Neuroscienze cliniche e traslazionali

1. Analisi dei fenomeni di plasticità neuronale che sottendono i meccanismi di maturazione, invecchiamento ed apprendimento del SNC e di recupero funzionale a seguito di diversi insulti lesionali.
2. Utilizzo della stimolazione magnetica transcranica (TMS) ed a corrente diretta (tDCS), della magnetoencefalografia (MEG), dell’elettroencefalografia ad alta definizione (HD-EEG), della risonanza magnetica funzionale (fMRI), del doppler transcranico (TCD) e della spettroscopia nell’infrarosso vicino (NIRS) per la valutazione della riorganizzazione delle aree cerebrali e delle variazioni di eccitabilità corticale in seguito a lesioni del SNC e a stati affettivi patologici.
3. Analisi di “connettività dinamica” per le principali funzioni nervose ed i meccanismi di plasticità neuronale e di apprendimento in condizione fisiologiche e durante il recupero a seguito di lesione. Analogamente, tali parametri sono esplorati in funzione dei fenomeni di invecchiamento fisiologico e patologico del SNC.
4. Studio dei programmi di espressione genica che guidano lo sviluppo del sistema nervoso centrale e della loro alterazione in patologie cognitive quali la sindrome dello spettro autistico (ASD).
5. Studio a ultrasuoni della circolazione cerebrale e del ruolo dei markers prognostici vascolari nella definizione del recupero funzionale in seguito ad ictus.
6. Neuroimaging funzionale (SPECT e/o PET) nella malattia di Parkinson trattata con stimolazione cerebrale profonda (DBS): effetti sulla perfusione e/o sul metabolismo glucidico cerebrale. Correlazione pre- e post-chirurgica dei parametri funzionali con valutazioni cliniche, cognitive e comportamentali.
7. Imaging dopaminergico presinaptico (SPECT e/o PET) nella malattia di Parkinson: approccio combinato del binding striatale con markers biologici nella predizione di declino cognitivo.
8. Imaging dopaminergico presinaptico e del metabolismo cerebrale del glucosio nei Parkinsonismi Atipici: correlati funzionali dei disturbi motori, cognitivi e neuropsichiatrici.
9. Studio SPECT del sistema dopaminergico nelle dipendenze da sostanze e comportamentali.
10. Imaging PET delle placche di amiloide e del metabolismo cerebrale del glucosio nel Mild Cognitive Impairment (MCI): ruolo predittivo nella conversione in malattia di Alzheimer.
11. Neuroplasticità: implicazioni con la biologia dei metalli e l’effetto biologico delle onde elettromagnetiche.
12. Analisi neurofisiologica dei fattori prognostici per l’outcome dei pazienti e la “personalizzazione” del loro trattamento riabilitativo incluse le metodiche robotizzate (e realtà virtuale immersiva (MIT-MANUS, piattaforma ALLADIN).
13. Studio dei meccanismi molecolari responsabili dei deficit sinaptici in modelli sperimentali di malattie neurodegenerative.
14. Regolazione del differenziamento delle cellule staminali neurali e della neurogenesi endogena quale potenziale meccanismo di riparazione dal danno acuto e cronico del sistema nervoso centrale.
15. Effetto della stimolazione elettrica e dei campi elettromagnetici sulla plasticità sinaptica
16. Caratterizzazione di nuovi meccanismi patogenetici e nuovi geni delle malattie mitocondriali e metaboliche, delle distrofie muscolari e delle neuropatie genetiche
17. Caratterizzazione e validazione di biomarcatori clinici, biochimici e strumentali nelle malattie mitocondriali e definizione di specifici profili biomolecolari e metabolici
18. Fenotipizzazione di malattie genetiche rare (malattie mitocondriali, “Limb Girdle” Muscular Dystrophies) secondo nuove metodiche e linguaggi standardizzati con software condivisi a livello nazionale ed europeo (Pheno Tips, codici HPO)
19. Studio dei fenotipi clinici di sclerosi laterale amiotrofica: correlazione con fattori di rischio genetici
20. Ricerche in ambito oncologico su aspetti morfo-fisiopatologici di cellule microgliali e valutazioni di interazioni cellulari in modelli umani di GBM e di medulloblastoma.
21. Modello sperimentale, indotto da tossico, di neurodegenerazione prevalentemente ippocampale accompagnata da disturbi cognitivi (il modello viene impiegato per studiare i processi neurodegenerativi, neuroprotettivi e neuroriparativi, e può essere utilmente impiegato per testarel'attività di farmaci. Il modello viene impiegato sia in animali da laboratorio che in colture cellulari).
22. Studio dei meccanismi di neuroplasticità e recupero funzionale nei pazienti sottoposti ad interventi chirurgici di decompressione midollare cervicale per patologia degenerativa, traumatica, neoplastica o infettiva.
23. Ricerche in ambito ultrasonografico su aspetti morfologici ecografici del nervo nelle patologie neurologiche periferiche con particolare attenzione al concetto prognostico e responsività terapeutica del nervo nelle diverse fasi di danno traumatico o immunorelato (ecograficamente rilevabili) e su correlazioni morfo-funzionali (per possibile sviluppo di misure di outcome e nuove tecnologie “combo” tipo “eco/miografo”).
24. Studi sul Dolore e implicazioni in ambito terapeutico/riabilitativo (mediante LEP e QST).
25. Disturbi psicopatologici (spettro affettivo, ossessivo-compulsivo ed impulsivo) e trattamenti biologici integrati (farmacologici, fisici, psicologici).
26. Neurofisiologia del controllo bidirezionale tramite elettrodi intraneurali del complesso braccio/mano artificiale.
27. Studi sulle risposte a diversi stimoli sensoriali e multisensoriali (sono in atto o in fase di definizione convenzioni con MAXXI, Galleria Nazionale Arte Moderna, Parco della Musica/Musica per Roma, Istituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Filosofia Tor Vergata, etc) per verificarne le risposte e le risposte cerebrali e del sistema nervoso autonomo sia in soggetti sani si in pazienti con alterazione dello stato di coscienza.

