Abstract A growing body of research suggests that changes in both structural and functional connectivity in the aging brain contribute to declines in cognitive functions such as response inhibition. In recent years, transcranial alternating current stimulation (tACS) has garnered substantial research interest as a potential tool for the modulation of functional connectivity. Here, we report the findings from a double-blind crossover study that investigated the effects of dual-site beta tACS over the right inferior frontal gyrus (rIFG) and pre-supplementary motor area (preSMA) on functional connectivity measured with electroencephalography and response inhibition (stop-signal task performance) of healthy young ( n = 18, aged 18-34 years) and older ( n =15, aged 61-79 years) adults. Two tACS conditions were administered in separate sessions: in-phase tACS, where electrical currents delivered to the rIFG and preSMA had a 0° phase difference, and anti-phase tACS, where currents had a 180° phase difference. Stop-signal task performance was assessed before and after tACS. We found significant improvements in response inhibition that were not due to the phase of the tACS applied. There were also no significant changes in rIFG-preSMA phase connectivity in either age group from in- or anti-phase tACS. Furthermore, we did not observe significant differences in rIFG-preSMA phase connectivity between successful and unsuccessful inhibition, which suggests that rIFG-preSMA phase-coupling might not underlie effective response inhibition. The results offer insight into the neurophysiology of response inhibition and contribute to the future development of non-pharmacological interventions aimed at alleviating age-related declines in cognitive function.

Age-related changes to the power and frequency of the brains oscillatory activity have been reported by an extensive literature. In contrast, the influence of advancing age on the shape of oscillation waveforms, a characteristic with increasingly recognised physiological and functional relevance, has not been previously investigated. To address this, we examined the shape of alpha and beta band oscillations from electroencephalography (EEG) data recorded during performance of simple and go/no-go reaction time tasks in 33 young (23.3 +/- 2.9 years, 27 females) and 27 older (60.0 +/- 5.2 years, 23 females) adults. The shape of individual cycles was characterised using instantaneous frequency, and then decomposed into waveform motifs using principal component analysis. This analysis identified four principal components (one from the alpha band, 3 from the beta band) that were uniquely influenced by the different motor tasks and/or age. These each described different dimensions of shape and tended to be modulated during the reaction phase of each task. However, the way in which each facet of shape varied during the task was unrelated to motor performance, indexed via reaction time, in either group or band. Our results suggest that although oscillation shape is task-dependent, the nature of this effect is altered by advancing age. While these outcomes demonstrate the utility of this approach for understanding the neurophysiological effects of ageing, future work that more clearly links these outcomes with function will be critical.

While the shape of cortical oscillations is increasingly recognised to be physiologically and functionally informative, its relevance to the aging motor system has not been established. We therefore examined the shape of alpha and beta band oscillations recorded at rest, as well as during performance of simple and go/no-go reaction time tasks, in 33 young (23.3 ± 2.9 years, 27 females) and 27 older (60.0 ± 5.2 years, 23 females) adults. The shape of individual oscillatory cycles was characterised using a recently developed pipeline involving empirical mode decomposition, before being decomposed into waveform motifs using principal component analysis. This revealed four principal components that were uniquely influenced by task and/or age. These described specific dimensions of shape and tended to be modulated during the reaction phase of each task. Our results suggest that although oscillation shape is task-dependent, the nature of this effect is altered by advancing age, possibly reflecting alterations in cortical activity. These outcomes demonstrate the utility of this approach for understanding the neurophysiological effects of ageing.