Rationale e obiettivi Le tecniche di stimolazione elettrica transcranica rappresentano metodiche non invasive in grado di interferire con determinate configurazioni elettrofisiologiche mediante l’induzione di deboli correnti elettriche attraverso lo scalpo. In particolare, la stimolazione transcranica in corrente alternata (tACS) agisce modulando l’attività ritmica cerebrale mediante la sincronizzazione (entrainment) tra frequenze di stimolazione e frequenze endogene. Nello specifico, l’obiettivo del presente studio è stato facilitare la manifestazione di attività EEG rapida e/o diminuire quella lenta, in direzione di un incremento dei livelli fisiologici e soggettivi di vigilanza e/o riduzione di sonnolenza. Materiali e metodi Lo studio è stato condotto su un campione di 10 soggetti adulti di sesso maschile, secondo un disegno procedurale within- subject. Il protocollo ha previsto due distinte sessioni di tACS (Attiva o Sham), ciascuna con registrazioni EEG di veglia pre e post-stimolazione. In aggiunta, questionari di misurazione dei livelli di sonnolenza autopercepita (Karolinska Sleepiness Scale -KSS, Visual Analogue Scale -VAS) sono stati somministrati nelle fasi immediatamente precedenti e successive al protocollo sperimentale. In accordo con gli obiettivi, una tACS con frequenza di 30 Hz (beta range) e intensità compresa tra 0 e 0.6 mA è stata applicata bilateralmente in aree frontali per una durata totale di 15 minuti. Variabili quantitative (potenze spettrali delle canoniche bande di frequenza EEG) e qualitative (punteggio globale ai questionari di sonnolenza soggettiva) sono state considerate nelle successive analisi. Risultati Le analisi sulle variazioni delle potenze spettrali EEG pre e post-stimolazione mostrano l’assenza di effetti principali per i fattori “Banda” e “Stimolazione” e la presenza di un lieve effetto di interazione in aree corticali fronto-centrali. Scomponendo tali effetti attraverso successivi confronti post hoc, si evidenziano due principali fenomeni relativi all’incremento e decremento di potenza spettrale rispettivamente delle bande EEG delta e theta. Analizzando dettagliatamente le singole frequenze incluse in ciascuna banda, è stato possibile osservare che, mentre il fenomeno di riduzione del theta in seguito a stimolazione attiva (coerente con le ipotesi di ricerca), si manifesta diffusamente in un ampio spettro di bin di frequenza, l’incremento del delta (contrario alle ipotesi di ricerca) caratterizza selettivamente un unico bin di frequenza (3 Hz). Connessa alla breve durata degli effetti, l’analisi del time course ha rivelato la massima espressione dei fenomeni osservati nei primi minuti successivi alla stimolazione, seguita da una graduale riduzione nelle finestre temporali successive. Le stime dei livelli di sonnolenza autopercepita, pur descrivendo una riduzione di sonnolenza nella fase post-stimolazione associata alla condizione di stimolazione Attiva, non rilevano variazioni significative dovute specificatamente agli effetti della stimolazione. Conclusioni Dai risultati emerge che la tACS, sebbene in grado di produrre variazioni dei pattern EEG associati a determinate condizioni di sonnolenza e vigilanza, richiede la considerazione di numerose variabili nella determinazione complessiva di direzione e pervasività degli effetti. Da un punto di vista clinico- applicativo, l’individuazione dei parametri procedurali e metodologici ottimali in grado di garantire il raggiungimento degli effetti desiderati potrebbe aprire affascinanti prospettive nel trattamento non- farmacologico di patologie caratterizzate da Eccessiva Sonnolenza Diurna.

Effetti della stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS) nella modulazione dei livelli di sonnolenza e vigilanza / Alfonsi, V.; D’Atri, A.; Annarumma, L.; De Gennaro, L.. - (2018). (Intervento presentato al convegno XXVIII Congresso Nazionale AIMS tenutosi a Taormina).

