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[Digite aqui] i Autores Roberto Aguilar Machado Santos Silva Suzana Portuguez Viñas Santo Ângelo, RS 2021 2 Exemplares desta publicação podem ser adquiridos com: e-mail: Suzana-vinas@yahoo.com.br robertoaguilarmss@gmail.com Supervisão editorial: Suzana Portuguez Viñas Projeto gráfico: Roberto Aguilar Machado Santos Silva Editoração: Suzana Portuguez Viñas Capa:. Roberto Aguilar Machado Santos Silva 1ª edição 3 Autores Roberto Aguilar Machado Santos Silva Membro da Academia de Ciências de Nova York (EUA), escritor poeta, historiador Doutor em Medicina Veterinária robertoaguilarmss@gmail.com Suzana Portuguez Viñas Pedagoga, psicopedagoga, escritora, editora, agente literária suzana_vinas@yahoo.com.br 4 Dedicatória ara psicólogos, pedagogos, psicopedagogos e mestres. Roberto Aguilar Machado Santos Silva Suzana Portuguez Viñas P 5 Pensar é agir sobre o objeto e transformá-lo. Jean Piaget Jean William Fritz Piaget (Neuchâtel, 9 de agosto de 1896 - Genebra, 16 de setembro de 1980) foi um biólogo, psicólogo e epistemólogo suíço, considerado um dos mais importantes pensadores do século XX. Defendeu uma abordagem interdisciplinar para a investigação epistemológica e fundou a Epistemologia Genética, teoria do conhecimento com base no estudo da gênese psicológica do pensamento humano. 6 Apresentação função executiva relaciona habilidades para diferenciar processos de pensamento, imaginar consequências futuras de objetivos, trabalhar em direção a um objetivo concreto por meio da estratégia e vários outros aspectos cognitivos do pensamento consciencioso. Por meio da função executiva, a produção de uma meta de movimento cria um planejamento motor. Torre de Hanoi e a Torre de Londres são jogos de planejamento cognitivo em que o participante deve colocar discos e bolas de tamanhos diferentes em vários pinos. Esses jogos indicam os resultados obtidos nas Torre de Hanoi e Torre de Londres resultam em um nível mais alto de função executiva em níveis mais alto de planejamento motor. Esperamos que estudos futuros possa empregar este livro de revisão para expandir o conhecimento sobre transtornos da função executiva. Roberto Aguilar Machado Santos Silva Suzana Portuguez Viñas A 7 Sumário Introdução.....................................................................................8 Capítulo 1 - A Torre de Hanói......................................................9 Capítulo 2 - O Teste da Torre de Londres................................17 Capítulo 3 - O funcionamento da função executiva ao resolver o Teste da Torre de Hanói...........................................22 Capítulo 4 - Desempenho da Torre de Hanoi e sua relação com a atividade córtex pré-frontal.............................27 Capítulo 5 - A Torre de Londres: a solução de problemas espaciais.......................................................................37 Epílogo.........................................................................................44 Bibliografia consultada..............................................................45 8 Introdução planejamento é definido como a capacidade de organizar o comportamento cognitivo no tempo e no espaço. É necessário em situações em que uma meta deve ser alcançada por meio de uma série de etapas intermediárias, cada uma das quais individualmente não conduz diretamente a essa meta. Testes conhecido para avaliar o planejamento na pesquisa neuropsicológica são os testes da Torre de Hanói e da Torre de Londres. A Torre de Hanói e a Torre de Londres são quebra-cabeças que foram extensivamente estudadas na literatura de solução de problemas. Para esses testes, o participante é instruído a mover discos e bolas de cores diferentes para corresponder à uma configuração de destino usando um número mínimo de movimentos. Embora esses testes necessitem mais estudos neuropsicológicos, eles demonstraram que lesões no lobo frontal (principalmente no córtex pré-frontal, que está localizado anterior à parte motora, podem causar problemas de planejamento. O 9 Capítulo 1 A Torre de Hanói Torre de Hanói (também chamada de Torre de Brahma ou Torre de Lucas e às vezes pluralizada como Torres, ou simplesmente quebra-cabeça de pirâmide) é um jogo ou quebra-cabeça matemático. Consiste em três hastes e vários discos de diâmetros diferentes, que podem deslizar em qualquer haste. O quebra-cabeça começa com os discos empilhados em uma haste em ordem decrescente de tamanho, o menor no topo, aproximando-se assim de uma forma cônica. Torre de Hanói O objetivo do quebra-cabeça é mover toda a pilha até a última barra, obedecendo às seguintes regras simples: 1. Apenas um disco pode ser movido por vez. 2. Cada movimento consiste em retirar o disco superior de uma das pilhas e colocá-lo em cima de outra pilha ou sobre uma haste vazia. A 10 3. Nenhum disco pode ser colocado em cima de um disco menor do que ele. Com 3 discos, o quebra-cabeça pode ser resolvido em 7 movimentos. O número mínimo de movimentos necessários para resolver um quebra-cabeça da Torre de Hanói é 2n - 1, onde n é o número de discos. Origens O quebra-cabeça foi inventado pelo matemático francês Édouard Lucas em 1883. Vários mitos sobre a natureza antiga e mística do quebra-cabeça surgiram quase imediatamente. Há uma história sobre um templo indiano em Kashi Vishwanath que contém uma grande sala com três postes gastos pelo tempo, cercado por 64 discos de ouro. O Templo Kashi Vishwanath é um dos mais famosos templos hindus dedicados ao Senhor Shiva. Ele está localizado em Vishwanath Gali de Varanasi, Uttar Pradesh, na Índia. O Templo fica na margem ocidental do rio sagrado Ganga e é um dos doze Jyotirlingas, ou Jyotirlingams, o mais sagrado dos Templos de Shiva. A divindade principal é conhecida pelos nomes Shri Vishwanath e Vishweshwara (IAST: Vishveshvara), significando literalmente Senhor do Universo. A cidade de Varanasi era chamada de Kashi nos tempos antigos e, portanto, o templo é popularmente chamado de Templo de Kashi Vishwanath. A etimologia do nome Vishveshvara é Vishva: Universo, Ishvara: senhor, aquele que tem domínio. O Templo foi citado nas escrituras hindus por muito tempo como uma parte central da adoração na Filosofia Shaiva. Ele foi demolido por muitos governantes muçulmanos muitas vezes, da última vez foi demolido por Aurangzeb, o sexto imperador mogol que construiu a Mesquita Gyanvapi em seu local. A estrutura atual foi construída em um local adjacente pelo governante Maratha, Ahilya Bai Holkar de Indore em 1780. 