O verbo “doer” é intransitivo (ou transitivo indireto, tratarei desse
caso mais adiante). Não há objeto direto. Em ambos os casos,
“cabeça” forma o sujeito da oração.
O que ocorre é a topicalização do verbo, um tipo de transformação
sintática em que o verbo é movido para antes do sujeito.
Sintaticamente, a transformação que gera “dói minha cabeça” a partir
de “minha cabeça dói”, não é diferente da transformação que produz
“cairam os livros” ou “sumiu o copo” a partir de suas contrapartes
SVO.
Não pude encontrar artigos sobre a topicalização de verbos na língua
portuguesa, então, infelizmente, não posso citar fontes. Mas trata-se
de uma transformação simples.
Se você me permite opinar, creio que essa transformação parece ser
comum a verbos experienciais, em que o sujeito sofre as ações do verbo.
Não achei fontes que corroboram esta minha teoria.
Quanto a “me dói a cabeça”, o que ocorre é um fenômeno sintático
chamado possessão externa.
Possessão externa
A frase “me dói a cabeça” usa um tipo de construção chamada “possessão
externa”, ou, mais especificamente, “possessão externa por pronome
clítico dativo”. Dafne Palu descreve esse tipo de construção na
língua portuguesa em seu artigo. Citando a autora (traduzido por mim):
Basicamente, possessão externa acontece quando o possessor e a
posse “falham em formar um constituinte nominal único”. Línguas
europeias, incluindo Português e suas contrapartes românicas,
geralmente expressam possessão ao codificar o possesor como um clítico
dativo.
Noutras palavras, enquanto que na construção sintática chamada
“possessão interna”, o possessor e a posse formam um único sintagma
(isto é, uma única estrutura sintática), como em “Eu penteei seus
cabelos”, onde “seus cabelos” forma um sintagma nominal único, usado
como objeto da oração, com o possessor sendo o pronome possessivo
“seus” e a posse sendo o substantivo “cabelos”; na “possessão
externa”, o possessor e a posse encontram-se em sintagmas diferentes.
Exemplos de possessão externa são:
- Penteei-lhe os cabelos.
- Me tomaram a bola.
- Toquei-lhe a mão.
- No outro dia, lavei-lhe o cabelo.
Esse tipo de construção não é comúm só no Português, demais línguas
latinas e outras línguas europeias que formam o Sprachbund chamado
“Standard Average European” (algo como “Europeu Padrão Médio”)
também tendem a ter tal construção.
Neste tipo de construção, o pronome oblíquo átono é usado com sentido
dativo (objeto indireto). Portanto, “Me dói a cabeça” equivale,
sintaticamente, a “A mim dói a cabeça”, usando a contraparte tônica do
pronome oblíquo. Apesar da equivalência sintática, a segunda forma não
é comum. Note que me, neste caso, não é objeto direto do verbo doer.
Verbo transitivo indireto
Há porém uma outra forma para o verbo “doer”, na qual ele é transitivo
indireto, e suporta um objeto indireto. Novamente, não há objeto direto
para este verbo.
O dicionário Aulete define “doer”, no sentido 3°, como “provocar
dor física ou moral (em)”. Neste caso o verbo é transitivo indireto e o
objeto indireto é a quem (ou o quê) dói, enquanto que o sujeito é a
causa da dor.
Nesta interpretação, a sua frase pode ser entendida como “a cabeça
provoca dor em mim”. Esta interpretação é ligeiramente diferente de
“a cabeça dói”. Porém, imagino que esta interpretação não seja aquela a
qual você se refere na pergunta.
