La Stimolazione transcranica con Correnti Dirette (transcranial Direct Current Stimulation; tDCS) è una metodica di stimolazione cerebrale non invasiva capace di indurre cambiamenti funzionali nella corteccia cerebrale (Priori, 1998; 2003). La tDCS consiste essenzialmente nell’applicazione sullo scalpo di elettrodi eroganti una corrente continua di bassa intensità in grado di attraversare lo scalpo e influenzare le funzioni neuronali.

MECCANISMI DI AZIONE
L’aspetto principale è che cambiamenti nel firing neuronale, accoppiati con la neuroplasticità sinaptica, contribuiscono rispettivamente agli effetti intra- e post-stimolazione. Il Firing neuronale spontaneo: la tDCS non induce direttamente firing neuronale in quanto, secondo un modello computerizzato, la densità di corrente prodotta nella corteccia fra 0.77 e 2.00 mA/cm2 si colloca ben al di sotto della soglia del potenziale d’azione per i neuroni corticali. Sebbene tali densità di corrente non siano in grado di produrre potenziali d’azione durante la stimolazione ,vi sono evidenze empiriche che mostrano come gradienti di tensione anche piccole di questa grandezza possono modificare la frequenza del firing neuronale. Molti studi condotti su animali in vivo hanno dimostrato che le correnti anodiche dirette incrementano il firing neuronale spontaneo mentre le correnti catodiche lo riducono. Inoltre, hanno evidenziato che i cambiamenti sono di lunga durata: 5/10 minuti di stimolazione producono effetti nelle 5 ore successive.
Meccanismi non-sinaptici: è stato dimostrato che la stimolazione anodica è in grado di modificare il potenziale di membrana neuronale a riposo verso la depolarizzazione, mentre la stimolazione catodica verso l’iperpolarizzazione. Dati derivanti da studi animali mediante registrazioni intracellulari hanno dimostrato che la stimolazione anodica (3-40 μA/mm2, 50-40 s) provoca depolarizzazione neuronale, mentre la stimolazione catodica provoca iperpolarizzazione. Studi sulla corteccia motoria negli esseri umani hanno fornito ulteriori evidenze di questi meccanismi non sinaptici. L’effetto della tDCS sull’eccitabilità della corteccia motoria può essere misurata attraverso i potenziali evocati motori (PEM) registrati dai muscoli periferici. La tDCS anodica sulla corteccia motoria (0.2–5 mA, 4 s–5 min) incrementa le dimensioni dei PEM. Allo stesso modo, la tDCS sulla corteccia visiva produce cambiamenti nei potenziali evocati visivi, nella sensibilità al contrasto e nella soglia di percezione del movimento dipendente dalla polarità della stimolazione.
Meccanismi sinaptici: la tDCS induce cambiamenti nella forza della trasmissione sinaptica. La tDCS anodica può indurre long-term potentiation (LTP) attraverso l’aumento dell’attività presinaptica accoppiata alla depolarizzazione postsinaptica; mentre la tDCS catodica può indurre meccanismi di long-term depression (LTD) mediante la riduzione ed un’iperpolarizzazione post-sinaptica. Evidenze sperimentali mostrano che gli effetti della tDCS partecipano meccanismi di neuroplasticità sinaptica. Questi includono le correlazioni tra pattern di attività neuronale alla base dei meccanismi di LTP/LTD, la sintesi proteica durante la stimolazione, ed in particolare il ruolo emergente dei recettori NMDA nel regolare gli effetti postumi della stimolazione.
SICUREZZA
Attualmente non vi è alcuna evidenza di effetti collaterali gravi negli esseri umani a seguito di trattamenti con tDCS.
Gli effetti indesiderati comuni comprendono cefalea e lieve sensazione di prurito in prossimità dell’elettrodo. Inoltre, solo raramente e’ stata riferita la comparsa di lesioni cutanee (ustioni) dopo tDCS. Si consiglia, pertanto, di prestare molta attenzione alla preparazione dell’interfaccia tra ellettrodo e cute. Non ci sono dati che riportano la comparsa di crisi convulsive a seguito della somministrazione della tDCS. In letteratura si consiglia vivamente di non superare una densita’ di corrente di 0,05 mA/cm2 al fine di evitare di provocare dolore e danni ai tessuti. È necessario conoscere la letteratura scientifica in materia di stimolazione trans-cranica e trans-spinale con correnti dirette prima di progettare qualsiasi trattamento.
INDICAZIONI PER L’USO SUGLI ESSERI UMANI.
Posizionamento degli elettrodi:
gli elettrodi vengono posizionati sullo scalpo secondo il Sistema Internazionale 10-20 al fine di identificare il corretto sito di stimolazione. Cuffie per-cablate specifiche per il trattamento a corrente continua (DC) consentono di ridurre il tempo di preparazione del paziente.
Dimensione degli elettrodi: gli elettrodi sono in spugna sintetica, generalmente di forma rettangolare ed imbevuti di soluzione salina. Hanno uno spessore di 0.3 cm e hanno generalmente una superficie che varia da 25 a 35 cm2. Newronika produce anche una nuova generazione di elettrodi per la tDCS, caratterizzata da una geometria ellissoidale al fine di ridurre concentrazioni indesiderate di corrente elettrica sui bordi (Edge Effects).
Intensità di corrente: l’intensità impiegata nei recenti trial clinici va da 1 a 2 mA. Durata della stimolazione: in letteratura, la tDCS viene somministrata per 10-20 min/sessione. La durata totale di un trattamento può variare da 1 a 10 giorni, con sessioni quotidiane.