11 Desde 1983, o templo é administrado pelo governo de Uttar Pradesh. Durante a ocasião religiosa de Shivratri, Kashi Naresh (Rei de Kashi) é o principal sacerdote oficiante. Os sacerdotes brâmanes, cumprindo o comando de uma antiga profecia, têm movido esses discos de acordo com as regras imutáveis de Brahma desde aquela época. O quebra-cabeça é, portanto, também conhecido como o quebra-cabeça da Torre de Brahma. Segundo a lenda, quando o último movimento do quebra-cabeça for concluído, o mundo acabará. Se a lenda fosseverdadeira, e se os sacerdotes fossem capazes de mover os discos a uma taxa de um por segundo, usando o menor número de movimentos, eles levariam cerca de 585 bilhões de anos para terminar, o que é cerca de 42 vezes a idade atual do universo. Existem muitas variações desta lenda. Por exemplo, em algumas narrativas, o templo é um mosteiro e os padres são monges. Pode-se dizer que o templo ou monastério está localizado em diferentes partes do mundo - incluindo Hanói, Vietnã - e pode estar associado a qualquer religião. Em algumas versões, outros elementos são introduzidos, como o fato de que a torre foi criada no início do mundo, ou que os padres ou monges podem fazer apenas um movimento por dia. Solução O quebra-cabeça pode ser jogado com qualquer número de discos, embora muitas versões de brinquedos tenham cerca de 7 12 a 9 deles. O número mínimo de movimentos necessários para resolver um quebra-cabeça da Torre de Hanói é 2n - 1, onde n é o número de discos. Este é precisamente o enésimo número de Mersenne. Número de Mersenne: em matemática, um primo de Mersenne é um número primo um a menos que uma potência de dois. Ou seja, é um número primo da forma Mn = 2n - 1 para algum inteiro n. Eles têm o nome de Marin Mersenne, um frade Minim francês, que os estudou no início do século XVII. Se n é um número composto, então também é 2n - 1. Portanto, uma definição equivalente dos primos de Mersenne é que eles são os números primos da forma Mp = 2p - 1 para algum primo p. Os expoentes n que fornecem primos de Mersenne são 2, 3, 5, 7, 13, 17, 19, 31, ... (sequência A000043 no OEIS) e os primos de Mersenne resultantes são 3, 7, 31, 127, 8191, 131071, 524287, 2147483647, ... Solução interativa Uma solução simples para o quebra-cabeça do brinquedo é alternar os movimentos entre a menor peça e a menor. Ao mover a menor peça, sempre mova-a para a próxima posição na mesma direção (para a direita se o número inicial de peças for par, para a esquerda se o número inicial de peças for ímpar). Se não houver uma posição da torre na direção escolhida, mova a peça para a extremidade oposta, mas continue a se mover na direção correta. Por exemplo, se você começou com três peças, moveria a menor peça para a extremidade oposta e continuaria na direção esquerda depois disso. Quando é a vez de mover a peça não menor, há apenas uma jogada válida. Fazer isso irá completar o quebra-cabeça com o menor número de movimentos. 13 Declaração mais simples de solução interativa Para um número par de discos: • fazer o movimento legal entre os pinos A e B (em qualquer direção), • fazer o movimento legal entre os pinos A e C (em qualquer direção), • fazer o movimento legal entre os pinos B e C (em qualquer direção), • repita até terminar. Para um número ímpar de discos: • fazer o movimento legal entre os pinos A e C (em qualquer direção), • fazer o movimento legal entre os pinos A e B (em qualquer direção), • fazer o movimento legal entre os pinos B e C (em qualquer direção), • repita até terminar. Em cada caso, um total de 2n - 1 movimentos são feitos. Solução interativa equivalente Outra maneira de gerar a solução iterativa ideal única: 14 Numere os discos de 1 a n (do maior para o menor). • Se n for ímpar, o primeiro movimento é da haste A para a haste C. • Se n for par, o primeiro movimento é da estaca A para a estaca B. Agora, adicione estas restrições: • Nenhum disco ímpar pode ser colocado diretamente em um disco ímpar. • Nenhum disco par pode ser colocado diretamente em um disco par. • Às vezes, haverá dois pinos possíveis: um terá discos e o outro estará vazio. Coloque o disco no pino não vazio. • Nunca mova um disco duas vezes consecutivas. Considerando essas restrições após o primeiro lance, há apenas um lance legal em cada turno subsequente. A sequência desses movimentos exclusivos é uma solução ótima para o problema equivalente à solução iterativa descrita acima. Solução recursiva A chave para resolver um problema recursivamente é reconhecer que ele pode ser dividido em uma coleção de subproblemas menores, para cada um dos quais se aplica o mesmo procedimento de solução geral que estamos procurando, e a solução total é então encontrada em algum a partir das soluções desses subproblemas. Cada um dos subproblemas assim criados 15 sendo "menores" garante que o (s) caso (s) base eventualmente serão alcançados. Daí, para as Torres de Hanói: • rotular os pinos A, B, C, • seja n o número total de discos, • numere os discos de 1 (menor, mais alto) a n (maior, mais baixo). Supondo que todos os n discos sejam distribuídos em arranjos válidos entre os pinos; presumindo que haja discos m superiores em um peg de origem e todos os demais discos sejam maiores do que m, portanto, eles podem ser ignorados com segurança; para mover discos m de um pino de origem para um pino de destino usando um pino sobressalente, sem violar as regras: 1. Mova m - 1 discos da fonte para o pino sobressalente, pelo mesmo procedimento de solução geral. As regras não são violadas, por suposição. Isso deixa o disco m como um disco superior no pino de origem. 