Neuroscienze cognitive e comportamentali

1. Studio dei modelli neuropsicologici che sottendono il funzionamento cognitivo nel paziente affetto da patologia neurologica di tipo diffuso o focale con varia eziologia (degenerativa, vascolare, tumorale, infettiva) sulla base della modellistica cognitivista e degli assunti della neuropsicologia sperimentale
2. Correlazione di tipo anatomo funzionale dei processi cognitivi attraverso uso dei sistemi di neuroimaging strutturale e funzionale
3. Analisi delle correlazioni tra processi cognitivo-comportamentali e specifici markers biologici, polimorfismi genetici e mutazioni alleliche.
4.  Meccanismi neuropsicologici e correlati neuro funzionali che sottendono i meccanismi di recupero delle funzioni cognitive post-lesionale.

Neuroscienze Cellulari e Molecolari

1. Studio dei meccanismi molecolari di regolazione della neurogenesi fetale ed adulta sia in condizioni fisiologiche che in patologie neurodegenerative.
2. Studio di meccanismi di neuroprotezione in modelli sperimentali in vivo e in vitro di patologie neurodegenerative. Tali modelli animali, geneticamente modificati e non, vengono impiegati per studiare i processi neurodegenerativi, neuroprotettivi e neuroriparativi e possono essere impiegati per testare l'attività di farmaci.
3. Caratterizzazione di popolazioni di cellule staminali neurali e delle loro aberrazioni in neoplasie del sistema nervoso centrale.
4. Analisi del processamento degli RNA codificanti e non codificanti durante lo sviluppo del cervello e in patologie neurodegenerative e cognitive.
5. Studio dei meccanismi molecolari responsabili dei deficit sinaptici nei modelli sperimentali di malattia di Alzheimer. Identificazione di biomarkers predittivi precoci.
6.  Ruolo delle cellule gliali nella regolazione della funzione sinaptica in condizioni fisiologiche ed in modelli sperimentali di malattia di Alzheimer.
7. Ruolo degli agenti infettivi nella patogenesi delle malattie neurodegenerative.
8. Ruolo dei segnali metabolici nella plasticità cerebrale.
9. Ingegnerizzazione di proteine per il controllo, in vivo, della funzione sinaptica.
10. Analisi della regolazione del metabolismo degli RNA coinvolta nella plasticità sinaptica.
11. Neuroinfiammazione e suo coinvolgimento nei fenomeni neurodegenerativi (modelli in vitro -colture primarie di microglia o astrociti di ratto, linee immortalizzate- ed in vivo -EAE- in cui vengono studiati i pattern di attivazione della risposta infiammatoria innata e, su questi, tool farmacologici di interesse).
12. Neuropeptidi coinvolti nella risposta allo stress e nel dolore (modelli in vitro - espianti acuti di ippocampo, ipotalamo e brainstem di ratto, sinaptosomi - ed in vivo -restrain stress, Von Frey- in cui è possibile studiare i correlati in vitro della risposta agli stressor, oltre che il signaling delle vie del dolore e la relativa modulazione farmacologica).

