O NFBK HEG é baseado na dinâmica sanguínea, com a proposta de promover o incremento intencional da oxigenação203. Esse sistema/dispositivo de
treinamento foi desenvolvido por Hershel Toomim and Jeffrey Carmen a partir dos estudos com base na espectroscopia de luz próxima ao infravermelho (NIRS), e em 1999 eles propuseram o nome NFBK hemoencefalográfico – HEG204. O sistema é
portátil e de baixo custo, se comparado aos equipamentos NIRS disponíveis no mercado, e pode ser considerado uma variação mais simples do NIRS com múltiplos canais, por restringir-se a 1 canal.
O sensor desenvolvido por Toomim é composto por uma faixa de neoprene, contendo uma fonte de luz e um receptor. A fonte é composta por 2 diodos emissores de luz (LED), que enviam luzes nas frequências vermelha e infravermelha,
alternadamente, com comprimento de onda de 660 nm e 850 nm, respectivamente (figura 5). A luz vermelha é menos absorvida pela hemoglobina oxigenada do que pela desoxigenada, enquanto a luz infravermelha não sobre alterações em função da oxigenação sanguínea (usada nesse sistema como referência).
Figura 5. Sensor de HEG. A seta vermelha indica a fonte emissora de luz e a seta amarela o sensor receptor.
A luz penetra aproximadamente 1,5 cm no tecido e parte dela retorna ao receptor que está posicionado a 3cm da fonte, fazendo um caminho curvo, conforme figura 6.A.205,206. A razão entre as luzes vermelha e infravermelha recebidas, ou
melhor, entre a razão de hemoglobina oxigenada versus desoxigenada, é a base para o treinamento do incremento da oxigenação.
O ganho no treinamento consiste na diferença da média do HEG no período treinado em relação à linha de base do próprio sujeito, conforme ilustrado na figura 5.B.207. Nesse sentido, cabe acrescentar que o dispositivo não foi desenvolvido para
obter a saturação de oxigênio (rSO2) mas sim a oxigenação sanguínea cerebral regional (rCBO2), para o qual apresenta grande sensitividade206,208.
Figura 6. A. Figura representativa de um corte coronal do cérebro, mostrando o caminho curvo feito pelo feixe de luz entre a fonte e o receptor. B. exemplo da tela do computador exibindo a
resposta cerebral medida através do HEG e o ganho. O design do software Bioexplorer foi desenvolvido pela Itallis Communication. A seta laranja indica a linha de base; a seta vermelha, a representação espectral da resposta do HEG; a seta verde, um gráfico de barras.
Ambos os elementos serviam de feedback ao paciente. A figura foi desenvolvida por uma integrante do LINC (MSc. Daniella Valverde Ducos) com base na imagem de Toomim et al.
(2005) e utilizada com autorização da autora.
A comparação entre os exercícios de respiração lenta associado à caminhada, de cálculos matemáticos e de NFBK HEG sugere que, enquanto a respiração afeta o fluxo sanguíneo cerebral global, as tarefas de cálculos mentais e NFBK HEG estão associados à alteração regional do fluxo sanguíneo209.
O primeiro ensaio clínico controlado com a técnica foi realizado por Toomim et al.207, comparando a performance no treinamento de NFBK HEG em 28 pacientes com
diagnósticos diversos (adultos e crianças) e 25 controles saudáveis. Eles também compararam os desempenhos em uma tarefa de atenção sustentada (T.O.V.A.). O protocolo consistiu em 10 sessões para incremento intencional da oxigenação em 3 regiões do córtex pré-frontal, treinadas na seguinte sequência: Fp1, Fpz e Fp2. Em cada região o exercício durou 10 minutos consecutivos, com um intervalo entre 2-4 minutos entre regiões.
Nesse estudo, solicitou-se aos pacientes o aumento da oxigenação nas 3 regiões, aos quais foi fornecido feedback auditivo (notas musicais) e visual (histograma de barras). Aos controles, solicitou-se aumento em Fp1, redução em Fpz e manutenção da ativação em Fp2, com o mesmo padrão de feedback. Os participantes adultos apresentaram aumento de 12,3 pontos no escores do T.O.V.A e as crianças, de 7,1. A análise de regressão, utilizando o desempenho na tarefa e a
variação do HEG em Fp1 como variáveis, sugere associação entre o aumento na oxigenação em Fp1 e o aumento nos escores de atenção sustentada207.
Somente em 2011 publicou-se o segundo ensaio clínico com NFBK HEG210.
Dezesseis pessoas sem queixas clínicas foram distribuídas entre o grupo ativo (N=8) e lista de espera submetidos a avaliação e reavaliação após 7 dias com uma tarefa de MT. O grupo ativo realizou 3 sessões de NFBK HEG em Fp1. Os autores observaram um ganho médio entre 4,66-7,89 pontos no grupo HEG. Além disso, 7 dos 8 participantes do treinamento apresentaram melhora na performance, enquanto apenas 3 do grupo controle apresentaram melhora na performance210.
Em 2015211, o efeito de 1 única sessão de NFBK HEG foi comparada à 1 sessão
de meditação com a técnica mindfulness e com a tarefa-controle de contar de trás para frente a partir de 500, em um estudo com 70 participantes. As três tarefas ativas duraram 15 minutos e foram comparadas a tarefa de linha de base, que também consistiu em contar de trás para frente. Apesar de o nível de HEG em todas as 3 tarefas ter sido menor que o nível na linha de base, sem diferenças significantes entre elas, o grupo NFBK apresentou menor tempo de reação no teste de network atencional, na subcategoria “alerta”, quando comparado ao grupo controle211.
Outras aplicações da mensuração de HEG, para além do NFBK, têm sido exploradas. O dispositivo se mostrou capaz de diferenciar o nível de ativação pré- frontal (Fpz) em 5 tarefas cognitivas em comparação à tarefa de linha de base212. Além
disso, a tarefa com maior carga emocional apresentou maior variação da respostas HEG212. Em um outro estudo208, realizou-se a comparação do nível de HEG (Fpz) de
adolescentes (N= 59) e estudantes universitários (N= 70) durante a visualização de imagens chocantes/ muito desprazerosas, desprazerosas e prazerosas. Os autores observaram que o nível de HEG foi menor em adolescentes que em universitários durante a apresentação das imagens chocantes. Eles sugerem que essa pode ser uma medida útil para avaliação da maturidade e ativação pré-frontais208.