2. Mova o disco m da origem para o pino de destino, o que é garantido como um movimento válido, pelas suposições - um passo simples. 3. Mova os discos m - 1 que acabamos de colocar no sobressalente, do sobressalente para o pino alvo pelo mesmo procedimento de solução geral, de modo que sejam colocados no topo do disco m sem violar as regras. 4. O caso básico é mover 0 discos (nas etapas 1 e 3), ou seja, não fazer nada - o que obviamente não viola as regras. 16 A solução completa da Torre de Hanói consiste então em mover n discos do pino de origem A para o pino de destino C, usando B como o pino sobressalente. Esta abordagem pode receber uma prova matemática rigorosa com indução matemática e é freqüentemente usada como um exemplo de recursão ao ensinar programação. 17 Capítulo 2 O Teste da Torre de Londres teste Torre de Londres é um teste usado em neuropsicologia clínica aplicada para a avaliação do funcionamento executivo, especificamente para detectar déficits no planejamento, que podem ocorrer devido a uma variedade de condições médicas e neuropsiquiátricas. Está relacionado ao quebra-cabeça clássico de solução de problemas conhecido como Torre de Hanói Torre de Londres O teste foi desenvolvido pelo psicólogo Tim Shallice e consiste em duas pranchas com pinos e várias contas de cores diferentes. O 18 Timothy Shallice (nascido em 1940) é professor de neuropsicologia e ex-diretor do Institute of Cognitive Neuroscience, parte da University College London. Ele é professor do Setor de Neurociência Cognitiva da International School for Advanced Studies (SISSA) desde 1994. Shallice tem sido influente no estabelecimento das bases para a disciplina de neuropsicologia cognitiva, formalizando muitos de seus métodos e suposições em seu livro de 1988 From Neuropsicologia da Estrutura Mental. Ele também trabalhou em muitos problemas essenciais em psicologia cognitiva e neuropsicologia, incluindo funções executivas, linguagem e memória. Junto com o psicólogo Don Norman, Shallice propôs uma estrutura de controle da atenção do funcionamento executivo. Um dos componentes do modelo de Norman- Shallice é o sistema de supervisão de atenção. O modelo é visto como uma possível realização da teoria de Alexander Luria em termos de processamento de informações. Junto com John Fox, Shallice também recebeu uma bolsa em modelagem cognitiva pela Joint Council Initiative in Cognitive Science and Human-Computer Interaction do Reino Unido. O projeto desenvolveu uma linguagem de especificaçãoexistente para modelagem cognitiva e resultou em um protótipo do sistema COGENT. Shallice também foi coautor de um estudo sobre a relação da memória prospectiva e retrospectiva usando evidências neuropsicológicas com Paul W. Burgess. Shallice contribuiu no desenvolvimento de testes neuropsicológicos incluindo os testes de Hayling e Brixton e a Avaliação Comportamental da Síndrome Disexecutiva (BADS). Ele foi eleito membro da Royal Society em 1996. O examinador (geralmente um psicólogo clínico ou um neuropsicólogo) usa as contas e as pranchas para apresentar ao examinando tarefas de resolução de problemas. Existem várias variantes do teste. O teste original de Shallice usou três contas e pinos com diferentes alturas, embora pesquisadores posteriores tenham generalizado isso para mais contas sem uma restrição de altura dos pinos. Versões do teste estão disponíveis em várias fontes, incluindo um teste autônomo de William Culbertson e Eric Zillmer (publicado pela Drexel University) e uma versão infantil / adolescente que faz parte da bateria neuropsicológica de testes 19 NEPSY original de Marit Korkman , Ursula Kirk e Sally Kemp (embora removido da segunda edição). Uma variante computadorizada, conhecida como teste das meias de Cambridge, está disponível como parte do Bateria Automatizada de Teste Neuropsicológico de Cambridge (CANTAB, do inglês Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery). Um uso comum é para o diagnóstico de deficiência executiva. O desempenho do examinado é comparado a amostras representativas de indivíduos da mesma idade para derivar hipóteses sobre a capacidade cognitiva executiva da pessoa, especialmente no que se refere a danos cerebrais. Um certo grau de controvérsia cerca a validade de construção do teste. Validade de construção é "o grau em que um teste mede o que afirma, ou pretende, estar medindo". No modelo clássico de validade de teste, a validade de construto é um dos três principais tipos de evidência de validade, junto com a validade de conteúdo e validade de critério. A teoria de validade moderna define validade de construto como a preocupação abrangente da pesquisa de validade, englobando todos os outros tipos de evidências de validade. A validade do construto é a adequação das inferências feitas com base em observações ou medições (geralmente pontuações de teste), especificamente se um teste mede o construto pretendido. Construtos são abstrações que são deliberadamente criadas por pesquisadores a fim de conceituar a variável latente, que é correlacionada com pontuações em uma determinada medida (embora não seja diretamente observável). A validade do construto examina a questão: A medida se comporta como a teoria diz que uma medida desse construto deveria se comportar? A validade de construção é essencial para a validade geral percebida do teste. A validade de construção é particularmente importante nas ciências sociais, psicologia, psicometria e estudos da linguagem. Psicólogos como Samuel Messick têm defendido uma visão unificada da validade do construto "... como um julgamento avaliativo integrado do grau em que as evidências empíricas e os fundamentos teóricos apóiam a adequação e adequação das inferências e ações com base nas pontuações dos testes ..." A chave para a validade do construto são as idéias teóricas por trás do traço em consideração, ou seja, os conceitos que organizam como 20 aspectos da personalidade, inteligência, etc. são vistos. Paul Meehl afirma que, "O melhor construto é aquele em torno do qual podemos construir o maior número de inferências, da maneira mais direta." A purificação da escala, ou seja, "o processo de eliminação de itens de escalas de vários itens", pode influenciar a validade do construto. 