Uso della stimolazione magnetica transcranica (TMS) e della risonanza magnetica (MRI) per studiare l'attenzione visiva

I nostri sensi ci forniscono una grande quantità di informazioni in un dato momento nel tempo. Ad esempio, le scene visive contengono molti oggetti diversi che non possono essere elaborati tutti contemporaneamente a causa della limitata capacità di elaborazione del sistema visivo. Pertanto, sono necessari meccanismi attenzionali per selezionare oggetti rilevanti e filtrare quelli irrilevanti. Ci sono prove convergenti da studi di registrazione e lesione di cellule singole nelle scimmie e studi di imaging cerebrale funzionale negli esseri umani che le informazioni irrilevanti da scene visive disordinate vengono filtrate nella corteccia visiva extrastriata. Studi di imaging cerebrale funzionale suggeriscono anche che questi meccanismi di filtraggio dell'attenzione sono mediati da segnali di feedback dall'alto verso il basso che sorgono in aree di ordine superiore nella corteccia frontale e parietale. Tuttavia, non è chiaro da questi studi se queste regioni cerebrali frontali e parietali siano funzionalmente significative nel controllo attenzionale del comportamento.

La stimolazione magnetica transcranica (TMS) applicata su una particolare regione corticale può interferire con l'elaborazione cognitiva in quella regione, creando così un'interruzione virtuale nella corteccia cerebrale umana intatta. Quindi, questo strumento può essere utilizzato per determinare se una regione del cervello è funzionalmente coinvolta nell'esecuzione di una data funzione cognitiva. Nello studio proposto, desideriamo utilizzare la TMS per testare l'ipotesi che i meccanismi di filtro attenzionale operanti nella corteccia extrastriata siano sotto il controllo "top-down" delle regioni nella corteccia frontale e parietale. Il nostro approccio utilizzerà una combinazione di TMS e risonanza magnetica funzionale (fMRI).

Innanzitutto, i soggetti parteciperanno a un esperimento fMRI (93-M-0170) progettato per localizzare le regioni corticali di interesse (ROI) coinvolte nell'elaborazione dell'attenzione per ciascun soggetto. In secondo luogo, TMS verrà utilizzato per creare interruzioni virtuali transitorie nelle ROI frontali e parietali di volontari normali mentre eseguono un'attività che richiede attenzione spaziale. Ipotizziamo che, quando la TMS viene utilizzata per interferire con l'elaborazione dell'attenzione, i soggetti mostreranno prestazioni ridotte in un compito che richiede loro di filtrare informazioni visive irrilevanti. Al contrario, le prestazioni durante la TMS non dovrebbero risentirne in un'attività di controllo in cui non è necessario filtrare informazioni irrilevanti.