Neurociência do esporte: treinamento cognitivo e uma perspectiva baseada em Neurofeedback

1) Cognição e desempenho esportivo 

O papel da cognição e da neurociência na compreensão, predição e potencial aprimoramento do desempenho esportivo de elite tem recebido crescente atenção nos últimos anos (Yarrow et al., 2009; Walsh, 2014). Atletas de alto nível frequentemente apresentam desempenho superior em tempo de resposta e precisão em tarefas cognitivas específicas, sugerindo que a capacidade cognitiva é um preditor robusto de conquistas esportivas futuras. Nesse cenário, o treinamento cognitivo (TC), especialmente o computadorizado (TCC), consolidou-se como um campo em expansão, focando no refinamento de funções cognitivas, como atenção, memória de trabalho e velocidade de processamento.

2) Treinamento cognitivo e funções cognitivas: desafios para a implementação e monitoramento da eficácia do TCC no esporte de alto nível.

O foco central do TCC é treinar funções cognitivas específicas, por meio de exercícios computadorizados repetitivos. A complexidade e as demandas de tempo de resposta variam frequentemente durante e entre as sessões, de acordo com as mudanças no desempenho individual, a fim de evitar sobrecarga ou estímulos subliminares. O TCC tem demonstrado eficácia em termos de desempenho pós-intervenção em testes cognitivos, o que é interpretado como uma maior capacidade no domínio específico treinado (isto é, near transfer). Apesar de muitos achados positivos acerca do TCC para a cognição, é necessário reconhecer que ainda se está longe de um consenso sobre sua eficácia no esporte, o que é justificável diante de alegações feitas por algumas empresas comerciais que muitas vezes superam as evidências científicas subjacentes (Simons et al., 2016). Além disso, o campo do TCC enfrenta, de modo geral, dificuldades relacionadas a altos níveis de heterogeneidade metodológica entre estudos, baixa clareza na definição do que constitui uma melhora em capacidade funcional e amostras reduzidas (Walton et al., 2014).

Por definição, o TC deve direcionar funções cognitivas específicas que não sejam meramente reflexos do resultado desejado. Diante disso, ao discutir o TCC no contexto esportivo, o interesse recai especificamente sobre o aprimoramento de processos cognitivos centrais que, por sua vez, fundamentam o desempenho esportivo. Um dos aspectos mais complexos na aplicação do TC em atletas refere-se à melhor forma de determinar sua eficácia. No caso dos atletas, uma melhora em testes neuropsicológicos após o TC pode ser interessante, mas não representa, necessariamente, um resultado de significado prático para o atleta ou para o treinador. O que se faz necessário é evidência de que a intervenção eleva o nível de desempenho relevante para a modalidade esportiva em questão. Contudo, no atual cenário de busca por “ganhos marginais”, torna-se difícil definir o que constitui uma melhora relevante. Dada a crítica frequentemente atribuída ao TCC (a ausência de evidências consistentes para o far transfer), é essencial ter cautela na forma como a eficácia é mensurada, já que essa ausência pode decorrer mais de testes com baixa sensibilidade do que da ineficácia do treinamento propriamente dita (Walton et al., 2018).

O esporte é altamente variável e influenciado por múltiplos e inter-relacionados fatores de desempenho (como nutrição, estado mental, lesões, distúrbios de sono, desempenho de colegas e adversários, condições climáticas e variabilidade natural de performance). Isso significa que utilizar desempenhos isolados como marcadores de mudança é problemático. Avaliar mudanças em escalas temporais mais prolongadas, como o desempenho ao longo de uma temporada (Vestberg et al., 2012), pode ser mais adequado; porém, novamente, inúmeros fatores influenciam esse desempenho ao longo do tempo, dificultando a determinação do impacto exclusivo do TCC. Uma alternativa para contornar esses problemas consiste em avaliar o desempenho em ambientes esportivos mais controlados. Nesses testes, habilidades esportivas específicas, que dependem de aspectos cognitivos, como tomada de decisão, memória de trabalho aplicada ao jogo e tempo de resposta podem ser avaliadas (Romeas et al., 2016). 

