L’elettroencefalografia (EEG) è uno strumento che offre un approccio economico e non invasivo allo studio dell’elaborazione corticale, specialmente se confrontato con metodi di valutazione corticali come la risonanza magnetica funzionale (fMRI), emissione di positroni tomografia (PET) e immagini a tensore di diffusione (DTI)¹. EEG fornisce anche un’elevata risoluzione temporale, che non è possibile raggiungere quando si utilizzano misure come fMRI, PET o DTI². L’alta risoluzione temporale è fondamentale quando si esamina la funzione temporale centrale al fine di ottenere la precisione al millisecondo dei meccanismi neurofisiologici relativi all’elaborazione di input o eventi specifici.  Nel sistema visivo centrale, i potenziali corticali evocati visivi (CVEP) sono un approccio popolare nello studio dei processi neurali bloccati nel tempo nella corteccia cerebrale.  Le risposte CVEP vengono registrate e mediate su una serie di prove di eventi, con conseguente componenti di picco (ad esempio, P1, N1, P2) a intervalli specifici di millisecondi. La tempistica e l’ampiezza di queste risposte neurali di picco possono fornire informazioni riguardanti la velocità di elaborazione corticale e la maturazione, così come i deficit nella funzione corticale^3,4,5.

I CVEP sono specifici per il tipo di input visivo presentato allo spettatore. Utilizzando alcuni stimoli in un paradigma CVEP, è possibile osservare la funzione di reti visive distinte come il flusso ventrale, coinvolto nella forma di elaborazione e colore, o input parvocellulare e magnocellulare^{6,7, 8}, e il flusso dorsale, che elabora in gran parte il movimento o l’ingresso magnocellulare^9,10. I CVEP generati da queste reti sono stati utili non solo per comprendere meglio i meccanismi neurofisiologici tipici alla base del comportamento, ma anche nel trattamento mirato dei comportamenti atipici nelle popolazioni cliniche. Ad esempio, i componenti CVEP ritardati nelle reti dorsali e ventrali sono stati segnalati nei bambini con dislessia, il che suggerisce che la funzione visiva in entrambe queste reti dovrebbe essere mirata quando si progetta un piano di intervento¹¹.  Così, i CVEP registrati tramite EEG offrono un potente strumento clinico attraverso il quale valutare sia i processi visivi tipici che atipici.

In uno studio recente, l’EEG ad alta densità è stato utilizzato per misurare l’apparente cVEP a esordio di movimento nei bambini in genere in via di sviluppo, con l’obiettivo di esaminare le risposte CVEP variabili e i relativi generatori corticali visivi in tutto lo sviluppo. I partecipanti hanno visto passivamente stimoli di movimento apparenti^12,13,14,15, che consisteva sia nel cambiamento di forma che nel movimento, progettato per stimolare contemporaneamente flussi ventrali e dorsali. Si è scoperto che circa la metà dei bambini ha risposto con una forma d’onda CVEP, o morfologia, costituita da tre picchi (P1-N1-P2, modello A).  Questa morfologia è una classica risposta CVEP osservata in tutta la letteratura. Al contrario, l’altra metà dei bambini presentava un modello morfologico composto da cinque picchi (P1-N1a-P2a-N1b-P2b, modello B). Per quanto ne sappiamo, l’evento e il confronto robusti di questi modelli morfologici non sono stati precedentemente discussi nella letteratura CVEP in popolazioni infantili o adulte, anche se la morfologia variabile è stata notata sia in apparente-movimento che in CVE in movimento^14,16. Inoltre, queste differenze morfologiche non sarebbero state evidenti nella ricerca utilizzando altri metodi di valutazione funzionale corticale, come la fMRI o il PET, a causa della bassa risoluzione temporale di queste misure.