Effetti della stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS) nella modulazione dei livelli di sonnolenza e vigilanza

Alfonsi V.
Primo
;
D’Atri A.
Secondo
;
Annarumma L.
Penultimo
;
De Gennaro L.
Ultimo
2018

Abstract

Rationale e obiettivi Le tecniche di stimolazione elettrica transcranica rappresentano metodiche non invasive in grado di interferire con determinate configurazioni elettrofisiologiche mediante l’induzione di deboli correnti elettriche attraverso lo scalpo. In particolare, la stimolazione transcranica in corrente alternata (tACS) agisce modulando l’attività ritmica cerebrale mediante la sincronizzazione (entrainment) tra frequenze di stimolazione e frequenze endogene. Nello specifico, l’obiettivo del presente studio è stato facilitare la manifestazione di attività EEG rapida e/o diminuire quella lenta, in direzione di un incremento dei livelli fisiologici e soggettivi di vigilanza e/o riduzione di sonnolenza. Materiali e metodi Lo studio è stato condotto su un campione di 10 soggetti adulti di sesso maschile, secondo un disegno procedurale within- subject. Il protocollo ha previsto due distinte sessioni di tACS (Attiva o Sham), ciascuna con registrazioni EEG di veglia pre e post-stimolazione. In aggiunta, questionari di misurazione dei livelli di sonnolenza autopercepita (Karolinska Sleepiness Scale -KSS, Visual Analogue Scale -VAS) sono stati somministrati nelle fasi immediatamente precedenti e successive al protocollo sperimentale. In accordo con gli obiettivi, una tACS con frequenza di 30 Hz (beta range) e intensità compresa tra 0 e 0.6 mA è stata applicata bilateralmente in aree frontali per una durata totale di 15 minuti. Variabili quantitative (potenze spettrali delle canoniche bande di frequenza EEG) e qualitative (punteggio globale ai questionari di sonnolenza soggettiva) sono state considerate nelle successive analisi. Risultati Le analisi sulle variazioni delle potenze spettrali EEG pre e post-stimolazione mostrano l’assenza di effetti principali per i fattori “Banda” e “Stimolazione” e la presenza di un lieve effetto di interazione in aree corticali fronto-centrali. Scomponendo tali effetti attraverso successivi confronti post hoc, si evidenziano due principali fenomeni relativi all’incremento e decremento di potenza spettrale rispettivamente delle bande EEG delta e theta. Analizzando dettagliatamente le singole frequenze incluse in ciascuna banda, è stato possibile osservare che, mentre il fenomeno di riduzione del theta in seguito a stimolazione attiva (coerente con le ipotesi di ricerca), si manifesta diffusamente in un ampio spettro di bin di frequenza, l’incremento del delta (contrario alle ipotesi di ricerca) caratterizza selettivamente un unico bin di frequenza (3 Hz). Connessa alla breve durata degli effetti, l’analisi del time course ha rivelato la massima espressione dei fenomeni osservati nei primi minuti successivi alla stimolazione, seguita da una graduale riduzione nelle finestre temporali successive. Le stime dei livelli di sonnolenza autopercepita, pur descrivendo una riduzione di sonnolenza nella fase post-stimolazione associata alla condizione di stimolazione Attiva, non rilevano variazioni significative dovute specificatamente agli effetti della stimolazione. Conclusioni Dai risultati emerge che la tACS, sebbene in grado di produrre variazioni dei pattern EEG associati a determinate condizioni di sonnolenza e vigilanza, richiede la considerazione di numerose variabili nella determinazione complessiva di direzione e pervasività degli effetti. Da un punto di vista clinico- applicativo, l’individuazione dei parametri procedurali e metodologici ottimali in grado di garantire il raggiungimento degli effetti desiderati potrebbe aprire affascinanti prospettive nel trattamento non- farmacologico di patologie caratterizzate da Eccessiva Sonnolenza Diurna.
2018
XXVIII Congresso Nazionale AIMS
04 Pubblicazione in atti di convegno::04d Abstract in atti di convegno
Effetti della stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS) nella modulazione dei livelli di sonnolenza e vigilanza / Alfonsi, V.; D’Atri, A.; Annarumma, L.; De Gennaro, L.. - (2018). (Intervento presentato al convegno XXVIII Congresso Nazionale AIMS tenutosi a Taormina).
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