Outra alternativa, é a integração de medidas físicas e cognitivas em testes híbridos, potencialmente utilizando ambientes de realidade virtual (VR). Essa abordagem permitiria manter os parâmetros de teste constantes e, ao mesmo tempo, adaptá-los às habilidades do atleta (Walton et al., 2018). Por exemplo, para avaliar o tempo de resposta, os testes neuropsicológicos computadorizados tradicionais podem exigir que o sujeito pressione uma tecla o mais rapidamente possível ao visualizar um estímulo específico. Em contrapartida, uma medida em campo poderia ser o tempo necessário para iniciar um movimento após visualizar um objeto (como um goleiro reagindo a uma cobrança de pênalti). Já em um ambiente de VR, o tempo de reação (ou de resposta) poderia ser testado pedindo ao atleta que intercepte um objeto em movimento, mensurando tanto a resposta inicial quanto o tempo total decorrido. Diferentemente da avaliação em campo, nesse caso a velocidade, a localização e a trajetória do objeto podem ser controladas, e, em contraste com o teste neuropsicológico tradicional, a tarefa é mais próxima do contexto esportivo.

Os estímulos podem ser facilmente adaptados às habilidades do atleta e às demandas de diferentes modalidades, além de permitir a testagem em situações específicas, como sob fadiga física. Isso ilustra o potencial inovador da VR para avaliar de forma válida as mudanças pós-treinamento, bem como sua aplicabilidade no desenvolvimento de novas abordagens holísticas de treinamento e testagem em atletas. No entanto, como discutido por Miles et al. (2012), muitos conceitos fundamentais relacionados ao uso da VR ainda exigem investigação adicionais.

3) Neuromodulação autorregulatória: o treinamento neurocognitivo e o neurofeedback.

Recentemente, o foco do aprimoramento cognitivo no esporte expandiu-se para além do treinamento de tarefas, incorporando o treinamento de Neurofeedback (NFT). Os processos que possibilitam o indivíduo reequilibrar o sistema frente a desafios do cotidiano é denominado autorregulação (Gonçalves e Boggio, 2016). A neuromodulação autorregulatória refere-se a um conjunto de técnicas e instrumentos que visam a regulação direta do funcionamento neuronal através da automonitorização em tempo real de indicadores fisiológicos e da sua autorregulação por recurso a processos de aprendizagem. Portanto, é uma intervenção de mínima invasibilidade e máxima dimensão autorregulatória.   

O uso do eletroencefalograma (EEG) ainda continua a ser o método dominante da neuromodulação autorregulatória, mas outras técnicas como a espectroscopia funcional no infravermelho próximo ou mesmo a magnetoencefalografia também vêm sendo consideradas, mas ainda de forma incipiente. No esporte, o monitoramento pelo EEG em tempo real é sem dúvida a técnica mais utilizada, tanto nas pesquisas quanto nos procedimentos com atletas. A elevada exequibilidade do uso do EEG, o alto nível de resolução temporal, permitindo o feedback em escalas de milésimos de segundos, tem proporcionado o avanço das pesquisas e implementação desta intervenção como técnica de neurofeedback em diferentes populações, incluindo o esporte (Mancone et al., 2024). 

O neurofeedback, portanto, é uma técnica psicofisiológica não invasiva e praticamente livre de efeitos colaterais, construída com base nos princípios do condicionamento operante (Hammond, 2011). No entanto, é importante observar que, embora geralmente seguro, alguns efeitos colaterais leves podem ocorrer, como dores de cabeça, fadiga ou tontura, que normalmente são transitórios e desaparecem logo após a sessão (Mutang et al., 2021).

Ele utiliza mudanças na atividade elétrica cerebral para ajudar as pessoas a regularem a potência ou a atividade de bandas de frequência específicas do EEG, por meio do acesso em tempo real a informações relacionadas à sua atividade cerebral. Portanto, trata-se de um verdadeiro treinamento neurocognitivo, pelo qual o indivíduo, graças ao feedback fornecido imediatamente de forma visual e/ou auditiva, toma consciência de estados fisiológicos, altera sua atividade elétrica cerebral e corrige as alterações do EEG e os estados disfuncionais a elas associados.

