O IBM SPSS Statistics (versão 21.0, Chicago, Illinois, EUA) foi utilizado para todas as análises de dados. Para examinar os efeitos da intervenção com Filtros Espectrais nos movimentos oculares foi conduzida uma série de ANOVA oneway, com F ajustado de acordo com o método de Greenhouse-Geisser. Para estabelecer a significância clínica das diferenças, o d de Cohen foi calculado para determinar o tamanho do efeito e foi interpretado usando os critérios de Cohen (1988) de 0.2 para um efeito pequeno, 0.5 para um efeito médio e 0.8 para um efeito grande. O valor de p inferior a 0.05 foi considerado estatisticamente significativo.

RESULTADOS
Após o tratamento com o uso de Filtros Espectrais (média de 18 meses entre condições), os participantes apresentaram uma redução moderada (d = 0.57, 0.54 e 0.49) e significativa (p < 0.0001) de -33% no número de Fixações oculares, de -46% no número de Regressões e de -18% na dificuldade da Direção Correta Esquerda–Direita, quando comparados com a linha de base (ver Tabela 2 e Figura 1). Houve um aumento moderado (d = 0.50 a 0.68) e significativo (p < 0.001) de 43% no Alcance Perceptual, de 29% no número de palavras lidas por minuto e de 11% na Compreensão de Texto. A Eficiência Relativa da leitura apresentou um forte aumento de 79% após o tratamento (d = 1.09, p < 0.001). Houve uma melhora, com efeito pequeno (d = 0.30) e significativo (p = 0.0008), de 7% na Correlação Binocular. A Duração da Fixação não apresentou diferença significativa entre testagens (p = 0.48).
Discussão

O tratamento com Filtros Espectrais produziu um efeito moderado na melhora da atividade oculomotora na leitura de adultos. Após a intervenção (pós-teste) registrou-se um menor número de Fixações e de Regressões oculares em paralelo a uma maior correlação binocular, o que evidencia maior facilidade na focalização do mesmo número de palavras. O maior alcance perceptual proporciona uma melhor capacidade cognitiva para armazenar e manipular a informação, habilidade fundamental na decodificação automática das palavras. Essa capacidade permitiu um aumento de 29% na velocidade de leitura, com 58 palavras lidas a mais por minuto. Os resultados mostram que o bloqueio espectral seletivo pode aprimorar a extração da informação visual com o aumento da eficiência, fluência e compreensão leitora. Esses achados sugerem uma melhor redistribuição da ativação cortical, como encontrado em outros estudos (Chouinard, Zhou, Hrybouski, Kim, & Cummine, 2012, Denuelle, Boulloche, Payoux, Fabre, Trotter, & Géraud, 2011).
Soares e Gontijo (2016) publicaram uma revisão da literatura, composta por 16 trabalhos, na qual foi evidenciado que há uma base bioquímica, genética e imunológica envolvida nos pacientes que apresentam estresse visual. Estudos assinalaram quem há uma diferença na proporção de lipídios no sangue (p < 0.05; d > 0.08; menor colesterol total e mais ácido heptadecanoicono plasma) e de aminoácidos e ácidos orgânicos na urina (p < 0.05; d > 0.05), sinalizando um metabolismo anormal associado a alterações de natureza sistêmica e imunológica.
A revisão sistemática de Evans e Allen (2016) mostraram que a intervenção com Filtros Espectrais, além de ser segura e não invasiva, alivia os sintomas de astenopia e melhora o desempenho de leitura dos pacientes com estresse visual. Estes mesmos autores ressaltaram a importância do diagnóstico diferencial entre os casos de estresse visual com aqueles envolvendo erros refrativos, heteroforia descompensada e déficits na amplitude de acomodação, por serem também indutores de astenopia e/ou intensificadores dos sintomas de estresse visual.
Em um artigo com quatro experimentos, Gori, Seitz, Ronconi, Franceschini, & Facoetti (2015) verificaram: 1) a presença de dificuldade na percepção de movimento em disléxicos quando comparados a dois grupos controles; 2) que a percepção de movimento visual de crianças na fase de pré-leitura prediz o desenvolvimento leitor; e que 3) os treinamentos no sistema magnocelular visual levam a uma melhor habilidade de leitura em crianças e adultos com dislexia do desenvolvimento. Gori, Seitz, Ronconi, Franceschini, & Facoetti concluíram que há de fato uma relação causal entre déficit no sistema magnocelular e a dislexia, fechando um debate de 30 anos.
Flint e Pammer (2018) verificaram, em um estudo com dois experimentos, que adultos analfabetos obtiveram o mesmo desempenho do que os leitores normais e semianalfabetos em tarefas temporais e espaciais específicas do sistema magnocelular visual, tendo todos os três grupos um desempenho melhor do que o grupo de leitores disléxicos. O desempenho inferior dos disléxicos ocorreu tanto no experimento 1 com um teste de coerência do movimento (F(3, 79) = 104.9, p < 0.0001, d = 0.81), quanto no experimento 2 com o teste Frequency-doubling Illusion (F(3, 79) = 283.8, p< 0.005, d = 0.86). Os autores concluem que essa falha funcional da via visual dorsal na dislexia provavelmente não é consequência da falta de leitura, responsabilizando como causa o processamento magnocelular. Utilizando de analogia no título do artigo, Flint e Pammer consideram que o ovo veio primeiro que a galinha, assim, o déficit magnocelular veio primeiro que a dislexia.
O presente estudo acompanhou 177 adultos que fizeram tratamento com uma ampla variedade de Filtros Espectrais, prescritos individualmente. Por meio de parâmetros objetivos de rastreamento ocular, foi demonstrado que houve uma melhora da eficiência dos movimentos oculares e da habilidade de leitura, com elevada significância estatística e moderado efeito clínico. A oculomotricidade está sob controle cortical e subcortical e responde a mecanismos de controle inibitórios que controlam o tempo de fixação, o alcance sacádico e a cognição e que afetam também a coordenação oculomotora binocular fina quando se percorre uma linha de texto.
As lentes espectrais suprimiram ou reduziram as três principais queixas visuais dos pacientes: a sensibilidade à luz que limita a legibilidade, o conforto e a duração máxima da leitura, as disfunções oculomotoras que afetam a coordenação binocular fina quando se percorre uma linha de texto; e a disfunção acomodativa que altera a clareza textual. Houve, também, o reajuste da composição espectral e redução da luminância pela alteração do locus do feixe luminoso na retina e redução da intensidade da luz associada ao bloqueio seletivo dos comprimentos de onda hipersensibilizantes (Willeford, Fimreite, Ciuffreda, 2016).

Conclusão

Pacientes adultos, após o tratamento com Filtros Espectrais, apresentaram uma melhora significativa da habilidade de leitura e dos parâmetros oculomotores envolvidos no rastreamento visual do texto, quando comparados com a linha de base. Foi verificada uma forte melhora do parâmetro Eficiência Relativa da leitura. A redução no número de fixações oculares permite a estabilidade da imagem na região foveal. A redução no número de Regressões melhorou a fluência de leitura, o que reduz a dificuldade dos movimentos sacádicos na direção esquerda–direita. A melhora dos parâmetros oculomotores com o uso de Filtros Espectrais favoreceu a capacidade cognitiva e o armazenamento e manipulação da informação, culminando com a melhor compreensão do texto. Filtros Espectrais são uma intervenção oftalmológica não-invasiva e não-medicamentosa que melhoraram a eficiência de leitura em adultos com fotofobia, dificuldades de leitura, cansaço visual e sobrecarga sensorial podendo ser usados acrescidos a lentes ópticas com e sem correção refracional.