Analisi dell’Impatto di Ordine, tDCS e Stimolo sulle Performance
Comportamentali
In risposta alla richiesta del reviewer, è stata condotta un’analisi completa dei dati sperimentali al
fine di verificare l’impatto di tre fattori:
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
Ordine delle sessioni
Stimolazione tDCS (sham, anodica, catodica)
Categoria dello stimolo (High, Low, Obj)
Sono state analizzate tre variabili comportamentali:



RT (tempi di reazione)
OM (omissioni)
FA (falsi allarmi)
L’obiettivo era capire se l’ordine potesse aver influenzato i risultati principali (effetto
apprendimento), e se la stimolazione o la natura dello stimolo avessero avuto effetti specifici sulle
performance.
2. Metodo
Il dataset originario era strutturato in formato wide, con una riga per ogni partecipante e una colonna distinta
per ciascuna combinazione di stimolo × stimolazione per ciascuna variabile (es. RT HIGH sham, OM LOW
Ano, FA OBJ Cat, ecc.). Poiché ogni partecipante ha completato nove condizioni sperimentali (3
stimolazioni × 3 stimoli), si è reso necessario trasformare il dataset in formato long, più adatto all’analisi
multivariata.
Dettagli della trasformazione:
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
Ogni riga del nuovo dataset long rappresenta una singola prova per un partecipante (ossia una
combinazione specifica di stimolazione × stimolo)
Sono stati associati i seguenti campi a ciascuna riga:
o Soggetto (ID partecipante)
o Stimolazione (sham, anodica, catodica)
o Stimolo (HIGH, LOW, OBJ)
o Ordine (sequenza delle condizioni per quel soggetto)
o RT, OM, FA (valori osservati)
In totale, per ogni partecipante sono state generate 9 righe, per un totale di n partecipanti × 9 osservazioni
nel nuovo dataset. Questo formato ha consentito l’utilizzo diretto della funzione manova() in R, oltre a
facilitare il confronto tra condizioni mediante ANOVA e test post-hoc. Le analisi sono state effettuate in
R utilizzando:



MANOVA per analizzare l’effetto complessivo su tutte le variabili dipendenti
ANOVA univariate per ciascuna variabile
Boxplot per rappresentare visivamente i dati
3. Risultati
3.1 MANOVA
La MANOVA ha rivelato:
Fattore
Ordine di Sessione
Stimolazione tDCS
Tipo di Stimolo
Stimolazione x
Stimolo
Df
5
2
2
4
Valore Wilkins
0.52290
0.95305
0.59609
0.98591
F
9.5079
1.5739
19.1897
0.2266
P-Value
< 2e-16
0.1511
< 2e-16
0.9971
Significativo?
Si
No
Si
No
Interpretazione:
Ordine delle Sessioni (p < 2e-16);
L'effetto dell'ordine è altamente significativo: l'ordine in cui i partecipanti hanno ricevuto le condizioni ha
influenzato significativamente almeno una delle tre variabili (RT, OM, FA).
Questo è coerente con un possibile effetto di apprendimento o affaticamento tra le sessioni.
Stimolazione tDCS (p = 0.1511);
Nessun effetto significativo globale. Questo suggerisce che la sola stimolazione non ha modificato in modo
rilevante l'insieme delle variabili comportamentali.
Tipo di Stimolo (p < 2e-16);
Effetto fortemente significativo. Il tipo di stimolo (High, Low, Obj) modifica sensibilmente le prestazioni. i
partecipanti rispondono in modo diverso in base al contenuto dello stimolo.
Interazione Stimolazione × Stimolo (p = 0.9971);
Totalmente non significativa. Non esiste alcun effetto combinato rilevante tra tipo di stimolazione e categoria
dello stimolo.
3.2 ANOVA Univariate
Per ciascuna variabile:
RT
Df
SS
MS
F
P-Value
Significativo?