Per determinare i generatori corticali di ogni picco nei modelli CVEP A e B, sono state eseguite analisi di localizzazione di origine, che è un approccio statistico utilizzato per stimare le regioni corticali più probabili coinvolte nella risposta CVEP^12,13 . Per ogni picco, indipendentemente dal modello morfologico, le cortici visive primarie e di ordine superiore sono state identificate come fonti del segnale CVEP.  Così, sembra che la differenza principale alla base della morfologia CVEP suscitata dal movimento apparente è che quelli con modello B attivano le regioni corticali visive più volte durante l’elaborazione. Poiché questi tipi di modelli non sono stati identificati in precedenza nella letteratura, lo scopo dell’elaborazione visiva aggiuntiva in quelli con CVEP modello B rimane poco chiaro.  Pertanto, il prossimo obiettivo in questa linea di ricerca è quello di ottenere una migliore comprensione della causa della morfologia CVEP differenziale e se tali modelli possono riguardare il comportamento visivo sia nelle popolazioni tipiche che cliniche.

Il primo passo per capire perché alcuni individui potrebbero dimostrare una morfologia CVEP contro un’altra è determinare se queste risposte sono intrinsic o di natura estrinseca.  In altre parole, se un individuo dimostra un modello in risposta a uno stimolo visivo, risponderà con un modello simile a tutti gli stimoli?  O questa risposta dipendente dallo stimolo, è specifica per la rete visiva o le reti attivate?

Per rispondere a questa domanda, sono stati progettati due paradigmi visivi passivi, destinati ad attivare separatamente reti visive specifiche. Lo stimolo presentato nello studio iniziale è stato progettato per stimolare simultaneamente corsi d’acqua dorsali e ventrali; quindi, non era noto se una o entrambe le reti fossero coinvolte nella generazione di una specifica morfologia delle forme d’onda. Nell’attuale approccio metodologico, il paradigma progettato per stimolare il flusso ventrale è composto da oggetti altamente identificabili in forme di base di quadrati e cerchi, suscitando CVEP a insorgenza di oggetti. Il paradigma progettato per stimolare il flusso dorsale è costituito da un campo visivo attraverso un campo radiale di punti di movimento centrale coerenti a una velocità fissa verso un punto di fissazione, suscitando CVE in movimento.

Una seconda domanda che è sorta come risultato dello studio iniziale è stata se la morfologia VEP differenziale potesse essere dovuta all’anticipazione da parte dei partecipanti di stimoli imminenti¹³. Per esempio, la ricerca ha dimostrato che l’attività oscillatoria corticale dall’alto verso il basso che si verifica prima di uno stimolo target può prevedere le successive risposte CVEP e comportamentali a un certo grado^17,18,19. Il paradigma di movimento apparente nel primo studio impiegava cornici non randomizzate di una stella radiale e di un cerchio con intervalli interstimolati coerenti (ISI) di 600 ms. Questo progetto potrebbe aver incoraggiato l’aspettativa e la previsione dello stimolo imminente, con conseguente attività oscillatoria che influisce sulla successiva morfologia CVEP^12,13,19.

Per risolvere questo problema, l’oggetto visivo e i paradigmi di movimento nel protocollo corrente sono progettati sia con ISI coerenti dello stesso valore temporale che isis randomizzati con valori temporali diversi (ad esempio, jitter).  Utilizzando questo approccio, potrebbe essere possibile determinare in che modo la variazione temporale può influenzare la morfologia VEP all’interno di reti visive distinte. Complessivamente, lo scopo del protocollo descritto è quello di determinare se l’oggetto visivo e gli stimoli di movimento sarebbero sensibili alle variazioni nella morfologia CVEP e se la variazione temporale della presentazione degli stimoli influenzerebbe le caratteristiche della risposta CVEP, tra cui latenza di picco, ampiezza e morfologia. Ai fini del documento corrente, l’obiettivo è quello di determinare la fattibilità dell’approccio metodologico. Si ipotizza che sia gli oggetti visivi che il movimento possano provocare morfologia variabile (cioè, i modelli A e B saranno osservati tra i soggetti in risposta a entrambi gli stimoli) e che la variazione temporale influenzerebbe i componenti CVEP insorgenza dell’oggetto e insorgenza del movimento.