21 Neuropsicopedagogia da Torre de Hanoi 22 Capítulo 3 O funcionamento da função executiva ao resolver o Teste da Torre de Hanói e acordo com Gwenny T.L. Janssen, Hubert R.A. De Mey, Jos IM Egger e Cilia LM Witteman (2010), do Centro de Excelência para Neuropsiquiatria, Vincent van Gogh Institute for Psychiatry (Holanda, Janssen e De Mey), Behavioral Science Institute, Radboud University Nijmegen (Holanda, De Mey e Witteman), Instituto Pompe de Saúde Mental Forense (Holanda, Egger), o termo Função Executiva (FE) (ou EF, do inglês Executive Function) tem sido usado para se referir às dimensões do comportamento humano complexo que estão principalmente envolvidas no controle e direção do comportamento autorregulado . FE tem sido associada a várias condições (neuro-) psiquiátricas, como transtorno do espectro do autismo, transtorno de déficit de atenção / hiperatividade, transtorno obsessivo-compulsivo, síndrome de Korsakoff, demência de Alzheimer e transtorno de personalidade esquizotípica. Além disso, a FE tem sido associada ao desenvolvimento de vários processos psicológicos, incluindo seguir regras e teoria da mente. Teoria da mente (ToM, do inglês Theory of Mind) é o termo popular no campo da psicologia como uma avaliação do grau D 23 de capacidade de um ser humano individual para a empatia e compreensão dos outros. ToM é um dos padrões de comportamento tipicamente exibidos pelas mentes de pessoas neurotípicas e atípicas, sendo a capacidade de atribuir - a outra pessoa ou a si mesmo - estados mentais como crenças, intenções, desejos, emoções e conhecimento. A teoria da mente como capacidade pessoal é a compreensão de que os outros têm crenças, desejos, intenções e perspectivas diferentes das nossas. Possuir uma teoria funcional da mente é considerado crucial para o sucesso nas interações sociais humanas diárias e é usado para analisar, julgar e inferir o comportamento de outras pessoas. Os déficits podem ocorrer em pessoas com transtornos do espectro do autismo, transtornos alimentares de base genética, esquizofrenia, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, dependência de cocaína e danos cerebrais sofridos por neurotoxicidade do álcool; déficits associados à dependência de opiáceos revertem após abstinência prolongada. A FE engloba habilidades cognitivas, como atualização de representações da memória de trabalho, alternância entre tarefas ou conjuntos mentais e inibição de respostas dominantes ou prepotentes (Miyake et al., 2000). Barkley (2001) definiu processos executivos como "qualquer ato em relação a si mesmo que funcione para modificar o próprio comportamento de modo a mudar os resultados futuros para esse indivíduo." Conseqüentemente, disfunção executiva é a perda dessas habilidades modificadoras ou autorreguladoras. Esta visão da FE enfatiza os aspectos de controle dos processos executivos e enfatiza a importância da FE para a autonomia humana. No entanto, a capacidade de formular ou gerar regras ou estratégias e de antecipar resultados futuros prováveis não é necessariamente uma habilidade “executiva”. A perda do controle executivo separa a disponibilidade de estratégias da implementação bem-sucedida do comportamento pretendido. Portanto, as habilidades executivas são mais necessárias em 24 situações novas e muitas vezes inesperadas, nas quais o comportamento automático ou bem treinado não levará a soluções eficazes. Um exemplo ilustrará isso. Imagine seu carro quebrando quando você estiver a caminho do casamento do seu melhor amigo. Na verdade, você é seu padrinho e tesoureiro das alianças. Além disso, você sempre teve fortes sentimentos por sua futura esposa. Seu comportamento seria o mesmo de quando era um dia normal de trabalho com um chefe amigável e compreensivo? Ou reagiria de forma diferente, mais ou menos eficiente e organizada, quando sob a influência do estresse, ansiedade, determinaçãoou mesmo desespero? Dependendo das circunstâncias ou do contexto, o comportamento executivo pode diferir dentro de um indivíduo. Embora a disponibilidade de certas regras, estratégias ou esquemas permaneça inalterada, a implementação dessas habilidades pode variar consideravelmente. Em outras palavras, quando as pessoas sob circunstâncias novas ou incomuns perdem sua capacidade de controle executivo, elas não perdem necessariamente a capacidade de formular ou antecipar estratégias de resolução de problemas, mas sim a capacidade de implementar e executar com sucesso um comportamento direcionado a um objetivo e proposital. Existe uma vasta literatura sobre FE, mas, devido à inconsistência de definições e à falta de uma teoria convincente, falta uma caracterização clara dos processos cognitivos subjacentes envolvidos na FE ou da arquitetura neural que apóia a FE. Zelazo et al. (1997) argumentaram que, em vez de simplesmente listar 25 descrições de deficiências pré-frontais, “é necessária uma caracterização dos processos complexos atribuídos à função executiva”. Sua abordagem, seguindo Luria (1973), vê a FE como uma estrutura multifacetada que se refere aos processos cognitivos subjacentes envolvidos na resolução de problemas direcionada a objetivos. Mesmo assim, como Hayes e colegas (1996) apontaram, ao olhar para os comportamentos reais (observáveis) de resolução de problemas, a FE pode ser entendida em termos de seus parâmetros funcionais e, assim, formar a chave para a definição e diagnóstico diferencial. Com o estudo sistemático do desempenho de indivíduos com diferentes níveis de FE e experiência na solução de problemas bem definidos, lapsos de FE na sequência de comportamento podem ser localizados com bastante precisão. Isso não apenas ajudará em