Transkranielle alternative Stromstimulation über den frontalen Augenfeldern ahmt die aufmerksame Modulation der visuellen Verarbeitung nach

Die kontrollierte Aufmerksamkeit über die Sinnesverarbeitung wurde mit neuronalen Alpha-Oszillationen und der damit verbundenen Hemmung des Großhirnrinden assoziiert. Trotz des breiten Konsenses über die funktionale Relevanz von Alpha-Oszillationen für die Aufmerksamkeit bleiben die genauen neuronalen Mechanismen, wie Alpha-Oszillationen die Wahrnehmung formen und wie diese top-down Modulation in kortikalen Netzwerken implementiert wird, unklar. Hier testeten wir die Hypothese, dass Alpha-Oszillationen in den frontalen Augenfeldern (FEFs) kausal an der top-down Regulierung der visuellen Verarbeitung bei Menschen (männlich und weiblich) beteiligt sind. Wir wandten sham-kontrollierte, intermittierende transkranielle alternative Stromstimulation (tACS) über bilateralen FEF bei entweder 10 Hz (Alpha) oder 40 Hz (Gamma) an, um die aufmerksame Vorbereitung in einer visuellen Diskriminierungsaufgabe zu manipulieren. Unter jeder Stimulationsbedingung maßen wir psychometrische Funktionen für die Kontrastwahrnehmung und führten einen neuartigen Ansatz der linearen Mischmodellierung für die statistische Kontrolle neurosensorischer Nebenwirkungen der elektrischen Stimulation ein. tACS bei Alpha-Frequenz reduzierte die Steigung der psychometrischen Funktion, was zu einer verbesserten subthreshold und einer beeinträchtigten superthreshold Kontrastwahrnehmung führte. Die Nebenwirkungen auf die psychometrischen Funktionen waren komplex und zeigten große interindividuelle Variabilität. Die Kontrolle des Einflusses von Nebenwirkungen auf die psychometrischen Parameter durch die Verwendung von Kovariaten in der Analyse des linearen Mischmodells reduzierte diese Variabilität und verstärkte den Wahrnehmungseffekt. Wir schlagen vor, dass Alpha-tACS über FEF einen Zustand endogener Aufmerksamkeit nachahmte, indem es ein fronto-okzipito-parietales Netzwerk im Alpha-Bereich verstärkte. Wir spekulieren, dass diese Netzwerkmodulation das phasische Gating im okzipito-parietalen Kortex verbesserte, was zu einer erhöhten Variabilität der Einzelversuch psychometrischen Schwellen führte, messbar als eine Reduktion der psychometrischen Steigung.