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Responsabile: Prof. Egidio D’Angelo

Premessa

Il “Centro di Ricerca Integrata per lo Studio dei Circuiti Cerebrali” (BRAIN CONNECTIVITY CENTER, BCC) della Fondazione Mondino nasce dall’esigenza di coniugare le ricerche a livello cellulare-molecolare ed anatomo-funzionale sulla connettività del sistema nervoso centrale con le osservazioni cliniche in svariate patologie neurologiche, con lo scopo ultimo di identificare nuovi approcci diagnostici e terapeutici.
Scopo principale delle attività del Centro sarà approfondire lo stato delle conoscenze nel campo della fisiopatologia dei diversi disturbi attraverso un approccio di ricerca integrata che si realizzerà mediante l’interazione del Laboratorio di Neurofisiologia del Dipartimento di Fisiologia dell’Università di Pavia, diretto dal prof. Egidio D’Angelo, con una serie di Laboratori e Centri di Ricerca della Fondazione.

La Linea di Ricerca e il Centro

Le attività del BCC rientreranno in una nuova linea di Ricerca Corrente, intitolata “Circuiti Cerebrali e Plasticità”, che sarà attivata nel 2009 e che si propone lo studio dei principi funzionali del sistema nervoso, con particolare riguardo ai neuroni, alle sinapsi ed ai circuiti neurali, sia in condizioni fisiologiche che nell’ambito di specifiche patologie del Sistema Nervoso Centrale (v. oltre).
Il BCC comprenderà il Laboratorio di Neurofisiologia del Dipartimento di Fisiologia dell’Università di Pavia, diretto dal prof. Egidio D’Angelo, che interagirà in modo costante con Centri e Laboratori di ricerca della Fondazione Mondino individuati sulla base delle potenziali sinergie tecnico-scientifiche (v. oltre).
Gli studi saranno rilevanti per la loro relazione con fenomeni comportamentali e cognitivi, normali e patologici, e verranno correlati con aspetti di clinica e farmacologia neurologica.

Obiettivi dell’iniziativa e ricadute per la Fondazione Mondino

L’obiettivo generale di avviare una linea ed un Centro di Ricerca dedicati all’analisi dei segnali cerebrali verrà perseguito mediante lo sviluppo e l’impiego di specifiche tecniche di indagine e attività di ricerca neurofisiologica nell’animale da esperimento e sull’uomo. Tali attività si svilupperanno sia in modo autonomo - per quanto riguarda le attività specifiche sull’animale - che in collaborazione con i Centri di Ricerca Pre-clinica e Clinica della Fondazione Mondino. Ciò consentirà di sviluppare solide interazioni con specifiche attività di ricerca già in atto presso la Fondazione Mondino, soprattutto nel settore delle Neuroimmagini e della Neurofisiologia Clinica.
Nel complesso, attraverso questa iniziativa la Fondazione avrà accesso ad un patrimonio di “know-how” specifico nel campo della neurofisiologia sperimentale che favorirà l’allestimento di nuovi progetti, aumentando in modo significativo le potenzialità dell’ente per quanto riguarda l’accesso ai finanziamenti per la ricerca, sia in ambito nazionale che internazionale.

Le attività di ricerca del BCC si articoleranno su 5 principali aree tematiche:

Macro Area
Soggetto della ricerca
Implicazioni per la patologia e la clinica
(1)
Connetività e funzione dei circuiti cerebrali
a. Proprietà spazio-temporali dell’attività e della plasticità nei circuiti neurali (imaging ad alta risoluzione, MEA, fMRI, EEG)
b. Relazioni funzionali tra centri cerebrali (circuiti corticali, cerebro-cerebellari, cerebro-basali e troncali)
c. Anomalie funzionali dei circuiti cerebrali nel corso di patologie sensorimotorie e della sfera cognitiva-emotiva
Neuroradiologia
Neurofisiologia clinica
(2)
Ritmi cerebrali: correlati della coscienza
a. Organizzazione dei ritmi in condizioni fisiologiche e patologiche nell’uomo e nell’animale da esperimento: EEG, analisi del ciclo sonno/veglia, consolidamento della memoria, coscienza
b. Ritmi nell’apprendimento e nella memoria: analisi nell’uomo e nell’animale da esperimento Substrati cellulari e circuitali della generazione dei ritmi cerebrali.
Neurofisiologia clinica
Neuropsicologia
(3)
Neuroplasticità, apprendimento e memoria
a. Sintesi proteica ed espressione genica nei meccanismi di apprendimento/memoria nell’uomo e in modelli animali di patologia (v. 3a)
b. Disfunzione dell’apprendimento e della memoria in patologie umane (epilessie, Alzheimer, Parkinson, etc.)
c. Meccanismi molecolari e cellulari della plasticità sinaptica a lungo termine
d. Meta-plasticità (ruolo della neurotrasmissione colinergica e monoaminergica)
Neuropsicologia
Neurochimica
(4)
Neuropatologia cellulare e molecolare
a. Funzioni neuronali (recettori e canali ionici, funzioni di membrana, trasmissione e modulazione sinaptica)
b. Modelli animali di patologia molecolare (canalopatie), disfunzione sinaptica, sviluppo anormale, neurodegenerazione
c. Genotipizzazione delle patologie umane correlate (atassie, emicrania, attacchi distonici, epilessie, patologie da prioni, neurodegenerazione, disordini dello sviluppo, disordini del pensiero)
Neurogenetica
Neurochimica
(5)
Tecniche per le Neuroscienze
a. Neuroimaging funzionale (fMRI), EEG, analisi d’immagine
b. Imaging cellulare (VSD, calcium imaging)
c. Tecniche elettrofisiologiche di registrazione e stimolazione
d. Modellizzazione matematica
e. Analisi spettrali EEG e MEG
Neuroradiologia
Neurofisiologia clinica
     