nossa compreensão da resolução de problemas cotidianos, mas também terá grande importância para entender como as habilidades de resolução de problemas são adquiridas e como elas estão relacionadas às (dis) habilidades executivas dos indivíduos. O quebra-cabeça da Torre de Hanoi (TOH, do inglês Tower of Hanoi) provou ser uma tarefa adequada para estudar uma variedade de processos executivos e é amplamente usado em amostras clínicas e não clínicas. A tarefa demonstrou sensibilidade à disfunção do lobo pré-frontal e agarra processos como planejamento, memória de trabalho, atualização e inibição. Em sua análise do TOH, Simon (1975) sugeriu que as restrições dessa tarefa conduzem à geração espontânea de várias 26 estratégias de resolução de problemas que variam em eficácia e podem explicar diferenças individuais normais de desempenho. Ele afirmou que "diferentes participantes podem de fato aprender coisas diferentes no mesmo ambiente de tarefa." Ao analisar o desempenho de um único participante por meio da consideração de um protocolo verbal, Anzai e Simon (1975) demonstraram que métodos mais sistemáticos e avançados foram usados à medida que a experiência aumentava, permitindo que seu participante mostrasse um comportamento mais determinístico e direcionado a um objetivo na resolução com sucesso o TOH. 27 Capítulo 4 Desempenho da Torre de Hanoi e sua relação com a atividade córtex pré-frontal egundo Andrew Sang-Hu Kim (2016), da University of Delaware (EUA), o córtex pré-frontal (PFC, do inglês PreFrontal Cortex) ocupa aproximadamente um terço de todo o córtex cerebral, que consiste na área anterior à área motora suplementar e ao córtex pré-motor. O PFC é responsável por muitos comportamentos que tornam os humanos cognitivamente cientes do meio ambiente. É responsável pela linguagem, raciocínio, tomada de decisão, interações sociais, planejamento, ação voluntária e atenção junto com muitos mais. O PFC é parte integrante da função executiva, que se refere à função cognitiva de nível superior envolvida no controle e regulação dos processos cognitivos e no planejamento e comportamento orientado para o futuro. O PFC incorpora informações ricas absorvidas pelo ambiente e as maiores opções de comportamento requerem funções intencionais, de tomada de decisão e de coordenação apropriadas para lidar com essas possibilidades que os humanos desenvolveram para coordenar pensamentos para priorizar ou planejar nossos próprios objetivos internos. O PFC é mais complexo em primatas, animais conhecidos por seus comportamentos diversos e flexíveis, e é a S 28 parte do cérebro que envia e recebe projeções de praticamente todos os sistemas sensoriais corticais, sistemas motores e estruturas subcorticais. Função executiva A função executiva é vital no córtex pré-frontal. Sabe-se agora que os indivíduos que apresentam um desempenho insatisfatório nos testes de função executiva têm um déficit no lobo frontal. O dano ao córtex pré-frontal causa déficits de atenção, memória de trabalho, inibição de resposta, ação voluntária, planejamento, etc., mas poupa a memória de longo prazo de reconhecimento de objeto e a análise visual. Os danos do PFC parecem devastar a vida de uma pessoa. Os pacientes têm dificuldade em manter a atenção, em manter a tarefa e parecem agir por capricho, sem se preocupar com as consequências futuras. 29 Embora o PFC não seja crítico para a execução de comportamentos simples e automáticos, como a tendência humana de orientar sons inesperados, o que é conhecido como processamento de baixo para cima. O PFC é importante quando o processamento de cima para baixo é necessário, quando o comportamento deve ser guiado por estados ou intenções internas. O PFC é crítico em situações em que o mapeamento entre entradas sensoriais, pensamentos e ações são fracamente estabelecidos em relação a outros existentes ou estão mudando rapidamente. A função do córtex pré-frontal também é vital na aquisição de demandas formais de tarefas, diretriz para comportamento complexo e inteligente. Observações de pacientes com déficits ou lesões no lobo frontal mostram que os pacientes com PFC que são capazes de executar rotinas simples nas quais eles eliminam pistas sensoriais poderiam provocar uma ação semelhante, mas eram incapazes de realizar tarefas em que o paciente precisava organizar uma série de objetos porque os pacientes continuavam saindo das tarefas. Portanto, os pacientes com déficit de PFC têm dificuldade para planejar por meio de uma tarefa inteligente. Planejamento motor O planejamento motor refere-se a qualquer processo relacionado à preparação de um movimento que ocorre durante o tempo de reação anterior ao início do movimento. Todas as ações giram em torno de ter uma meta motora que é selecionada como o 30 resultado desejado de um movimento. Por meio do córtex pré- frontal, os humanos observam o ambiente e selecionam o que consideram importante. Os humanos criam uma meta motora através do córtex pré-frontal, a partir daí os humanos criam um programa de movimento que identifica o movimento, como ele terminará e como deve ser durante o processo. Outra parte crítica do planejamento motor é a atenção, que também é um efeito proveniente do córtex pré-frontal. Depois que o ambiente é absorvido e todas as modalidades sensoriais são processadas no cérebro, é necessária atenção para selecionar um objeto de interesse para que os humanos possam escolher conscientemente qual é o seu próximo objetivo de movimento. Esse desdobramento de atenção é um pré-requisito para o planejamento motor, além de ser uma modalidade cognitiva primária na função executiva. O principal critério para a formação de um movimento motor envolve a utilização de regras de tarefa de movimento apropriadas. Essas regras são regulamentadas pelo PFC. O PFC representa a associação entre uma sugestão específicae o objetivo que ela indica. Da mesma forma, o PFC pode determinar se deve inibir uma resposta a uma meta de movimento, bem como usar imagens mentais para imaginar