Il sistema talamocorticale è composto da moduli parzialmente segregati. Tali moduli sono in grado di generare un¿attività elettrica che oscilla in maniera preferenziale attorno a certe frequenze. L¿elettroencefalogramma (EEG) spontaneo, ad esempio, mostra un¿attività ritmica nella banda alpha (8-12 Hz) generata dalle porzioni occipitali della corteccia cerebrale. Al contrario ritmi EEG al di sopra dei 13 Hz, come il ritmo Mu veloce (circa 20 Hz), vengono registrati principalmente in corrispondenza delle cortecce sensori-motorie e ritmi ancora più veloci (<35 Hz) sono rilevati dagli elettrodi frontali. La frequenza delle oscillazioni EEG cambia a seconda dello stato comportamentale del soggetto. Infatti, la veglia rilassata ad occhi chiusi si traduce in un aumento delle onde alpha occipitali. Durante il sonno profondo, invece, prevalgono ritmi con frequenze più lente (delta: 0.5-4 Hz) che vengono generati in sedi frontali della corteccia e si propagano al resto del manto corticale.
Noi ipotizziamo che data la diversa localizzazione dei ritmi EEG spontanei e date le differenti caratteristiche citoarchitettoniche e mieloarchitettoniche delle aree corticali, la risposta del cervello a una perturbazione diretta evochi risposte differenti a seconda dell¿area corticale stimolata.
Per verificare tale ipotesi, in questo progetto ci proponiamo di utilizzare la tecnica che combina la Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) e la registrazione delle risposte evocate tramite EEG ad alta densità (TMS/hd-EEg). La TMS/hd-EEg sarà integrata a un sistema di navigazione cerebrale (NBS) che utilizza le immagini di risonanza individuale per guidare la stimolazione TMS e stimare il campo elettrico da essa generato sulla superficie corticale. Il sistema integrato TMS/hd-EEG e NBS permette di stimolare, con un buon grado di precisione e riproducibilità, qualunque area della corteccia cerebrale e di registrarne le risposte elettriche senza distorsioni.
In cinque soggetti sani stimoleremo tre diverse aree corticali: una occipitale (area 18/19 di Brodmann), una parietale (area 7 di Brodmann) e una frontale (area 6 di Brodmann).Le tre aree corticali saranno stimolate a 8 diverse intensità di campo: 20-40-60-80-100-120-140-160 V/m. Le risposte del cervello verranno analizzate a livello dei sensori EEG e a livello dei generatori corticali. L¿attività di questi ultimi verrà stimata tramite l¿applicazione ai segnali EEG di un algoritmo di tipo Bayesiano per la ricostruzione delle sorgenti corticali. Sia a livello dei sensori che delle sorgenti la significatività statistica verrà valutata tramite un test non parametrico di tipo permutazionale. L¿analisi delle risposte avverrà tramite scomposizione tempo-frequenza utilizzatndoo l¿Event Related Spectral Perturbation (ERSP) e l¿Empirical Mode Decomposition (EMD) abbinata alla trasformata di Hilbert.