Un sistema di sensori EEG/EMG multicanale indossabile per l'analisi dell'accoppiamento corticomuscolare

L’accoppiamento corticomuscolare (CMC) è un termine utilizzato in riferimento all’interazione tra l’attività neurale della corteccia cerebrale e la corrispondente attività muscolare, e rappresenta un potenziale strumento di analisi per lo studio del controllo motorio. L’importanza che tale metodica ha acquisito negli ultimi tre decenni deriva dalla vasta gamma di applicazioni che vi si possono sviluppare intorno. Una buona analisi CMC dipende sia dalla qualità dei segnali elettroencefalografici (EEG) ed elettromiografici (EMG) che dalla precisione di sincronizzazione nella loro acquisizione. I sistemi di acquisizione multimodale presenti sul mercato sono caratterizzati da un’accuratezza di sincronizzazione non sufficiente ad un’analisi CMC. Il presente elaborato ha l’obbiettivo di revisionare e contestualizzare all’interno dello stato dell’arte lo studio di Chang et al. (2023), il quale ha proposto un sistema di sensori che integra un modulo EEG a 16 canali con un modulo EMG a 16 canali. È stato dimostrato che tale sistema è in grado di acquisire i segnali biologici con una qualità paragonabile ai rispettivi gold standard, ma con un errore di sincronizzazione entro l’intervallo dei nanosecondi. Le performance dei singoli moduli di acquisizione sono state comparate tramite appositi test nei domini del tempo e della frequenza e in termini di rapporto segnale-rumore. Successivamente, un esperimento di rotazione isocinetica della spalla destra di un partecipante sano è stato condotto per testare la validità del sistema nell’analisi CMC mediante il calcolo della coerenza wavelet. I risultati ottenuti sono coerenti con le attuali ricerche presenti in letteratura mostrando un maggiore accoppiamento corticomuscolare tra il tricipite brachiale e la corteccia controlaterale rispetto alla corteccia ipsilaterale. Inoltre, durante le fasi di rilassamento e contrazione sono stati osservati differenti valori di coerenza in corrispondenza delle bande di frequenza beta e gamma.