• p3a
• p300
• attenzione top-down/goal-directed
• attenzione bottom-up/stimulus-driven
• pupillometria
• allerta tonica
• allerta fasica
• locus coeruleus
• eeg
• paradigma oddball
• p3b

Stato dell’arte: I meccanismi attentivi stimulus-driven/bottom-up e goal-directed/top-down sono sottesi da circuiterie cerebrali distinte che coinvolgono rispettivamente giunzione temporo-parietale e corteccia frontale ventrale per il primo, che si attiva in risposta a stimoli salienti inaspettati, e principalmente corteccia prefrontale dorsolaterale, corteccia cingolata anteriore, corteccia orbitofrontale, solco intraparietale e lobulo parietale superiore per il secondo, che si attiva in risposta a stimoli target attesi. Tali meccanismi di regolazione dell’attenzione sono mediati dalla transizione da uno stato di allerta tonica ad uno stato di allerta fasica; in particolare, sembra che la corteccia cingolata anteriore e la corteccia orbitofrontale abbiano la funzione di regolazione della suddetta transizione attraverso un meccanismo di feedback sul Locus Coeruleus, la struttura cardine del sistema noradrenergico. Studi elettrofisiologici hanno riportato la correlazione tra attività del suddetto nucleo e la manifestazione della P300, le cui componenti P3a e P3b rifletterebbero a livello neurale i meccanismi attentivi bottom-up e top-down; infatti, la P3a viene generata a seguito della presentazione di stimoli infrequenti e inaspettati (stimoli distrattori o non-target), mentre la manifestazione della P3b segue la presentazione di stimoli infrequenti ma attesi (stimoli target). Inoltre, numerosi studi hanno dimostrato l’attendibilità della dilatazione del diametro pupillare come misura indiretta dell’attivazione del Locus Coeruleus; tale correlazione è stata osservata anche parallelamente alla manifestazione della P300 in un paradigma oddball, durante il quale è stata osservata anche una significativa desincronizzazione della banda di frequenza beta a seguito della presentazione degli stimoli non-target e target, la quale però non si verificava per la condizione standard.
Razionale: La letteratura esistente non fornisce dati coerenti riguardo ai correlati neurofisiologici specifici delle componenti P3a e P3b; in particolare, alcuni studi evidenziano un ruolo specifico del Locus Coeruleus nella generazione della P3a, e quindi un ruolo specifico di tale nucleo nei meccanismi bottom-up, mentre altri studi riportano una correlazione specifica tra l’attivazione del Locus Coeruleus e la manifestazione della P3b, e di conseguenza una più specifica funzione di questa struttura nella modulazione dei meccanismi top-down. Tali discrepanze hanno fornito una valida motivazione ad analizzare più dettagliamente le suddette correlazioni.
Obiettivi: Il presente studio si prefigge di indagare, all’interno del paradigma oddball, la correlazione specifica tra l’attività del Locus Coeruleus, rilevata indirettamente tramite la misurazione della risposta pupillare, e le componenti ERP P3a e P3b, correlati elettrofisiologici rispettivamente dei processi attentivi stimulus-driven e goal-directed.
Materiali e metodi: Un paradigma oddball a tre stimoli (target, non-target, standard) è stato fatto eseguire ad un gruppo di ventisei soggetti giovani adulti sani, contemporaneamente all’esecuzione della pupillometria e dell’elettroencefalogramma. Prima della sessione sperimentale ai partecipanti sono stati somministrati alcuni test psicometrici per rilevare l’eventuale presenza di disagio psichico e per valutare le capacità attentive.
Risultati: Sono state rilevate significative correlazioni negative rispettivamente tra P3b e risposta pupillare e tra P3b e sincronizzazione del ritmo beta; per contro, sono state ottenute correlazioni positive rispettivamente tra dilatazione del diametro pupillare e sincronizzazione del ritmo beta e tra P3a e STAI 1 e tra P3a e sezione A del Trail Making Test.
Discussione: Le correlazione negativa tra P3b e risposta pupillare, e di conseguenza attivazione del Locus Coerules, suggeriscono l’alternanza di IPSP e EPSP tra Locus Coeruleus e corteccia; in particolare la minore attività di scarica del Locus Coeruleus, a cui si interpone la desincronizzazione dell’attività beta, corrisponderebbe ad una maggiore sincronizzazione corticale necessaria per la generazione di un’ampia componente P3b.
Conclusioni: I risultati ottenuti suggeriscono la natura multicomponenziale dei correlati psicofisiologici del meccanismo di regolazione top-down dell’attenzione, che sembrano essere costituiti da una catena di eventi neurofisiologici che coinvolgono la manifestazione della P3b, la desincronizzazione del ritmo beta e il declino della frequenza di oscillazione pupillare. Resta ancora aperta la questione relativa ai correlati neurofisiologici della componente P3a, e di conseguenza dei meccanismi di regolazione bottom-up dell’attenzione.