Ordine di
Sessione
tDCS
5
33,934
6,786.9
8.2027
4.676e-07
Si
2
658
329.2
0.3978
0.6723
No
Stimolo
2
26,119
13,059.5
15.7840
4.384e-07
Si
Interpretazione: Il tempo di reazione è influenzato fortemente dall’ordine e dal tipo di stimolo, ma non
dalla stimolazione tDCS. In media, i partecipanti sono più veloci in certi ordini (es. CAS, CSA) e più lenti
in altri (es. SAC), e reagiscono diversamente a seconda della complessità dello stimolo.
OM
Df
SS
MS
F
P-Value
Significativo?
Ordine di
Sessione
tDCS
5
322.97
64.593
11.6445
7.200e-10
Si
2
51.15
25.576
4.6107
0.01104
Si
Stimolo
2
117.15
58.573
10.5593
4.403e-05
Si
Interpretazione: Le omissioni sono influenzate da tutti e tre i fattori. L’effetto dell’ordine è
particolarmente marcato, con più omissioni in ordini come SAC e SCA.
La stimolazione tDCS, a differenza di quanto osservato su RT e FA, ha un effetto debole ma significativo:
potrebbe ridurre le omissioni, ma l'effetto è modesto.
FA
Df
SS
MS
F
P-Value
Significativo?
Ordine di
Sessione
tDCS
5
792.7
158.53
8.9717
1.071e-07
Si
2
7.4
3.69
0.2085
0.8119
No
Stimolo
2
729.0
364.48
20.6266
7.356e-09
Si
Interpretazione: I falsi allarmi sono influenzati in modo significativo da ordine e stimolo, ma non dalla
stimolazione. In particolare, SAC e SCA sono associati a più errori, mentre il tipo di stimolo (es. oggetti non
pertinenti) aumenta la probabilità di risposte errate.
4. Visualizzazioni grafiche
4.1 RT – Tempo di reazione
Interpretazione: il grafico mostra i tempi medi di reazione (RT) per ciascun ordine di presentazione delle
condizioni sperimentali, suddivisi per tipo di stimolazione tDCS (Anodica, Catodica, Sham). Le boxplot
visualizzano la mediana, la dispersione (quartili) e i valori atipici (outlier). Si osserva chiaramente che
l’ordine SAC presenta i tempi di reazione più elevati e più variabili rispetto a tutti gli altri ordini. Questo
suggerisce che, in questa sequenza, i partecipanti erano probabilmente meno allenati o più affaticati,
portando a un effetto di apprendimento negativo. Al contrario, negli ordini CAS e CSA, le medie dei
tempi di reazione sono visibilmente più basse e le distribuzioni più compatte. Questi ordini suggeriscono un
miglioramento nelle performance, coerente con un effetto di apprendimento. I risultati supportano
l’ipotesi che i partecipanti, man mano che avanzano nella sequenza, migliorino nella velocità di risposta, a
condizione che la sequenza non generi affaticamento o confusione. L’ordine SAC, che probabilmente pone
la condizione più “impegnativa” all’inizio, sembra penalizzare la performance complessiva. Non si rileva
alcun pattern sistematico tra le tre condizioni di stimolazione (Ano, Cat, Sham): le medie e le
distribuzioni sono sovrapponibili all’interno di ciascun ordine. Questo dato è coerente con i risultati
dell’ANOVA, che ha indicato un p-value non significativo (p = 0.6723) per la stimolazione, a conferma
dell’assenza di un effetto principale della tDCS sui tempi di reazione.
4.2 OM – Omissioni
Commento: Il grafico illustra il numero medio di omissioni per ciascun ordine di presentazione, suddiviso
per condizione di stimolazione tDCS. Il numero di omissioni rappresenta le risposte mancate, ovvero i casi
in cui il partecipante non ha risposto allo stimolo presentato. Si evidenzia un aumento netto e marcato
delle omissioni negli ordini SAC e SCA, con valori medi molto più alti rispetto agli altri ordini. In
particolare, nell’ordine SAC, si osservano non solo valori medi elevati ma anche una forte variabilità tra i
partecipanti (boxplot più “allungato” e presenza di outlier). Questi dati suggeriscono che, in queste sequenze,
i partecipanti tendono a perdere più stimoli, potenzialmente per effetti di stanchezza, calo di attenzione o
confusione crescente nel corso della sessione. A differenza di quanto osservato per RT, in questo caso
emerge un pattern: nella condizione catodica, specialmente nell’ordine SAC, il numero di omissioni è
marcatamente più alto. Questo dato è coerente con l’ANOVA univariata, dove la stimolazione tDCS
risulta significativa con p = 0.01104, suggerendo che alcune forme di tDCS (in particolare la catodica)
potrebbero interferire negativamente con il mantenimento dell’attenzione, anziché potenziarlo.
