Studio delle risposte emodinamiche della corteccia motoria durante un task di handgrip mediante integrazione delle tecniche TD-NIRS e TMS

The primary objective of this research is to monitor the cortical response of the motor cortex, specifically focusing on C3 and C4 areas, following the EEG10/10 system mapping, using TD-NIRS technology during isometric handgrip task at 30% and 70% MVC intensities. The study aims to analyze how these hemodynamic responses change across varying workload intensities and to monitor the relationship between cortical activation and physical effort. Moreover, this results are compared with the one acquired combining TD-NIRS and TMS techniques. Time-Domain Near-Infrared Spectroscopy (TD-NIRS) is a non-invasive optical neuroimaging technique capable of monitoring cerebral hemodynamic responses by measuring changes in oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin concentrations. Thanks to its high temporal resolution and improved depth sensitivity, TD-NIRS represents a valuable tool for investigating cortical activation during motor tasks. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS), another non-invasive neurophysiological technique, enables the assessment of cortical excitability through magnetic stimulation of specific brain regions, particularly the motor cortex. The primary objective of this study is to investigate the cortical response of the motor cortex, focusing on the C3 and C4 areas according to the EEG 10/10 system, using TD-NIRS during isometric handgrip tasks performed at 30% and 70% of Maximum Voluntary Contraction (MVC). The study aims to analyze the variations in hemodynamic responses associated with different workload intensities and to explore the relationship between cortical activation and physical effort. Furthermore, the results obtained through TD-NIRS measurements are compared with those acquired by combining TD-NIRS and TMS techniques, in order to evaluate the influence of cortical stimulation on motor cortex hemodynamics and to provide a more comprehensive understanding of neurophysiological and hemodynamic mechanisms involved in motor performance.

L'obiettivo principale di questa ricerca è monitorare la risposta corticale della corteccia motoria, con particolare attenzione alle aree C3 e C4 secondo la mappatura del sistema EEG 10/10, utilizzando la tecnologia TD-NIRS durante un compito di handgrip isometrico eseguito al 30% e al 70% della Massima Contrazione Volontaria (MVC). Lo studio si propone di analizzare come le risposte emodinamiche varino in funzione di differenti intensità di carico e di monitorare la relazione tra l'attivazione corticale e lo sforzo fisico. Inoltre, questi risultati vengono confrontati con quelli ottenuti mediante la combinazione delle tecniche TD-NIRS e TMS. La Time-Domain Near-Infrared Spectroscopy (TD-NIRS) è una tecnica di neuroimaging ottico non invasiva in grado di monitorare le risposte emodinamiche cerebrali misurando le variazioni delle concentrazioni di ossiemoglobina e deossiemoglobina. Grazie alla sua elevata risoluzione temporale e alla maggiore sensibilità alla profondità, la TD-NIRS rappresenta uno strumento prezioso per lo studio dell'attivazione corticale durante l'esecuzione di compiti motori. La Stimolazione Magnetica Transcranica (Transcranial Magnetic Stimulation, TMS), un'altra tecnica neurofisiologica non invasiva, consente di valutare l'eccitabilità corticale attraverso la stimolazione magnetica di specifiche regioni cerebrali, in particolare della corteccia motoria. L'obiettivo principale di questo studio è indagare la risposta corticale della corteccia motoria, focalizzandosi sulle aree C3 e C4 secondo il sistema EEG 10/10, mediante TD-NIRS durante compiti di handgrip isometrico eseguiti al 30% e al 70% della Massima Contrazione Volontaria (MVC). Lo studio mira ad analizzare le variazioni delle risposte emodinamiche associate a differenti intensità di carico e a esplorare la relazione tra l'attivazione corticale e lo sforzo fisico. Inoltre, i risultati ottenuti mediante le misure TD-NIRS vengono confrontati con quelli acquisiti combinando le tecniche TD-NIRS e TMS, al fine di valutare l'influenza della stimolazione corticale sull'emodinamica della corteccia motoria e di fornire una comprensione più completa dei meccanismi neurofisiologici ed emodinamici coinvolti nella prestazione motoria.