1. Optimizing tES protocols: exploring polarities, timing, and frequencies
- Author
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Feroldi, S, ROMERO LAURO, LEONOR JOSEFINA, FEROLDI, SARAH, Feroldi, S, ROMERO LAURO, LEONOR JOSEFINA, and FEROLDI, SARAH
- Abstract
Tra le tecniche di stimolazione cerebrale non invasive (NIBS), la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) e la stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS) sono in grado di modulare l’eccitabilità e la plasticità corticale, inducendo una polarizzazione o depolarizzazione dei neuroni (Nitsche, Cohen, Wassermann, Priori, Lang, Antal, Paulus, Hummel, Boggio, Fregni, et al., 2008; Polanía et al., 2018) e la sincronizzazione delle oscillazioni cerebrali a diverse frequenze (Polanía et al., 2018; Vosskuhl et al., 2018). Ad oggi, nonostante la relativa facilità di applicazione e i risultati promettenti di tDCS e tACS in contesti sia sperimentali sia clinici, manca un consenso sui protocolli di stimolazione più efficaci. Pertanto, questa tesi ha l’intento di indagare le potenziali fonti di variabilità per consentire un perfezionamento dei protocolli di stimolazione al fine di ottenere effetti comportamentali più consistenti, sia a scopo clinico sia sperimentale. In particolare, gli studi presentati nella tesi hanno valutato sistematicamente gli effetti comportamentali dipendenti dalla polarità e dal momento di applicazione della tDCS, e gli effetti sia comportamentali sia neurofisiologici conseguenti all’applicazione di una stimolazione tACS bifocale cross-frequency. In particolare, il primo studio di questa tesi ha indagato l'effetto comportamentale dipendente dalla polarità della tDCS in partecipanti sani, conducendo due esperimenti randomizzati-controllati rispettivamente con tDCS anodica e catodica sulla corteccia parietale posteriore destra (rPPC) durante l'esecuzione di una versione modificata del Posner Cueing Task (Posner, 1980). I risultati hanno evidenziato che la comune assunzione dell’effetto polarità dipendente, anodica-eccitatoria e catodica-inibitoria (Nitsche & Paulus, 2000) non si traduce in modo semplicistico sul comportamento in effetti facilitatori della performance per l’anodica e peggiorativi per la catodica. Il secondo, Among the non-invasive brain stimulation techniques (NIBS), transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial alternating current stimulation (tACS) can modulate cortical excitability and plasticity, respectively with sub-threshold induced polarization or depolarization of neurons (Nitsche, Cohen, Wassermann, Priori, Lang, Antal, Paulus, Hummel, Boggio, Fregni, et al., 2008; Polanía et al., 2018) and entraining brain oscillation at different frequencies (Polanía et al., 2018; Vosskuhl et al., 2018). To date, despite their relative ease of application and the promising findings in the use of tDCS and tACS in both experimental and clinical settings, there is a lack of consensus on the most efficient protocols of stimulation. Thus, the present study aims to address the open issues on this topic to allow a better refinement of stimulation protocols to obtain more consistent behavioural effects, both for clinical and research purposes. In particular, the studies presented in the dissertation systematically assessed the polarity-dependent and timing-dependent behavioural effects of tDCS, and the behavioural and neurophysiological effects of a novel cross-frequency tACS. The first main study of this dissertation investigated the polarity-dependence of tDCS behavioural effects in healthy participants running two sham-controlled experiments with anodal and cathodal tDCS respectively on the right posterior parietal cortex (rPPC) during the execution of a modified version of the Posner Cueing Task (Posner, 1980). The results highlighted that the assumption of anodal-excitation and cathodal-inhibition (Nitsche & Paulus, 2000) does not consistently translate into anodal-facilitatory and cathodal-inhibitory effects on behaviour. The second main study explored how different coupling of the tDCS-induced stimulation with the endogenous stimulation induced by a concurrent task execution affect the behaviour, for both polarities, in healthy participants. Two sham-contr
- Published
- 2024