4.3 FA – Falsi allarmi
Commento: Il grafico mostra il numero medio di falsi allarmi (FA) in funzione dell’ordine delle sessioni,
suddiviso per condizione di stimolazione tDCS. I falsi allarmi rappresentano risposte errate, ovvero
attivazioni non appropriate a uno stimolo irrilevante. Gli ordini SAC e SCA presentano un numero
maggiore di falsi allarmi rispetto agli altri ordini, in particolare rispetto a CAS e CSA, che mostrano
performance molto più contenute e stabili. Questo pattern è coerente con quanto osservato anche per RT e
OM, rafforzando l’ipotesi di un effetto di ordine: in certe sequenze, probabilmente a causa dell’accumulo di
carico cognitivo o affaticamento, i partecipanti mostrano minore controllo inibitorio e commettono più
errori impulsivi. I risultati sono statisticamente supportati dall’ANOVA univariata, dove l’effetto
dell’ordine sui FA è altamente significativo (F = 8.97, p = 1.071e-07). I falsi allarmi indicano una maggior
tendenza a rispondere in modo errato, senza adeguata elaborazione dello stimolo. Il fatto che aumentino in
ordini come SAC/SCA suggerisce che la capacità di inibire risposte inadeguate peggiora nel tempo o in
condizioni iniziali più complesse. Al contrario, gli ordini CAS e CSA, mostrano prestazioni migliori.
Questo potrebbe indicare che una certa esposizione progressiva facilita il controllo e l’autoregolazione. Il
grafico non mostra un pattern chiaro legato al tipo di stimolazione tDCS. Le barre delle tre condizioni
(Ano, Cat, Sham) sono molto simili all’interno di ciascun ordine. Questo è perfettamente coerente con i
risultati dell’ANOVA, che evidenzia un p-value non significativo per la stimolazione (p = 0.8119),
dunque che La tDCS non influisce in modo rilevante sui falsi allarmi.
5. Conclusione
L’analisi conferma che:



L’ordine delle sessioni risulta essere il fattore più stabile e influente su tutte le variabili analizzate
(RT, OM, FA). I dati suggeriscono che i partecipanti tendono a migliorare le proprie prestazioni man
mano che avanzano nella sequenza sperimentale, evidenziando un effetto di apprendimento o, in
alcuni casi, l’opposto, ovvero un effetto di affaticamento quando la sequenza risulta
particolarmente impegnativa (es. SAC, SCA). Questo effetto è visibile sia nelle medie generali che
nella variabilità interindividuale.
Il tipo di stimolo influisce significativamente sul comportamento, suggerendo che le categorie di
stimoli non sono equivalenti in termini di salienza percettiva o carico cognitivo. Gli stimoli “Obj” o
non-food, ad esempio, potrebbero risultare più difficili da processare, portando a tempi di risposta
più lunghi e a un maggior numero di omissioni e falsi allarmi.
La stimolazione tDCS, nelle condizioni specifiche impiegate in questo studio (anodica, catodica e
sham), non ha mostrato effetti globalmente significativi sulle misure comportamentali. Solo per la
variabile “omissioni” è emerso un effetto marginale, statisticamente significativo ma contenuto,
suggerendo una possibile influenza selettiva della stimolazione sul mantenimento
dell’attenzione. Tuttavia, l’effetto è debole e non replicato nelle altre variabili, il che limita la
possibilità di trarre conclusioni definitive.