como realizar uma tarefa. Nos estudos de Hanakawa et al. (2008), ele comparou sequências de toque de dedo em um modo físico e um modo de imagem mental enquanto estava sob um fMRI. 31 A ressonância magnética funcional (fMRI) é uma técnica não invasora e segura para medir e traçar as actividades do cérebro durante condições normais assim como doentes. O estudo de Hanakawa et al. (2008) mostrou que tanto o toque do dedo quanto o toque mental do dedo inervaram os córtices motores junto com o lobo frontal: mais particularmente no cingulado anterior, giro frontal superior medial e o córtex pré- frontal. Essas estruturas provavelmente refletem a “geração desejada”, também conhecida como planejamento motor de comandos motores virtuais e análise de sinais sensoriais. O planejamento motor é necessário para todos os movimentos declarativos e instigantes. Por meio dos receptores sensoriais, os humanos reúnem informações ao seu redor para criar um objetivo de movimento e, por meio do córtex pré-frontal e outras modalidades sensoriais / motoras, um objetivo de movimento é produzido. Portanto, se houver um aumento na ativação do córtex pré-frontal, os pesquisadores presumem que também haja um aumento no planejamento motor. A Torre de Hanói A solução de problemas em sua forma mais simples é por tentativa e erro, mas esse método é muito ineficiente. Como seres humanos, temos a capacidade de usar nosso córtex pré-frontal para planejar movimentos mentalmente antes mesmo de começarmos um movimento. Por meio da função executiva, tarefas que se constituem em problemas bem definidos e com 32 soluções definidas, que permitem a manipulação sistemática da complexidade e das demandas de planejamento, são tarefas que só os humanos são capazes de resolver. Um exemplo de problema com soluções definidas e complexidade é da Torre de Hanoi (ToH), que é um quebra-cabeça bem conhecido para testar a função executiva e é amplamente usado para testar disfunções de distúrbios do lobo frontal. A Torre de Hanói é um quebra-cabeça que os pesquisadores podem resolver e planejar logisticamente. Os pesquisadores conhecem a solução de completação ideal e, por meio da Torre de Hanoi, os pesquisadores podem facilmente determinar um estado de normalidade de controle para pessoas comuns. O jogo consiste em três pinos e, no caso deste estudo, quatro discos. Os discos são organizados de maneira predefinida, podendo ser colocados em forma de torre ou plano. A forma de torre indica que o maior está na parte inferior e o menor no topo. A forma plana indica que os discos podem estar em qualquer um dos pinos, com a única condição de que um disco menor não possa estar sob um disco maior. As regras da Torre de Hanói são: apenas um disco pode ser movido de cada vez e um disco maior não pode ser colocado em um disco menor. Os pesquisadores descobriram que a Torre de Hanói é sensível às funções do lobo frontal devido ao uso de funções executivas na memória de trabalho. O objetivo final do sujeito que realiza os testes da Torre de Hanói é descobrir a estratégia perceptual sofisticada. Kaller (2011), define esta como a estratégia adequada para minimizar movimentos e tempo para a Torre de Hanói. A 33 estratégia em si é uma: encontre o maior disco que não está em sua posição de objetivo e faça o objetivo de colocá-lo nessa posição, dois: se houver algum disco bloqueando o movimento do objetivo, encontre o maior disco de bloqueio e faça o novo movimento de objetivo para mover este disco de bloqueio para o outro pino, e três: se não houver discos bloqueando o movimento do gol, execute o movimento do gol. Repita essa estratégia até que o quebra-cabeça esteja completo. Neste estudo, a Torre de Hanói revisada de Galês é usada para reduzir a inconsistência da Torre de Hanói como uma ferramenta cognitiva entre todos os ensaios. A Torre de Hanói original foi considerada fácil devido ao fato de a posição inicial e a meta final serem sempre semelhantes. A nova Torre de Hanói de Welsh (2001) incorporou diferentes posições inicial e final. Por exemplo, em vez de ter todos os discos em um pino para começar, Welsh colocou dois dos menores discos no primeiro pino, e os dois discos maiores na terceira cavilha, este formato foi considerado plano porque se assemelhava a uma linha plana. Welsh (2001) criou várias variações da Torre de Hanói usando a posição inicial ou final da torre original, mas também utilizando a posição plana. Havia mais quebra-cabeças e a diferença tornava-os tão sofisticados que a estratégia perceptual era mais difícil de obter. Junto com a mudança de Welsh nas posições inicial e final, Welsh também criou uma escala de dificuldade entre os quebra-cabeças usando o número de movimentos mínimos como um indicador de dificuldade. Quanto menor o número de movimentos, mais fácil 34 será a dificuldade do quebra-cabeça e quanto maior o número de movimentos, mais difícil será a dificuldade do quebra-cabeça. Com a adição dessas mudanças, Welsh (2001) criou um quebra- cabeça mais confiável e consistente (em termos de ser capaz de usar a Torre de Hanói como uma ferramenta cognitiva). Kaller (2011) definiu a diferença entre o estado plano e o estado da torre como hierarquia de objetivos. A maioria dos estudos até 2002 usou as versões clássicas de madeira da Torre de Hanói. No entanto, as versões informatizadas do teste começaram a se popularizar, o que proporcionou pontuação mais imediata, relato de resultados, redução da necessidade de administração e transcrição de custos e erros. No entanto, existem duas desvantagens da versão computadorizada da Torre de Hanói, primeiro: as versões de madeira requerem a manipulação manual dos discos enquanto as versões computadorizadas requerem a manipulação de um mouse ou teclas de um teclado tornando o componente visual construtivo e o componente de planejamento motor do teste menos evidente. Mataix-Cols e Bartres-Faz (2002), conduziram um experimento comparando a versão clássica em madeira do ToH e o ToH computadorizado comparando