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Grounding Adaptive Cognitive Control in the Intrinsic, Functional Brain Organization: An HD-EEG Resting State Investigation

Studio pubblicato da Gian Marco Duma, Mariagrazia Di Bono e Giovanni Mento sulla rivista “Brain Sciences”
 
E' possibile prevedere in che modo una persona riescirà ad adattare il proprio comportamento motorio e attività neurale in un compito cognitivo semplicemente registrando la sua attività EEG a riposo?
Insomma, un pò come capire quanto corre una macchina solo ascoltandone il motore al minimo...
 
In questo lavoro gli autori hanno ricostruito l’attività corticale di 46 partecipanti adulti e sani sia a riposo (resting state) che, successivamente,  durante un compito di controllo motorio adattivo (DTP o Dynamic Temporal Prediction task; Duma, Granziol & Mento, Neuroimage) a partire dall’EEG ad alta risoluzione spaziale (128 elettrodi). Questo ha permesso di misurare in ogni singolo partecipante il funzionamento di specifici circuiti cerebrali associati a fasi computazionali distinte del controllo motorio (es, implementazione/violazione dell’aspettativa temporale, implementazione della risposta motoria) non solo durante l’effettivo svolgimento del compito ma già diversi minuti prima, durante la registrazione a riposo che precedeva il compito.
Attraverso l’utilizzo di una tecnica di machine learning nota come support vector regression e all’applicazione di misure di graph theory è stato possibile dimostrare che sia la prestazione comportamentale (accuratezza e capacità di adattamento della velocità motoria in funzione del compito) che l’attività neurale (modulazione di risposte task-related quali P3 e CNV) sono predette dalle caratteristiche di connettività funzionale sia dei singoli nodi (es, area motoria e aree frontali e parietali) che dell'intero network (es, network dell’implementazione/violazione della risposta).
 
Detto in altri termini, questo lavoro dimostra chiaramente non soltanto che è possibile misurare in maniera affidabile l’organizzazione intrinseca di specifici circuiti cerebrali a riposo attraverso l’EEG (sebbene ad alta risoluzione spaziale) ma anche che queste misure possono predire aspetti di funzionamento neurale e prestazione comportamentale associata a un determinato compito. 
 
Questi risultati forniscono un piccolo pezzettino di un puzzle più grande che ci permetterà di capire la relazione tra come il cervello funziona a riposo (es, guardare un video rilassante) e sotto sforzo (svolgere un compito mentale impegnativo), con evidenti implicazioni possibili in ambito clinico!