PERCEZIONE DELLO SFORZO, ATTIVAZIONE MUSCOLARE E RISPOSTE DELLA PRESTAZIONE DELL’ESERCIZIO ALLA STIMOLAZIONE TRANSCRANICA A CORRENTE DIRETTA (tDCS)

Background . Exogenous forms of neuromodulation directly impact the excitability of the corticomotoneuronal pathway and counteract the development of central fatigue. Transcranial direct current stimulation (tDCS) is an example of neuromodulatory technique involving the transmission of weak electrical currents to the brain to generate effects on the stimulated area. tDCS is claimed to be a potential electroceutical modulator of exercise performance. The mechanisms underpinning the ergogenicity of the tDCS are unknown but could involve perceived exertion responses to exercise. Purpose . The present study explored whether (1) anodal tDCS applied directly over the primary motor cortex (M1) region is associated with greater voluntary muscle activation, reduced perceived exertion, and enhanced exercise tolerance during severe-intensity constant work rate exercise, and (2) tDCS-induced effects on perceived exertion are also evident during heavy-intensity constant work rate exercise. Methods . Ten moderately active males (age 25.0 ± 2.3 years, V̇O2peak 52.6 ± 9.1 mL.kg-1.min-1) visited the laboratory on five occasions. On Day 1, they performed a ramp incremental exercise test on an electronically braked cycle ergometer to determine gas exchange threshold (GET), peak oxygen uptake (V̇O2peak), and peak power output (Wpeak). On Days 2-5, they were randomly assigned to receive 20-min of brain stimulation of either placebo tDCS (sham) or anodal tDCS (current intensity: 2 mA) using a cephalic montage with the anode over the M1 brain region. Participants then completed a heavy- (15%Δ; 15% of the difference between the power output at GET and Wpeak) or severe-intensity (75%Δ) exercise to volitional exhaustion. Voluntary muscle activation was monitored continuously during the constant work rate exercise tests, while perceived exertion was assessed at particular moments. Results . tDCS did not significantly affect exercise tolerance (P > 0.05). The exercise protocol lasted, on average, 41 ± 66 sec and 246 ± 69 sec in sham and anodal TDCS conditions, respectively. Neither sham nor anodal tDCS altered the muscle activation and perceived exertion to heavy- and severe-intensity exercise (P > 0.05). Conclusion . Our findings indicate that anodal tDCS applied over the M1 region does not appreciably alter exercise tolerance, voluntary muscle activation, or perceived exertion to heavyand severe-intensity exercise in recreationally active males.

Introduzione . La stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS), che prevede la trasmissione di deboli correnti elettriche al cervello per generare effetti neuromodulatori sull'area stimolata, è ritenuta un potenziale modulatore elettroceutico della "performance" fisica. I meccanismi alla base degli effetti ergogenici della tDCS non sono noti, ma potrebbero coinvolgere le risposte di percezione dello sforzo in esercizio più o meno intenso che coinvolgono grandi masse muscolari. Obiettivi . Il presente studio ha esaminato se (1) la tDCS anodica applicata direttamente sulla regione della corteccia motoria primaria (M1) sia associata a una maggiore attivazione muscolare volontaria, a una riduzione dello sforzo percepito e a una maggiore tolleranza all'esercizio durante l'esercizio a velocità di lavoro costante di intensità severa e (2) gli effetti indotti dalla tDCS sullo sforzo percepito siano evidenti anche durante l’esercizio a intensità costante di intensità pesante. Metodi . Dieci maschi fisicamente attivi (età 25,0 ± 2,3 anni, V̇O2 di picco 52,6 ± 9,1 mL.kg-1.min- 1) hanno visitato il laboratorio in cinque occasioni. Il giorno 1, hanno eseguito un test di esercizio incrementale a rampa su un cicloergometro per determinare la prima soglia ventilatoria (GET), il consumo di ossigeno di picco (V̇O2peak) e il picco di potenza (Wpeak). Nei giorni 2-5, sono stati assegnati in modo casuale, con un disegno crossover, a ricevere 20 minuti di stimolazione cerebrale con tDCS placebo (sham) o tDCS anodica (intensità di corrente: 2 mA) utilizzando un montaggio cefalico con l'anodo sulla regione della corteccia motoria primaria (M1). I partecipanti hanno poi completato un esercizio di intensità pesante (15%Δ; 15% della differenza tra la potenza erogata a GET e Wpeak) o severa (75%Δ) fino all'esaurimento volitivo. L'attivazione muscolare volontaria è stata monitorata continuamente durante i test a intensità costante, mentre lo sforzo percepito è stato valutato a cadenza regolare. Risultati . La tDCS non ha influenzato significativamente la tolleranza all'esercizio (P > 0,05). Il protocollo di esercizio è durato in media 241 ± 66 secondi e 246 ± 69 secondi rispettivamente nelle condizioni di tDCS sham e di tDCS anodica. Né la tDCS sham né la tDCS anodica hanno alterato lo sforzo percepito nei test di intensità pesante e severa (P > 0,05). Allo stesso modo, l'attivazione muscolare volontaria durante l'esercizio a entrambe le intensità non differiva tra le due condizioni di stimolazione cerebrale (P > 0,05). Conclusione . I nostri risultati indicano che la stimolazione cerebrale con tDCS anodica applicata alla regione M1 non altera in modo apprezzabile la tolleranza all'esercizio, l'attivazione muscolare volontaria o le risposte allo sforzo percepito durante l’esercizio di intensità moderata e severa, né migliora la capacità di esercizio in maschi fisicamente attivi.