Uno studio degli effetti della tDCS sui processi di apprendimento visuo-spaziale

La tDCS dal punto di vista tecnologico presenta una struttura piuttosto semplice. Essa è composta principalmente da due elettrodi, di una superficie generalmente compresa tra i 25 cm2 e 35 cm2 ed un dispositivo a batteria in grado di fornire un flusso di corrente costante e in maniera continua. A questi componenti di base è poi possibile aggiungere altri dispositivi, come per esempio un software di controllo che offre la possibilità di scegliere tra diverse tipologie di stimolazioni o per esperimenti a sessioni multiple, oppure per variare parametri in corso d’opera. In base ai differenti modelli di elettrodi e al loro montaggio è possibile ottenere risultati anche notevolmente differenti.

Durante la tDCS, nella zona cutanea sottostante gli elettrodi, avviene una reazione elettrochimica. In virtù del fatto che tale reazione può portare ad arrossamento della pelle e fastidio, gli elettrodi vengono inseriti in spugne di stoffa, che evitano il contatto diretto con la pelle (Merrill et al. 2005). Le spugne sono imbevute di soluzione salina e hanno una dimensione che mediamente è di 5x5 cm di area. Al fine di rendere il più facile possibile il flusso della corrente, sulla superficie di contatto della spugna viene spalmata della pasta elettro conduttrice. In questo modo l'impedenza elettrica si abbassa.

La posizione degli elettrodi sullo scalpo, incide sulla quantità di corrente che penetra effettivamente all'interno corteccia. Difatti meno del 20% della corrente che viene inviata dallo stimolatore raggiunge la corteccia (Rush & Driscoll, 1968). Ciò è determinato da vari parametri come per esempio l'orientamento degli assoni e dei dendriti dei neuroni. Una posizione degli elettrodi per cui la corrente elettrica incontra ortogonalmente le fibre nervose porta a degli effetti maggiori rispetto ad una stimolazione la cui corrente interagisce in modo parallelo. Il montaggio degli elettrodi può essere di tipo bi-cefalico o extra cefalico.

Nel caso di un montaggio bi-cefalico, entrambi gli elettrodi vengono posizionati sullo scalpo, mentre nel caso del montaggio extra-cefalico un elettrodo viene posizionato sullo scalpo e l'altro esternamente, tipicamente al livello del muscolo deltoide o della regione mastoidea o sulla zona sopra scapolare. Nella maggior parte dei casi si utilizza il montaggio bi-cefalico. Solitamente quando si usa un montaggio bi-cefalico, si ha l'obiettivo di andare ad incrementare l'attivazione di un'area e di decrementare l'attività di un’altra, che solitamente costituiscono un network neurale sottostante specifici processi cognitivi o comportamentali.

La ragione invece per cui viene preferito un montaggio extra cefalico consiste nel cercare di evitare una stimolazione di aree adiacenti. Nel caso infatti si crei un circuito elettrico tra di esse la focalità della stimolazione sarebbe minore, in quanto aumenterebbe la probabilità che anche altre aree, a queste funzionalmente connesse, si attivino.

Un altro fattore che influenza la focalità della corrente è la dimensione degli elettrodi. Infatti, a parità di intensità, la densità di carica che arriva sulla superficie dello scalpo è tanto maggiore quanto è maggiore l'area che la ricopre. Più densità di corrente elettrica giunge allo scalpo, maggiore è la corrente che si disperde. Diminuendo quindi l'area dell’elettrodo la focalità di stimolazione aumenta (Gandiga et al. 2006).