The Efficacy of Transcranial Current Stimulation Techniques to Modulate Resting-State EEG, to Affect Vigilance and to Promote Sleepiness
Negli ultimi decenni si è assistito ad un sempre crescente impiego delle moderne tecniche di stimolazione elettrica transcranica (transcranial Current Stimulation, tCS) sia in ambito sperimentale, per l’approfondimento delle conoscenze sulla funzionalità cerebrale, che nella pratica clinica, per il trattamento di numerosi disturbi medici e psichiatrici. L’utilizzo delle metodiche di tCS prevede l’applicazione di deboli correnti elettriche attraverso lo scalpo, in grado di modulare la fisiologia corticale spontanea o associata all’esecuzione di una determinata attività. Tali protocolli rappresentano uno strumento promettente per modulare l’attività corticale in maniera sicura, economica e non invasiva.
La rassegna pubblicata su Brain Sciences nel 2018 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6071002/) ha avuto come obiettivo quello di sistematizzare gli studi che hanno utilizzato la tCS per interferire con i pattern elettrofisiologici (EEG) di sonno e veglia, valutando l’efficacia dei differenti protocolli e gli eventuali risvolti applicativi. Nello specifico sono stati presi in esame gli studi che hanno utilizzato stimolazioni con corrente continua (transcranial Direct Current Stimulation, tDCS), alternata (transcranial Alternating Current Stimulation, tACS) e oscillatoria (oscillatory tDCS, osc-tDCS).
La prima parte della rassegna illustra i meccanismi d’azione associati alle tre modalità di erogazione della corrente e la loro efficacia nella modulazione dei diversi ritmi corticali.
Successivamente vengono passati in rassegna gli studi che hanno applicato tDCS, tACS e osc-tDCS per modulare, specificatamente, pattern di sonnolenza e vigilanza. Da un punto di vista elettrofisiologico la promozione della sonnolenza e del sonno si traduce rispettivamente in un incremento di attività theta ed alpha (durante la veglia) o in un incremento di attività ad onde lente (durante il sonno). I diversi studi esaminati mostrano come tali tecniche di stimolazione siano in grado di modulare l’attività corticale in maniera frequenza-specifica e cross-frequenza, evidenziando come esse risultino efficaci nell’indurre sonnolenza (incremento di attività theta durante la veglia), nel favorire il sonno (incremento di attività ad onde lente durante il sonno) e nel migliorare la qualità complessiva del sonno, come rilevato da misure sia elettrofisiologiche che soggettive.
Specularmente, la promozione della vigilanza si rispecchia a livello fisiologico nella riduzione dell’attività EEG nel range delle frequenze più lente con un incremento delle frequenze più rapide. Anche se la maggior parte degli studi ha considerato prevalentemente misure comportamentali, sembrano esservi evidenze a supporto dell’efficacia della tDCS anodica e della tACS a 30 Hz nel ridurre i livelli di sonnolenza e/o nell’incremento della vigilanza.
Infine, vengono passati in rassegna gli studi che hanno utilizzato la tCS per il trattamento di patologie mediche e psichiatriche; i protocolli di stimolazione si mostrano efficaci non solo nel migliorare- in vario grado- la sintomatologia delle diverse condizioni cliniche, ma anche nell’indurre miglioramenti nel sonno alterato di tali quadri sintomatologici. Nonostante la diffusa applicazione in ambito clinico e terapeutico e nonostante la sopradiscussa capacità delle tCS nel modulare i pattern EEG di sonno, pochi sono gli studi che hanno utilizzato le stimolazioni transcraniche nello specifico ambito dei disturbi del sonno. Le esigue evidenze sembrano comunque puntare nella direzione di un’efficacia delle stimolazioni transcraniche nel migliorare i sintomi di Insonnia (p.e., migliorando la qualità del sonno e riducendo la veglia intrasonno) e nel contrastare l’eccessiva sonnolenza diurna in pazienti con Ipersonnia.
Stante la capacità della tCS di modulare i pattern elettrofisiologici di sonno, sonnolenza e vigilanza, è evidente come l’approfondimento dei meccanismi d’azione di tali tecniche e l’implementazione di protocolli di stimolazione che tengano conto degli adeguati parametri di stimolazione per raggiungere gli effetti desiderati siano elementi auspicabili e fondamentali per un avanzamento nella ricerca, soprattutto in campo clinico.
Ludovica Annarumma, membro AIMS
