Alterazioni del Default Mode Network in condizione di microgravità simulata (allettamento breve HDBR): uno studio EEG su donne anziane

This thesis aims to investigate the effects of Head-Down Bed Rest (HDBR), a commonly used model to simulate microgravity, on resting-state brain activity. The study involved 42 elderly women (mean age 69 years), randomly divided into two groups: 20 participants performed the experiment in a seated position, while 22 underwent HDBR. During the experiment, brain activity was recorded using a 64-channel EEG, both during the execution of specific tasks and across five resting-state periods. This thesis focuses on the analysis of the resting-state periods, with particular attention to the Default Mode Network (DMN), known for its role in complex cognitive processes such as mind wandering, self-awareness, and awareness of the surrounding environment. The results show significant decreases in high-frequency (gamma) band activity within the DMN in participants exposed to HDBR compared to those in the seated condition, suggesting a functional alteration of the network induced by the supine position. Given the importance of the DMN in maintaining numerous cognitive and perceptual functions, such alterations may have significant implications, potentially associated with cognitive dysfunctions that could lead to features of accelerated aging if sustained over time.

La presente tesi si propone di indagare gli effetti dell’Head-Down Bed Rest (HDBR), un modello comunemente utilizzato per simulare la microgravità sull’attività cerebrale a riposo. Lo studio ha coinvolto 42 donne anziane (età media 69 anni) suddivise in modo randomizzato in due gruppi: 20 hanno eseguito l’esperimento in posizione seduta, mentre 22 sono state sottoposte a HDBR. Durante l’esperimento è stata registrata l’attività cerebrale tramite EEG a 64 canali, sia durante l’esecuzione di alcuni task, sia in cinque periodi di resting state. In questa tesi verranno analizzati i periodi di resting state con particolare focus sul Default Mode Network (DMN), noto per il suo ruolo in processi cognitivi complessi quali il mind wandering, e la consapevolezza di sé e dell’ambiente circostante. I risultati evidenziano diminuzioni significative dell’attività in bande ad alta frequenza (gamma) nel DMN nelle partecipanti sottoposte a HDBR rispetto a quelle sedute, suggerendo un’alterazione funzionale del network indotta dalla posizione sdraiata. Considerata l’importanza del DMN nel mantenimento di numerose funzioni cognitive e percettive, tali alterazioni potrebbero avere implicazioni significative, potenzialmente associate a disfunzioni cognitive, che possono sfociare in caratteristiche di invecchiamento accelerato se protratte nel lungo periodo.