Stimolazione transcranica della corrente diretta (tDCS) delle aree di Wernicke e Broca negli studi sull'apprendimento delle lingue e sull'acquisizione di parole

I meccanismi neurobiologici della funzione del linguaggio umano sono ancora poco compresi. Come fondamento della nostra capacità di comunicazione, questo tratto neurocognitivo umano unico svolge un ruolo particolarmente importante nella nostra vita personale e socio-economica. Eventuali deficit che colpiscono la parola e il linguaggio sono devastanti per i malati e costosi per la società. Allo stesso tempo, nella clinica, le procedure per il trattamento dei deficit di parola (come l’afasia) rimangono non ottimali, non da ultimo a causa della scarsa comprensione dei meccanismi neurobiologici coinvolti¹. Nella ricerca, il recente avvento e il rapido sviluppo di metodi di neuroimaging hanno portato a molteplici scoperte che descrivono i modelli di attivazione; tuttavia, le prove causali sono spesso ancora carenti. Inoltre, le aree linguistiche del cervello si trovano in qualche modo inalubrmente per l’applicazione di approcci di neurostimolazione tradizionali che possono fornire prove causali, soprattutto la tecnica di stimolazione magnetica transcranica (TMS). Mentre il protocollo TMS offline, come la stimolazione a scoppio theta, può causare dolore a causa della vicinanza dei muscoli al punto di stimolazione, i protocolli TMS “online” possono introdurre artefatti sonori dalla stimolazione, che è indesiderabile a causa di interferenze con presentazione di stimolo linguistico². Anche se il TMS è ampiamente utilizzato negli studi linguistici nonostante tali inconvenienti, un’alternativa gradita può essere fornita da altri metodi di stimolazione, in particolare la stimolazione transcranica a corrente diretta (tDCS). Negli ultimi anni, tDCS ha visto una notevole crescita nel suo utilizzo a causa della sua accessibilità, facilità d’uso, relativa sicurezza e spesso risultati piuttosto sorprendenti³. Anche se i meccanismi esatti alla base dell’influenza tDCS sull’attività neurale non sono compresi completamente, la visione mainstream è che, almeno a bassi livelli di intensità (in genere 1-2 mA per 15-60 min), non causa alcuna eccitazione neurale o inibizione di per sé , ma invece modula il potenziale trasmembrana a riposo in modo degradizzato verso la de- o l’iperpolarizzazione, spostando le soglie di eccitazione verso l’alto o verso il basso e rendendo così il sistema neurale più o meno suscettibile alle modulazioni da altri eventi, stimoli, stati o comportamenti^4,5. Mentre la maggior parte delle applicazioni segnalate fino ad oggi si sono concentrate sui deficit della funzione motoria⁶ e/o del sistema motorio, essa è stata sempre più applicata alle funzioni cognitive di livello superiore e alle rispettive disabilità. C’è stato un aumento della sua applicazione al linguaggio e al linguaggio, soprattutto nella ricerca finalizzata al recupero dell’afasia post-ictus^7,8,9, anche se finora ha portato a risultati contrastanti rispetto alla potenziale terapeutico, siti di stimolazione ed emisferi, e polarità attuale ottimale. Poiché questa ricerca, e in particolare l’applicazione della tDCS nella neurobiologia cognitiva della normale funzione linguistica, è ancora agli inizi, è fondamentale delineare le procedure per stimolare almeno le cortice del linguaggio centrale (soprattutto Wernicke’s e aree di Broca) utilizzando tDCS, che è uno degli obiettivi principali della relazione attuale.

In questo caso, prenderemo in considerazione l’applicazione del tDCS alle aree linguistiche in un esperimento di apprendimento delle parole. In generale, il caso dell’apprendimento delle parole è qui come un esempio di esperimento neurolinguistico, e la parte tDCS della procedura non dovrebbe cambiare sostanzialmente per altri tipi di esperimenti linguistici mirati alle stesse aree. Tuttavia, stihiamo questa opportunità per evidenziare anche importanti considerazioni metodologiche in un esperimento di acquisizione di parole di per sé, che è il secondo obiettivo principale della descrizione del protocollo corrente. I meccanismi cerebrali alla base dell’acquisizione delle parole – una capacità umana onnipresente al centro della nostra abilità di comunicazione linguistica – rimangono in gran parte sconosciuti¹⁰. A complicando il quadro, la letteratura esistente differisce ampiamente nel modo in cui i protocolli sperimentali promuovono l’acquisizione di parole, nel controllo sui parametri di stimolazione e nei compiti utilizzati per valutare i risultati dell’apprendimento (vedi, ad esempio, Davis et al.¹¹). Di seguito, descriviamo un protocollo che utilizza stimoli altamente controllati e modalità di presentazione, garantendo al contempo un’acquisizione naturalistica basata sul contesto di un nuovo vocabolario. Inoltre, utilizziamo una batteria completa di compiti per valutare i risultati in modo comportamentale a diversi livelli, sia immediatamente dopo l’apprendimento che dopo una fase di consolidamento notturno. Questo è combinato con la farsa e il catodale delle aree linguistiche (facciamo un esempio particolare usando la stimolazione dell’area di Wernicke) che può fornire prove causali sui processi neurali e sui meccanismi sottostanti.