movimentos, tempo para resolver, erros e várias outras mudanças observáveis. O resultado deste estudo mostrou que não houve diferença entre a versão manual e a informatizada da Torre de Hanói. Esta afirmação permite aos pesquisadores presumir que a Torre de Hanói manual e computadorizada requerem o mesmo nível de cognição. Liang (2015) comparou a Torre de Hanói 35 computadorizada revisada, que era uma tarefa cognitiva elevada, com a batida (tarefa motora elevada) e estado de repouso durante o uso do sistema fNIRs (mais sobre isso depois) para observar as diferenças de hemoglobina oxigenada na Torre de Hanói. O resultado do estudo mostrou que não houve dados significativos entre os estados de repouso e toque. Não houve diferença entre simplesmente descansar e bater, que é uma tarefa motora relativamente alta. Havia dados significativos entre o repouso e a Torre de Hanói computadorizada, mas isso também foi presumido, já que a Torre de Hanói é uma tarefa altamente cognitiva. Esse fato mostra que não há diferença no fluxo sanguíneo cerebral no cérebro entre o repouso e uma tarefa motora elevada. Isso dissipa qualquer limitação teórica de que, ao mover um membro, a hemoglobina oxigenada aumentará no sistema fNIRS. 36 Neuropsicopedagogia da Torre de Londres 37 Capítulo 5 A Torre de Londres: a solução de problemas espaciais e acordo com W. Keith Berg e Dana L. Byrd (2002), do Departamento de Psicologia da Universidadeda Flórida, Gainesville (EUA), em seu estudo de 1982 dos déficits de planejamento exibidos por pacientes com lesão do lobo frontal, Shallice (1982) propôs e usou uma alternativa à tarefa clássica da Torre de Hanói (TOH). Como um nativo da Inglaterra, Shallice apelidou a substituição proposta para o TOH, a Torre de Londres (TOL, do inglês Tower of London). A tarefa TOL, agora frequentemente usada para estudar a habilidade de planejamento em ambas as populações clínicas, compartilha com o TOH o objetivo de reorganizar um pequeno conjunto de objetos distintos dispostos em três hastes de sua posição inicial em outra configuração especificada. Para resolver o TOH, discos de diâmetros variados são movidos um de cada vez de uma haste para outra com a restrição de que nenhum disco maior pode ser colocado em um disco menor. Para resolver o TOL, um conjunto de três bolas ou contas de cores diferentes é movido uma de cada vez de uma haste para outra com a restrição de que cada uma das três estacas de comprimento descendente pode conter apenas 3, 2 ou 1 bolas, respectivamente . D 38 Shallice disse pouco sobre por que preferia sua própria tarefa à do TOH, a não ser que lhe permitia `` produzir um teste de dificuldade graduado '' (Shallice, 1982, p. 204) e que o TOL permite uma maior variedade de problemas qualitativamente diferentes (Shallice e Burgess, 1991). É importante ressaltar que Shallice apresentou evidências de déficits de desempenho de TOL específicos para lesões pré-frontais anteriores esquerdas. Esta evidência e os resultados de vários estudos que se seguiram (por exemplo, Morris et al., 1988; Owen et al., 1990) demonstraram o valor do TOL na avaliação da resolução de problemas em geral, e no planejamento especificamente, com uma ampla faixa etária de pacientes e controles não clínicos (por exemplo, Anderson et al., 1996). O resultado é que o TOL se tornou uma tarefa de resolução de problemas espaciais muito popular em estudos de disfunção do lobo frontal em uma variedade de populações clínicas (por exemplo, Lange et al., 1992; Owen et al., 1990, 1995) e versões dessa tarefa estão aparecendo cada vez mais em baterias padronizadas de funções executivas (por exemplo, Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery, Colorado Neuropsychology Tests e NEPSY). Apesar da popularidade recente da tarefa TOL, tem havido uma notável falta de uniformidade no procedimento e medição em estudos cognitivos e clínicos, embora tenha havido algumas tentativas de padronização (por exemplo, Anderson et al., 1996). Ao revisar a literatura sobre a tarefa TOL, encontra-se uma grande variedade de seleções de problemas, medidas de desempenho e metodologias de teste, com pouca ou nenhuma 39 justificativa fornecida quanto à escolha desses parâmetros. Essa inconsistência pode vir de uma variedade de fontes: (1) falta de informações sobre a estrutura básica da TOL, (2) pouco foco nos determinantes da dificuldade do problema e (3) informação insuficiente sobre as possíveis medidas de desempenho. Sem essas informações, há muito pouco em que basear a seleção específica de problemas ou medidas de desempenho. Isso permite que cada pesquisador tome uma decisão ad hoc sobre os parâmetros de avaliação ou duplique a seleção de um estudo anterior na esperança de obter alguma base de comparação. Além disso, várias variações da versão original do TOL foram desenvolvidas e essas variações podem servir como uma fonte adicional de confusão. A consequência dessa falta de consistência e razão é que é muito difícil, senão impossível, comparar diretamente os resultados entre os estudos, generalizar os resultados ou avaliar efetivamente resultados aparentemente contraditórios. A importância do espaço do problema Um ponto de partida lógico para encontrar uma justificativa para a seleção de problemas, procedimentos e pontuação é a estrutura do problema subjacente da tarefa TOL. A representação gráfica dos movimentos possíveis sob as regras da tarefa é chamada de 40 `` espaço do problema ''. O espaço do problema fornece um diagrama de cada posição legal possível das peças do jogo conectadas por linhas que representam os movimentos legais que podem ser feito para passar de uma para outra dessas posições. Essencialmente, o espaço do problema é um mapa que indica como ir de qualquer posição legal para qualquer outra posição legal por meio de movimentos legais. Uma compreensão do espaço do problema permite traçar o caminho ou caminhos ideais para resolver qualquer problema possível e visualizar os movimentos incorretos em potencial que podem ser feitos. Se