Analisi tempo-frequenza di segnali EEG in adolescenti affetti da scoliosi idiopatica durante un compito motorio

La scoliosi idiopatica adolescenziale (AIS) è una patologia, le cui cause non sono ancora del tutto note, caratterizzata da una deviazione laterale di almeno 10° delle vertebre rispetto alla curvatura fisiologica normale. Alcuni studi hanno evidenziato un coinvolgimento del sistema nervoso centrale riportando modificazioni nelle attivazioni cerebrali, in particolare durante l’esecuzione di compiti motori. Questo lavoro si propone di quantificare eventuali modificazioni cerebrali tramite l’analisi della desincronizzazione evento-correlata (ERD) nella banda mu (8-12 Hz) del tracciato elettroencefalografico (EEG). Sono stati acquisiti i dati EEG a 64 canali di 6 soggetti AIS di età compresa tra gli 11 e i 16 anni durante l’esecuzione di un compito di raggiungimento di un target. Durante tale compito l’operatore indicava uno dei bersagli presenti su un tabellone; il soggetto, quindi, doveva toccare con la mano tale bersaglio mantenendo gli occhi chiusi per tutta la durata del movimento e tornare nella posizione di partenza. Il compito è stato eseguito prima con una mano e poi con l’altra. Ciascuna registrazione contiene dieci ripetizioni. Per ciascuna ripetizione è stata estratta un’epoca della durata di 4 secondi centrata nell’istante in cui inizia il movimento. Dal segnale EEG, tramite la trasformata wavelet, sono state calcolate le potenze relative alla banda di frequenze [8-12] Hz. È stata, infine, calcolata la desincronizzazione del segnale EEG come differenza fra la potenza spettrale ottenuta durante il periodo di movimento e quella ottenuta durante il riposo. Per ciascun soggetto sono stati analizzati gli EDR in diversi intervalli temporali. Le variazioni ERD di ciascun canale sono state confrontate tra i vari soggetti tramite t-test. La maggior parte dei soggetti mostra una desincronizzazione degli elettrodi centrali (CP4 o CP5) controlaterale o bilaterale al movimento. Questo pattern è chiaramente visibile quando i soggetti compiono i movimenti con la mano sinistra. Il movimento con la mano destra non sempre produce la desincronizzazione controlaterale. La presenza di un pattern anomalo durante lo svolgimento del compito con la mano destra suggerisce una modificazione funzionale delle aree motorie che potrebbe essere legata ad un’alterazione dell’integrazione sensomotoria. Le proprietà plastiche del cervello possono inoltre contribuire all'adattamento funzionale delle aree motorie in risposta alle necessità derivanti dalla condizione di scoliosi idiopatica adolescenziale.