La stimolazione transcranica con corrente continua (tDCS) è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva che si è dimostrata efficace nel migliorare funzioni cognitive e motorie sia in soggetti sani che in pazienti con malattie neurologiche quali l’ictus ischemico, il morbo di Parkinson, la malattia di Alzheimer, l’ansia e la depressione. Nonostante i risultati incoraggianti l’utilizzo della tDCS in ambito clinico è limitato da una sostanziale mancanza di conoscenza dei meccanismi alla base dei suoi effetti. La nostra ricerca mira a contribuire a tale conoscenza mediante la caratterizzazione dei meccanismi cellulari e molecolari che sottendono gli effetti della tDCS in modelli sperimentali sani e in modelli di patologie neurologiche, quali l’ictus ischemico e la malattia di Alzheimer (Barbati et al. 2020; Cocco et al. 2020). Le nostre ricerche, che si avvalgono di approcci metodologici quali analisi elettrofisiologiche ex vivo ed in vivo, analisi molecolari e test comportamentali, sono volte in particolare a valutare gli effetti della tDCS sulla plasticità neuronale, fenomeno alla base di processi di memoria e di apprendimento e del recupero funzionale in seguito a lesione. I risultati finora ottenuti hanno dimostrato che la tDCS contribuisce al miglioramento della memoria e della performance motoria in condizioni fisiologiche potenziando i meccanismi di neuroplasticità funzionale e strutturale rispettivamente nell'ippocampo e nella corteccia motoria attraverso l’attivazione vie di segnale e meccanismi epigenetici che aumentano l’espressione della neurotrofina BDNF (Paciello et al. 2018; Cocco et al. 2018; Podda et al. 2016).

Coordinatore del progetto: Prof.ssa Maria Vittoria Podda

Bibliografia:

1. Barbati S.A., Cocco S., Longo V., Spinelli M., Gironi K., Mattera A., Paciello F., Colussi C., Podda M.V., Grassi C. Enhancing plasticity mechanisms in the mouse motor cortex by anodal transcranial direct current stimulation: the contribution of nitric-oxide signaling. Cereb. Cortex, 30:2972-2985, 2020. DOI: 10.1093/cercor/bhz288
2. Cocco S., Rinaudo M., Fusco S., Longo V., Gironi K., Renna P., Aceto G., Mastrodonato A., Li Puma D.D., Podda M.V., Grassi C. Plasma BDNF levels following transcranial direct current stimulation allow prediction of synaptic plasticity and memory deficits in 3×Tg-AD mice. Front. Cell Dev. Biol., 8:541, 2020. DOI: 10.3389/fcell.2020.00541
3. Paciello F., Podda M.V., Rolesi R., Cocco S., Petrosini L., Troiani D., Fetoni A.R., Paludetti G., Grassi C. Anodal transcranial direct current stimulation affects auditory cortex plasticity in normal-hearing and noise-exposed rats. Brain Stimul., 11(5):1008-1023, 2018. DOI: 10.1016/j.brs.2018.05.017
4. Cocco S., Podda M.V., Grassi C. Role of BDNF signaling in memory enhancement induced by transcranial direct current stimulation. Front. Neurosci., 12:427, 2018. DOI: 10.3389/fnins.2018.00427
5. Podda M.V., Cocco S., Mastrodonato A., Fusco S., Leone L., Barbati S.A., Colussi C., Ripoli C., Grassi C. Anodal transcranial direct current stimulation boosts synaptic plasticity and memory in mice via epigenetic regulation of Bdnf expression. Sci. Rep., 6:22180, 2016. DOI: 10.1038/srep22180