Laboratorio di neuroscienze cognitive

Il Laboratorio di Neuroscienze Cognitive IUSS-Maugeri, istituito nel 2017 e ancora in fase di sviluppo, studia in ottica multidisciplinare le basi neurali del funzionamento cognitivo in condizioni sane o patologiche, mediante numerose tecniche di ricerca applicate a popolazioni differenti. L’attività scientifica del Laboratorio si fonda sull’assunto secondo cui lo studio di individui sani costituisce un riferimento per l’indagine su popolazioni patologiche mediante un approccio cross-sectional, che a sua volta costituisce un riferimento per la valutazione degli effetti di trattamenti riabilitativi mediante studi longitudinali. Questa logica viene perseguita mediante la cooperazione tra il personale della Scuola Universitaria Superiore IUSS di Pavia e diversi laboratori/reparti Maugeri.

In particolare, la ricerca basata su metodiche di neuroimmagine con risonanza magnetica a 3 Tesla è condotta in stretta collaborazione con il Laboratorio di Cardioimaging e Neuroimaging funzionale (LabNIT) dell’IRCCS Maugeri. Oltre a tecniche di neuroimaging strutturale e funzionale vengono utilizzate altre metodiche per studiare le basi neurofisiologiche dei processi cognitivi: Il laboratorio è dotato di una cabina silente schermata con gabbia di Faraday, nella quale sono collocati strumenti per EEG ad alta densità (128 canali con elettrodi attivi), stimolazione elettrica a correnti dirette ad alta definizione (5 stimolatori tDCS) e eye-tracking. E’ in corso di acquisizione uno strumento per stimolazione magnetica transcranica (TMS). Appositi adattatori consentono di effettuare tDCS all’interno dello scanner MRI, per studiare in vivo l’effetto della neuromodulazione sull’attività cerebrale a riposo o associata allo svolgimento di compiti. Un microfono compatibile con lo scanner MRI consente inoltre di studiare in vivo l’attività cerebrale associata alla produzione di linguaggio.

Le linee di ricerca principali riguardano i correlati neurali di diversi processi cognitivi, ed in particolare decision-making (neuroeconomia), cognizione sociale (neuroscienze affettive e sociali), memoria e linguaggio (neuro-linguistica). Le basi neurofisiologiche di questi processi vengono studiate in popolazioni sia sane che patologiche, ad es. demenza, dipendenze e altri disturbi neuro-psichiatrici. L’attività del laboratorio si basa, infatti, sull’assunto secondo cui un reale progresso delle conoscenze nell’ambito delle neuroscienze cognitive richiede una continua integrazione tra i dati correlazionali forniti dalle metodiche di neuroimmagine e le evidenze causali rese possibili dallo studio di alterazioni conseguenti a danno cerebrale o da neuromodulazione con TMS o tDCS.

I membri del laboratorio sono specializzati in tutte le tipiche fasi della ricerca nell’ambito delle neuroscienze cognitive, dalla definizione del disegno sperimentale alla raccolta e analisi di dati. Nel caso degli studi di neuroimmagine con MRI o EEG, un ambito di interesse è costituito dallo studio dell’attività e della connettività cerebrale, sia a riposo che durante lo svolgimento di compiti sensoriali/cognitivi/motori. Un altro tipico ambito d’indagine riguarda le basi neuro-strutturali delle differenze individuali in diverse abilità cognitive, mediante diversi approcci come diffusion tensor imaging (DTI) per lo studio della connettività strutturale, o morfometria per lo studio di diversi indici di struttura cerebrale, in particolare volume/densità di materia grigia o misure relative alla corteccia cerebrale (spessore, girificazione, complessità corticale, profondità dei solchi).

Attività Educazionale

I membri del laboratorio sono direttamente coinvolti nella diffusione di conoscenze scientifiche relative alle neuroscienze cognitive e cliniche, sia mediante la pubblicazione di articoli e la partecipazione a convegni, che nel contesto di corsi universitari offerti dalla Scuola IUSS agli studenti più meritevoli dell’Università di Pavia (pre-laurea) e ai dottorandi in Neuroscienze cognitive (post-laurea). Inoltre, il diretto coinvolgimento nell’attività del laboratorio costituisce per i dottorandi in Neuroscienze Cognitive e i tirocinanti in Psicologia un’opportunità di crescita nel loro percorso professionale e/o scientifico.

Progetti di Ricerca in corso

• Correlati neurali di deficit cognitivi e di decision-making nell’alcolismo con risonanza magnetica

• Correlati neurali di deficit cognitivi e di decision-making nella ludopatia con risonanza magnetica

• Correlati neurali dei processi di decision-making e cognizione sociale in individui sani con risonanza magnetica ed elettroencefalografia

Progetti di Ricerca in programmazione

• Correlati neurali dei processi di decision-making e cognizione sociale nell’autismo e nella schizofrenia con risonanza magnetica ed elettroencefalografia

• Correlati neurali di deficit cognitivi e di decision-making nella sclerosi laterale amiotrofica (SLA) con risonanza magnetica

• Correlati neurali dei processi di elaborazione semantico-lessicale in individui sani con risonanza magnetica

• Effetti di un training cognitivo-esecutivo su craving e ricadute nell’alcolismo

Collaborazioni scientifiche

Parte dell’attività di ricerca è svolta in collaborazione con altri laboratori o istituzioni scientifiche nazionali o internazionali, ad es.:

• IRCCS Fatebenefratelli, Brescia, Italy

• Division of Neuroscience, IRCCS San Raffaele Research Institute, Milan, Italy

• IRCCS Istituto Neurologico Besta, Milan, Italy

• Management and Technology Department, Bocconi University, Milan, Italy

• Department of Management, Technology, and Economics (D-MTEC), Swiss Federal Institute of Technology Zürich (ETH Zürich)

• Neurolinguistics laboratory, National Research University Higher School of Economics (HSE), Moscow

• Sezione di Biostatistica, Neurofisiologia e Psichiatria Unità di Psichiatria, Università degli Studi di Pavia