Modulazione dei livelli di sonnolenza e vigilanza mediante stimolazione elettrica transcranica (transcranial Electrical Stimulation, tES)

Background: Le tecniche di stimolazione elettrica transcranica costituiscono metodiche non invasive e prive di rischi, 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 diretta (tDCS) agisce modulando il grado di arousal corticale, sfruttando l’erogazione di corrente anodica (eccitatoria) o catodica (inibitoria). Un crescente interesse è sorto negli ultimi anni in relazione all’utilizzo di tali tecniche nell’ambito del sonno e degli aspetti ad esso correlati, come sonnolenza e vigilanza. La presente ricerca si propone di indagare per la prima volta l’efficacia di un protocollo tDCS nella modulazione dei livelli di sonnolenza e/o vigilanza in volontari sani parzialmente deprivati di sonno, avvalendosi dell’utilizzo del test MWT (Mainteinance of Wakefulness Test) per la valutazione complessiva degli effetti. Si ipotizza che l’applicazione di tDCS sia in grado di ridurre alcune manifestazioni tipiche conseguenti a deprivazione di sonno (aumentata pressione del sonno), contrariamente a quanto rilevato nella condizione di controllo (stimolazione Sham). Materiali e metodi Lo studio è stato condotto su un campione di 23 volontari sani (adulti, 12 M-11 F) sottoposti ad una parziale deprivazione di sonno. Il protocollo ha previsto la partecipazione di ciascun soggetto a due distinte sessioni di tDCS (Attiva o Sham). Essendo la sonnolenza un costrutto multidimensionale, le valutazioni pre e post-stimolazione sono state eseguite prendendo in considerazione molteplici indicatori: fisiologici (latenza di addormentamento, potenze spettrali EEG), comportamentali (tempi di reazione ad un test di vigilanza psicomotoria) e soggettivi (scale di sonnolenza self report). In accordo con gli obiettivi, la stimolazione tDCS con polarità anodica e intensità compresa tra 0 e 1.5 mA è stata applicata bilateralmente in aree frontali, per una durata complessiva di 30 minuti (due impulsi da 15 minuti intervallati da 20 minuti interstimolo). Le variabili considerate sono state confrontate mediante un disegno misto di Analisi della Varianza (ANOVA), considerando i fattori Stimolazione (within) e Fase circadiana (between). Tramite analisi di correlazione lineare è stato inoltre stabilito il grado di concordanza tra le diverse misurazione eseguite. Risultati I risultati ottenuti hanno mostrato, coerentemente con le ipotesi formulate in partenza, una riduzione dei livelli di sonnolenza in seguito all’applicazione di stimolazione tDCS rispetto alla condizione di controllo. In particolare, si osserva un innalzamento dei livelli di arousal corticale, riflesso nell’incremento delle potenze spettrali relative a ritmi EEG rapidi (beta1 e beta2) e nel concomitante decremento dei ritmi EEG più lenti (delta e theta). Inoltre, a seguito della stimolazione è stato osservato un incremento della latenza di addormentamento durante le prove eseguite all’MWT, indicativo di una maggiore abilità di mantenimento della veglia. Per quanto riguarda la sonnolenza comportamentale, i risultati descrivono un miglioramento della performance al compito di attenzione sostenuta, mentre nessun effetto significativo è stato riscontrato rispetto alle variazioni di sonnolenza soggettiva. L’entità degli effetti riscontrati è variabile in funzione dello specifico indicatore di sonnolenza considerato (oggettivo, comportamentale, soggettivo), sottolineando ancora una volta la natura multidimensionale dei costrutti in esame.