 

Struttura organizzativa del BCC

Il Centro sarà strutturato in modo da integrare le specifiche competenze delle Unità che ne faranno parte, secondo il seguente schema:

Oltre a promuovere la ricerca di base e clinica nell’ambito delle malattie neurologiche, il BCC si interfaccerà con altri gruppi di ricerca, sia interni alla Fondazione Mondino, sia esterni, con i quali condivide specifici interessi. Tra questi è possibile individuare sin d’ora alcuni interlocutori privilegiati, quali il gruppo della Neuropsichiatria infantile della Fondazione (Balottin) e la Psichiatria dell’OSM S. Matteo/UniPV (Barale/Politi) per lo studio delle basi neurobiologiche di patologie di interesse psichiatrico e il Dipartimento di Biongegneria (Stefanelli). Il BCC si propone in tal modo di integrare lo studio della connettività neurale impiegando e valorizzando le potenzialità offerte da varie strutture e gruppi di ricerca dell’Università di Pavia e degli IRCCS pavesi.

Iniziative specifiche previste
• Il BCC si promuoverà la preparazione e lo svolgimento di progetti Nazionali ed Internazionali estendendo le proprie competenze tramite interazioni e collaborazioni con numerosi gruppi di ricerca di Istituti ed Università italiani e stranieri.
• Il BCC diffonderà la propria attività nel settore delle Neuroscienze sperimentali e cliniche mediante la pubblicazione di articoli su riviste nazionali ed internazionali e mediante l’organizzazione di seminari, corsi e simposi.
• Il BCC prenderà parte alla formazione superiore interagendo con il Dottorato in Fisiologia e Neuroscienze e le scuole di Specialità in Neurologia, Neurofisiologia Clinica, Neuroradiologia, Neuropsichiatria Infantile, Psichiatria.
• Il BCC promuoverà lo sviluppo delle tecniche di indagine clinica strumentale, elettrofisiologica e per immagini.

Risorse.

Il centro richiederà l’arruolamento di specifico personale che opererà sulla linea di ricerca corrispondente. Oltre al coinvolgiomento del personale già operante nelle specifiche strutture coinvolte, il laboratorio di Neurofisiolgia richiede l’arruolamento di un ricercatore IRCCS che operi per 3 anni nel settore dell’imaging cellulare e circuitale. Tale profilo è fondamentale per generare uno stabile ed efficiente punto di raccordo tra la attività di ricerca di base e clinica. Inoltre si prevede l’arruolamento di un psot-doc per tre anni (assegno di ricerca, possibilmente di tipo A da integrare con contributo universitario) che operi nel settore della modellistica matematica dei circuiti e di un PhD che operi suol piano della fisiologia cellulare.

Verrannno richiesti i fondi necessari per il sostentamento della ricerca corrente (materiale di consumo e strumentazione). Inoltre verrà previsto il rimborso di spese di partecipazione a congressi e seminari e trasferte di interesse della linea di ricerca per il coordinatore e per il personale coinvolto.
Viene valutato con notevole interesse lo sviluppo delle tecniche di fisiologia cellulare e sistemica, delle tecniche di immagine, di elettroencefoalografia e di magnetoencefalografia, e delle procedure di analisi dei segnali, sia mediante sviluppo o acquisizione di strumentazione o mediante opportune collaborazioni.

Viene valutato con notevole interesse lo sviluppo delle tecniche di fisiologia cellulare e sistemica, delle tecniche di immagine, di elettroencefoalografia e di magnetoencefalografia, e delle procedure di analisi dei segnali, sia mediante sviluppo o acquisizione di strumentazione o mediante opportune collaborazioni.