A atividade cerebral pode ser medida utilizando diferentes sinais que atuam como feedback, tais como fluxo sanguíneo, consumo de oxigênio e atividade elétrica. Esta última, obtida por meio do EEG, representa a forma mais comumente usada de neurofeedback (Hammond, 2011). Durante o registro da atividade elétrica do cérebro, o EEG produz um traçado em forma de ondas cerebrais, que fornecem dados sobre o funcionamento cerebral. Essas ondas são tradicionalmente divididas em cinco bandas de frequência (alfa, beta, gama, teta e delta), cada uma representando uma faixa específica e correspondendo a diferentes estados cerebrais.

O neurofeedback pode ter como alvo diferentes regiões cerebrais, dependendo dos objetivos específicos do treinamento. Por exemplo, os lobos frontais são frequentemente estimulados para melhorar funções executivas e atenção, enquanto o córtex sensório-motor é alvo para aprimorar o controle motor e reduzir a ansiedade. Diferentes bandas de frequência do EEG estão associadas a diversos estados da atividade cerebral: Delta (1–4 Hz): associado ao sono profundo e a estados inconscientes, Teta (4–8 Hz): ligado à sonolência, criatividade e estados meditativos, Alfa (8–12 Hz): relacionado ao estado de vigília relaxada e de alerta tranquilo, Beta (12–30 Hz): associado ao pensamento ativo, foco e resolução de problemas, Gama (30–100 Hz): relacionado ao processamento de informações de alto nível e ao funcionamento cognitivo. 

Desde o seu surgimento nos anos 1960 (Kamiya, 1962), o neurofeedback tem sido utilizado em diferentes contextos e com diferentes objetivos: por exemplo, como alternativa ao tratamento farmacológico em astronautas expostos à monometilhidrazina, um aditivo altamente volátil de combustível de foguete, que apresentaram dores de cabeça, náusea e convulsões (Larsen & Sherlin, 2013); como suporte em crianças com TDAH que apresentavam um padrão de ondas cerebrais desequilibrado (Lubar & Shouse, 1976); e como ferramenta para aprimorar o desempenho, como melhorar a precisão e a velocidade em habilidades cirúrgicas (Ros et al., 2009), reduzir o número de erros em tarefas de detecção por radar (Beatty et al., 1974), acelerar tempos de reação em tarefas de atenção (Egner & Gruzelier, 2004) e melhorar funções de memória (Escolano et al., 2011; Zoefel et al., 2011). Além de ter se mostrado eficaz no tratamento dessas e de outras condições patológicas e não patológicas (Gruzelier, 2014), o neurofeedback também demonstrou a estabilidade de seus resultados ao longo do tempo (Becerra et al., 2006; Gevensleben et al., 2010; Kouijzer et al., 2009).

De fato, as mudanças neurofisiológicas induzidas por essa técnica baseiam-se na plasticidade cerebral (Ninaus et al., 2015), e estudos de ressonância magnética confirmaram que essas mudanças estão associadas a alterações microestruturais na substância branca e cinzenta (Ghaziri et al., 2013), sugerindo que o neurofeedback pode levar a um processamento cognitivo e aprendizagem aprimorados por meio da melhora da velocidade de condução em redes neurais.

Tradicionalmente, os mecanismos do NFT eram explicados pela homeostase, que busca manter um estado interno estável através de loops de feedback negativo. No entanto, evidências contemporâneas propõem que o NFT seja melhor compreendido sob a ótica da Alostase. Ao contrário da homeostase, a alostase foca na regulação preditiva, onde o cérebro aprende a antecipar demandas futuras e ajusta seus “set-points” (pontos de ajuste) de forma dinâmica para otimizar o desempenho. Neste modelo de quatro estágios, o atleta (a) percebe a relação entre demandas e estados cerebrais; (b) aprende a aplicar padrões coletados para prever resultados; (c) determina novos pontos de ajuste eficientes e (d) adapta a atividade cerebral ao estado desejado. Essa perspectiva alostática destaca a plasticidade cortical, permitindo que o cérebro se adapte com flexibilidade às demandas ambientais e comportamentais do esporte.

