Sviluppo di un protocollo sperimentale innovativo per l’induzione dell’illusione cinestetica mediante stimolazione propriocettiva: analisi quantitativa del movimento percepito e dell’attività corticale mediante spettroscopia funzionale del vicino infrarosso (fNIRS).

Abstract

Applicando una vibrazione muscolo-tendinea (VMT) a bicipite e tricipite brachiale è possibile indurre un movimento illusorio di flesso-estensione dell’arto superiore. Il presente studio ha il duplice obiettivo di quantificare la percezione dell’illusione cinestetica indotta da VMT e indagare mediante la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS) la risposta emodinamica corticale nelle diverse fasi dell’illusione. Lo studio, condotto su 12 soggetti sani destrimani, è stato suddiviso in due fasi. Nella prima fase, è stata fornita una VMT a 90 Hz su bicipite e tricipite brachiale a quattro diverse durate, che ha permesso di valutare lo spostamento angolare percepito, la vividness dell'illusione e gli aftereffects. Nella seconda fase, tramite fNIRS, è stata acquisita l'attività emodinamica delle principali aree corticali sensorimotorie durante le medesime condizioni di stimolazione. I risultati comportamentali confermano che lo spostamento angolare percepito aumenta con la durata della stimolazione per poi stabilizzarsi, in accordo con un modello logistico, evidenziando un chiaro effetto di saturazione per stimoli più prolungati. Inoltre, una maggiore vividness dell’illusione è associata a illusioni più ampie e ad aftereffects più intensi. L'analisi fNIRS, preliminare e qualitativa, suggerisce che la risposta emodinamica vari significativamente con la durata della stimolazione. A differenza delle stimolazioni brevi (caratterizzate dal consueto aumento di emoglobina ossigenata), la condizione prolungata da 15 secondi, corrispondente alla fase di saturazione comportamentale, sembra essere associata a una tendenza alla riduzione del segnale nelle aree sensorimotorie.

By applying a muscle-tendon vibration (MTV) to the biceps and triceps brachii, it is possible to induce an illusory flexion-extension movement of the upper limb. The present study has the dual goal of quantifying the perception of the kinesthetic illusion induced by MTV and investigating, by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), the cortical hemodynamic response in the different phases of the illusion. The study, conducted on 12 healthy right-handed subjects, was divided into two phases. In the first phase, MTV at 90 Hz was provided to the biceps and triceps brachii at four different durations, which made it possible to evaluate the perceived angular displacement, the vividness of the illusion, and the aftereffects. In the second phase, using fNIRS, the hemodynamic activity of the main sensorimotor cortical areas was acquired during the same stimulation conditions. The behavioral results confirm that the perceived angular displacement increases with the duration of the stimulation and then stabilizes, in agreement with a logistic model, highlighting a clear saturation effect for longer stimuli. Furthermore, greater vividness of the illusion is associated with larger illusions and more intense aftereffects. The fNIRS analysis, preliminary and qualitative, suggests that the hemodynamic response varies significantly with the duration of the stimulation. Unlike short stimulations (characterized by the usual increase in oxygenated hemoglobin), the prolonged 15-second condition, corresponding to the behavioral saturation phase, appears to be associated with signal reduction in the sensorimotor areas.