On the effects of transcranial alternating stimulation (tACS) on neuronal dynamics and cognition.

Alcuni minuti in una piazza affollata di Londra permettono di apprezzare l'ampia gamma di azioni che gli esseri umani sono capaci di esprimere— camminare, leggere un libro, toccare lo schermo dello smartphone, mangiare, stringere la mano e attraversare la strada. L'inibizione della risposta è un meccanismo essenziale del controllo motorio dell'azione e rappresenta uno dei processi più studiati. Ad esempio, attraversare la strada quando inavvertitamente si avvicina una motocicletta a grande velocità potrebbe richiedere l'inibizione di mettere i piedi giù per evitare di essere feriti. Questa capacità di sopprimere rapidamente una risposta in un ambiente dinamico è stata tradizionalmente associata al controllo cosciente. In modo cruciale, recenti prove sperimentali hanno sfidato la concezione che il controllo inibitorio è limitato alle condizioni in cui gli stimoli sono accessibili alla consapevolezza cosciente. Tale attivazione inconscia e automatica del sistema motorio non necessariamente richiede che gli stimoli siano consapevolmente percepiti e si ritiene essenziale per agire in un ambiente in costante evoluzione. Questa attivazione è stata interpretata come un processo motorio basale che permette a meccanismi preparatori di sopprimere automaticamente un movimento attivato senza la necessità di processi cognitivi coscienti. Così, sebbene ci siano delle differenze tra i processi automatici e quelli volontari, tali processi potrebbero non avere rappresentazioni neurali completamente distinte. Infatti, il controllo motorio automatico sembra avere come substrato neurale il circuito corticale-ganglio basale che è stato associato al controllo motorio volontario. La ricerca contemporanea ha inoltre dimostrato che l’incremento delle oscillazioni beta nelle dinamiche del sistema corticale-ganglio basale può essere funzionalmente rilevante per l'inibizione del movimento. Di conseguenza, le oscillazioni beta sono state proposte come un meccanismo essenziale che consente al network motorio di comunicare in modo dinamico e flessibile. Nel frattempo, la ricerca attuale ha dimostrato che è possibile interagire con l'attività neuronale mediante tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva (NIBS) come la stimolazione transcranica a corrente diretta (tDCS), la stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS). In particolare, tACS consente la diffusione di corrente alternata a diverse frequenze ed è stata utilizzata per manipolare le oscillazioni cerebrali in modo controllabile. Comunque, questo concetto è ancora nelle fasi iniziali della ricerca e molto deve essere fatto per comprendere appieno i meccanismi sottostanti. Basandosi su queste scoperte, la ricerca presentata in questa tesi ha lo scopo di dimostrare un ruolo causale delle oscillazioni neurali beta sull’ inibizione inconscia e automatica, adottando la tACS sulla corteccia motoria primaria e l'area motoria supplementare. Inoltre, la combinazione di tACS con TMS e EEG mi ha permesso di caratterizzare i meccanismi di base della sua azione attraverso la misurazione dell’eccitabilità corticospinale e delle dinamiche oscillatorie neuronali. Nel complesso, questo lavoro contribuisce alla nostra comprensione del sistema motorio umano, offrendo al tempo stesso nuove conoscenze sull'approccio combinato di tACS e EEG nella caratterizzazione di un ruolo causale delle dinamiche oscillatorie neuronali sul comportamento.