4) Evidências no esporte

O treinamento de neurofeedback tem sido amplamente considerado e discutido no esporte. Por exemplo, Rydzik et al. (2023) com base em uma revisão da literatura de 2012 a 2022 sobre o método de neurofeedback no treinamento esportivo, reportaram que essa prática tem um impacto significativo na aptidão física e no desempenho esportivo. O treinamento de neurofeedback, quando planejado e conduzido adequadamente, influencia a melhoria de diversas variáveis, como a redução dos níveis de estresse, aumento da capacidade de autocontrole de fatores fisiológicos, aprimoramento da eficiência comportamental e melhoria na velocidade de reação a estímulos. Essa revisão destacou que o neurofeedback é uma técnica não invasiva que estimula o desenvolvimento da autorregulação psíquica e neurofisiológica, sendo eficaz na modulação funcional do cérebro. A análise incluiu estudos que demonstraram melhorias significativas no tempo de resposta e na eficiência cognitiva após o treinamento com neurofeedback. Esses resultados reforçam a potencialidade do neurofeedback como uma ferramenta eficaz para aprimorar o desempenho esportivo, especialmente em aspectos relacionados ao controle fisiológico, eficiência comportamental e velocidade de reação a estímulos.

Em outro estudo de revisão sistematica, Chenget al. (2024) relataram que o neurofeedback pode melhorar o desempenho esportivo, incluindo aprimoramentos na precisão do arremesso, no putt do golfe e nas habilidades motoras em geral, conforme apoiado pela hipótese da eficiência psicomotora. Os autores também destacaram que o neurofeedback com EEG demonstra potencial para otimizar o estado mental dos atletas e a eficiência psicomotora, contribuindo para a melhoria do desempenho esportivo. Adicionalmente, Gong et al. (2021) postularam que o mecanismo do neurofeedback baseado em estados psicológicos pode ser explicado a partir da perspectiva de aprimoramento da capacidade básica, que, neste contexto, não se refere à força, resistência, coordenação ou outras capacidades físicas, mas sim à capacidade do cérebro de regular a atenção, a capacidade volitiva, o relaxamento e outras habilidades mentais. Os resultados dos estudos mostraram que o neurofeedback não apenas melhorou o estado dos participantes (por exemplo, atenção e ansiedade) após o treinamento, mas também permitiu que eles dominassem a capacidade de autorregulação do seu estado mental.

Corrado et al (2024) concluíram, a partir de outra revisão de literatura que, o neurofeedback pode melhorar o desempenho de atletas ao promover tempos de reação (tempo de resposta) mais rápidos, melhorar a atenção sustentada e aspectos do domínio emocional. Esta revisão sistemática destacou que o neurofeedback é uma técnica não invasiva que estimula a autorregulação psíquica e neurofisiológica, sendo eficaz tanto em contextos clínicos quanto na modulação funcional do cérebro. Mostra também que pesquisas com atletas de elite revelam melhorias significativas na concentração e redução do tempo de reação (resposta) após sessões regulares de neurofeedback. Estes achados sugerem que o neurofeedback pode ser uma ferramenta para aprimorar o desempenho esportivo, especialmente em aspectos relacionados à cognição e controle emocional.

Em resumo, as revisões sobre o uso do NFT em esportes de precisão, como tiro esportivo e arco e flecha, reforçam a eficácia dessa técnica na modulação de estados mentais críticos. O treinamento visa frequentemente a modulação de bandas de frequência específicas do EEG, como o aumento das ondas Alpha e Theta para promover relaxamento e concentração, ou a regulação do Ritmo Sensoriomotor (SMR) para melhorar o aprendizado motor e a atenção. Os principais benefícios identificados incluem a otimização da atenção e tempo de resposta, controle do estresse e ansiedade, e eficiência cortical.

5) Conclusão e perspectivas futuras

A integração do NFT e do biofeedback (como a variabilidade da frequência cardíaca e controle respiratório) oferece uma abordagem holística para o desenvolvimento do atleta. Ao promover a autorregulação neurofisiológica, o NFT não apenas melhora o desempenho imediato, mas induz mudanças estruturais e funcionais no cérebro (plasticidade de substância branca e cinzenta), contribuindo para a longevidade e o bem-estar da carreira esportiva. O futuro desta área reside no desenvolvimento de protocolos personalizados e tecnologias vestíveis que permitam o treinamento em ambientes ecológicos reais, unindo a precisão da neurociência à dinâmica do campo esportivo.