alguém também tem o tempo de cada movimento de resolução de problemas de um participante, então pode-se determinar em quais pontos durante a solução da tarefa houve uma consideração mais extensa do próximo movimento (ou seja, planejamento ou análise de problemas). Essas informações, tanto sobre a estrutura do problema quanto sobre os caminhos de solução, podem ter importantes usos na pesquisa clínica e cognitiva. Pode-se descobrir que alguns déficits em aspectos específicos da solução de problemas são facilmente discerníveis a partir do movimento do participante através do espaço do problema. Por exemplo, pode-se notar que as pausas ocorrem de forma consistente quando os participantes se deparam com configurações específicas das bolas. Isso sugeriria que tais configurações apresentam um desafio cognitivo único para os participantes. Nesse caso, um clínico ou pesquisador poderia selecionar um conjunto de problemas do espaço do problema que avaliaria esse desafio específico e compararia com um conjunto 41 de controle de outros problemas sem esse desafio. Este processo poderia ser feito sem o problema de espaço, mas seria consideravelmente mais difícil. Problemas cuja solução ótima (solução no menor número de movimentos possível) requer a remoção de um obstáculo (ou seja, uma bola deve ser movida para fora do caminho para reorganizar as outras bolas) fornecem este tipo de desafio para os participantes. A seleção de tais problemas e dos problemas contrastantes que não têm obstáculos é grandemente auxiliada pelo uso do espaço do problema. Isso se torna especialmente valioso, por exemplo, quando se deseja fazer esse contraste enquanto mantém o número de movimentos constante. Mantendo o número de movimentos constante, o pesquisador é capaz de manter os requisitos de memória de trabalho (o número de movimentos) iguais entre os dois conjuntos de problemas, enquanto manipula a necessidade de meios e solução de problemas (problemas com e sem obstáculo). Esse tipo de manipulação de problemas tem se mostrado útil no exame da solução de problemas das crianças tanto com o TOH quanto com o TOL. Evidências de nosso laboratório e de outros sugerem que manipulações de problemas como essas também afetam as soluções normais dos adultos para tais problemas, bem como diferenciam as soluções dos grupos com retardo mental e não retardado. Outra ilustração do valor do espaço do problema na seleção de problemas é a capacidade de selecionar problemas com arranjos 42 de término e de início específicos. Os problemas que diferem dessa maneira requerem uma ordem diferente de submetas. Por exemplo, pode-se comparar os problemas com as posições iniciais, uma bola em cada uma das três estacas, a problemas com as posições iniciais da torre, todas as três bolas na estaca alta. Os problemas com as posições iniciais da torre têm uma ordem de subobjetivos inicial mais óbvia do que os problemas nas posições iniciais, uma vez que os primeiros têm apenas dois movimentos iniciais possíveis e os últimos quatro movimentos iniciais possíveis. Além disso, a seleção de problemas com uma posição final da torre ordena claramenteos últimos movimentos para a posição, em comparação com as posições finais que requerem uma sequência final de movimentos pouco clara. A estrutura do espaço do problema é determinada pela configuração dos elementos do jogo e sua estrutura de regras. Com o TOL, uma lista de todas as posições possíveis com três bolas de cores diferentes resulta em 36 posições exclusivas. As 36 posições podem ser divididas em uma matriz de 6 por 6 de seis arranjos espaciais de bolas por 6 permutações de cores diferentes dessas seis posições. Na tabela 6 x 6, cada coluna de permutações de cores é um lado do espaço do problema, tornando essas 36 posições efetivamente representadas com uma forma hexagonal. Nesse espaço de problema hexagonal, cada uma das seis faces do espaço de problema contém as seis posições legais para uma permutação de cor. A compreensão dessa organização fornece uma série de benefícios práticos valiosos, bem como revela algumas 43 descobertas importantes sobre o conjunto de problemas TOL. No nível prático, a organização sugere um esquema lógico de numeração para descrever problemas, posições da bola e movimentos. 44 Epílogo esquisas futuras devem considerar essas diferenças nas habilidades de aprendizagem do comportamento de resolução de problemas, e as intervenções devem ser baseadas em uma avaliação precisa do comportamento disfuncional (executivo) dos indivíduos dentro do contexto de seu espaço de vida. A questão não é apenas até que ponto as regras estão disponíveis, mas até que ponto essas regras podem ser transformadas e implementadas. Um indivíduo é capaz de gerar, aplicar ou adaptar essas regras ou estratégias para resolver um novo problema dentro de um contexto específico? A pesquisa deve se concentrar no treinamento e na extensão da fluência na aquisição dessas regras e estratégias, a fim de influenciar os participantes em sua escolha (mais eficiente) de estratégias. Este tipo de métodos de teste de treinamento constitui um procedimento de avaliação dinâmica a partir do qual as implicações para o tratamento podem ser derivadas mais diretamente. P 45 Bibliografia consultada A ALVAREZ, J. Á.; EMORY, E. Executive function and the Frontal Lobes: A meta-analytic review. Neuropsychology Review, v. 16, p. 17-42, 2006. ANDERSON, P.; ANDERSON, V.; LAJOIE, G. The Tower of London Test: Validation and standardization for pediatric populations. The Clinical Neuropsychologist, v. 10, p. 54-65, 1996. ANZAI, Y.; SIMON, H. A. The Theory of Learning by doing. Psychological Review, v. 86, p. 124-140, 1979. B 46 BARKLEY, R. A. The executive functions and self-regulation: An evolutionary neuropsychological perspective. Neuropsychology Review, v. 11, p. 1-29, 2001. BERG, W. K.; BYRD, D. L. The Tower of London spatial problem- solving task: enhancing clinical and research implementation. 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