• Functional Neuroimaging © 2016 IIT 5109
  • Functional Neuroimaging © 2016 IIT 5110
  • Functional Neuroimaging1 © 2016 IIT 3881
  • Functional Neuroimaging3 © 2016 IIT 3887

Il laboratorio di Functional Neuroimaging utilizza tecniche avanzate di imaging allo scopo di studiare l’organizzazione funzionale dell’attività cerebrale su larga scala. L’attività sperimentale del laboratorio è volta alla comprensione dell’architettura fondamentale della funzione cerebrale, grazie alla quale il cervello riesce simultaneamente a integrare e propagare segnali tra regioni remote, codificandoli in specifci tratti comportamentali

Un importante obiettivo della nostra ricerca è la compresione delle basi neurofisiologiche e cellulari delle misure di “connettività cerebrale” ottenute con i moderni mezzi di neuroimmagine, e delle loro aberrazioni spesso associate a malattie dello sviluppo, come per esempio i disturbi dello spettro autistico.

Per investigare questi aspetti, abbiamo sviluppato metodi avanzati di risonanza magnetica (MRI) con una risoluzione spaziale tale da consentire la mappatura della funzione cerebrale in organismi modello, come il topo. L’utilizzo di modelli sperimentali con ridotto sviluppo neurologico permette da un latodi ridurre la complessità clinica di patologie multifattoriali come l’autismo, isolandone fattori eziopatologici singoli, e dall’altro di manipolare con specificità cellulare il background genetico o l’attività neuronale, stabilendo in questo modo relazioni causali tra fenomeni neurobiologici di base e attività funzionale a livello di macroscala.

Questo innovativo approccio ci ha permesso di mappare l’organizzazione funzionale del cervello del topo e di identificarvi reti di “connettività funzionale” omologhe a quelle osservate nell’uomo tramite  tecniche di neuroimmagine. Stiamo ora implementando approcci multimodali con lo  scopo di identificare i determinanti genetici e neurocellulari di queste “reti di connettività”, e di investigare come l’attività neuronale locale e le sue perturbazioni si propagano a livello di macroscala.

Laboratori

Il laboratorio di neuroimaging funzionale è equipaggiato con strumentazione avanzata per:

  • Imaging funzionale e strutturale in roditori (tomografo a risonanza magnetica 7 Tesla, sonde micro-endoscopiche e sistemi ottici per la registrazione di segnali funzionali)
  • Elettrofisiologia (sistemi multicanale wireless per misure comportamentali)
  • Optogenetica (sorgenti laser e dispositivi ottici con pattern di eccitazione a diverse lunghezze d’onda)
  • Espressione di transgeni (modelli transgenici Cre-lox, modelli monogenici di autismo)

Collaborazioni

  • Stefano Panzeri, laboratorio di Neurocomputazione, IIT
  • Francesco Papaleo, Laboratorio di Genetica dei processi Cognitivi, IIT
  • Ferruccio Pisanello, Nuove tecnolgie per le neuroscienze, IIT
  • Raffaella Tonini, Neuromodulazione di circuiti corticali e sottocorticali, IIT
  • Massimo Pasqualetti, Università di Pisa
  • Adam James Schwarz, Indiana University, Bloomington, USA
  • Alessandro Usiello, Ceinge Napoli
  • Maria Luisa Scattoni – ISS, Roma