Neurofisiologia del distretto cervico-facciale

1. Studio degli eventi biomolecolari associati agli eventi del danno cellulare recettoriale nell’orecchio interno a seguito degli stimoli nocivi del trauma acustico e dell’esposizione a sostanze ototossiche nell’animale da laboratorio.
2. Studio degli eventi di farmacoprotezione associata all’impiego di antiossidanti nella terapia del danno dell’orecchio interno a seguito di trauma acustico e esposizione a sostanze ototossiche nell’animale da laboratorio.
3. Analisi degli eventi fisiologici e clinici associati alla plasticità neurale in seguito a riabilitazione uditiva nei sordi profondi con impianto cocleare mediante verifica delle risposte di attivazione degli elettrodi impiantati e associazione con valutazione dei test di comprensione verbale e sviluppo del linguaggio.
4. Analisi dei segnali biomedici (potenziale d’azione del nervo acustico, caratteristiche frequenziali della voce-pitch, valutazione qualità della vita).
5. Impiego della stimolazione elettrica del promontorio nella valutazione della funzionalità dell’impianto cocleare.
6. Valutazione della relazione tra attivazione degli elettrodi attivati nell’impianto cocleare e ascolto della musica: creazione di un nuovo software di training musicale (PC discrimination, melody recognition, instrumental song recognition).
7. Valutazione della relazione tra attivazione degli elettrodi attivati nell’impianto cocleare e comunicazione telefonica.
8. Cellule staminali e rigenerazione dei recettori cocleari per la terapia della sordità.
9. Cellule staminali e rigenerazione delle cellule tessuto osseo per la terapia dei difetti ossei del massiccio facciale.
10. Cellule staminali e cellule originarie del carcinoma squamoso della testa e del collo.
11. Cellule staminali e innesto di tessuto adiposo nei difetti tissutali del massiccio facciale.
12. Applicazione dello screening uditivo neonatale universale (otoemissioni acustiche e ABR) nella prevenzione e nella programmazione della riabilitazione della sordità profonda.
13. Analisi genetica della sordità (connessina 26) nelle ipoacusie familiari.
14. Ruolo diagnostico e prognostico della registrazione dei potenziali evocati vestibolo spinali (VEMPs).
15. Studio dei fenomeni biomedici associati allo sviluppo del linguaggio. In età neonatale e della prima infanzia dei sordi profondi sottoposti a riabilitazione con impianto cocleare sono ricercati gli eventi indicativi di plasticità neurale e di maturazione neurale mediante lo studio della depolarizzazione neurale (Nerve-responses-Threshold) e la misura dell’impedenza degli elettrodi cocleari.
16. Studio dell’interfaccia ionica-elettrica tra neurone del nervo acustico e elettrodo cocleare.
17. Analisi dell’epidemiologia genetica dei tumori della testa e del collo.
18. Valutazione dei marcatori biologici di predittività e prognosi nel cancro della testa e del collo.
19. Nuove strategie terapeutiche nel trattamento dei tumori della testa e del collo.

Sviluppo e Disabilità in età pediatrica

1. Sviluppo di nuovi farmaci o utilizzo di farmaci off-label nel trattamento di condizioni sindromiche disabilitanti.
2. Profili neuro-cognitivi in bambini con patologia complessa disabilitante (neoplasie cerebrali, sindromi congenite, malformazioni cerebrali).
3. Caratterizzazione di nuovi geni responsabili di condizioni sindromiche e delineazione del meccanismo patogenetico.
4. Studio dell’impatto delle patologie pediatriche sulla disabilità

• Analisi del Metabolismo basale nei bambini con diverse forme di disabilità, mediante lo studio calorimetrico, dell’intake alimentare e della spesa energetica
•  Analisi delle maggiori problematiche di neurogastroenterologia quali: studio della motilità gastroenterica, analisi del microbiota, rilevamento della incidenza del RGE e sue complicanze, nelle diverse condizioni disabilitanti
• Valutazione dei disturbi di sonno mediante questionari e polisonnografia.
• Studio sul dolore nel bambino con ritardo psicomotorio mediante questionari e per casi specifici analisi della soglia mediante studi neurofisiologici (LEP)
• Valutazione del metabolismo osseo

Scienze neurologiche dello sviluppo

1. Lesioni cerebrali neonatali e plasticità del sistema nervoso centrale.
2. Sindromi di West e sviluppo cognitivo.
3. Sviluppo di scale di valutazione per malattie neuromuscolari
4. Studi di storia naturale mirati ad identificare traiettorie di progressione e fattori prognostici precoci nell’ambito delle malattie neuromuscolari
5. Caratterizzazione di sindromi epilettiche genetiche
6. Disturbi visivi di origine centrale (cerebral visual impairment)

Biofisica

1. Biomarcatori molecolari, elettrofisiologici e comportamentali del declino cognitivo in modelli sperimentali di malattia di Alzheimer.
2. Studio dei meccanismi alla base della proliferazione e del differenziamento di cellule staminali neurali e modulazione della neurogenesi adulta con stimoli fisici.
3. Meccanismi di regolazione dell’eccitabilità neuronale e della plasticità sinaptica.
4. Ruolo dei canali ionici nella fisiologia delle cellule nervose e gliali, e nella patogenesi di malattie neuromuscolari e neurodegenerative.
5. Studio della relazione tra signaling intracellulare e dinamica e morfodinamica neuronale mediante tecniche avanzate di analisi di immagini in fluorescenza.
6. Caratterizzazione della cinetica di formazione degli aggregati prefibrillari di proteine (β-amiloide, tau, α-synuclein, etc.) coinvolte nelle malattie neurodegenerative.
7. Studio dell’omeostasi delle varie coppie redox all’interno delle cellule e del loro ruolo funzionale;
8. Effetti della stimolazione elettrica transcranica con corrente continua (tDCS) e dei campi elettromagnetici sulla funzione sinaptica.
9. Ruolo di agenti virali neurotropici nella patogenesi di malattie neurodegenerative.