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Il Laboratorio di Neuroscienze Cognitive IUSS-Maugeri studia, in ottica multidisciplinare, le basi neurali dei processi cognitivi che sottendono il comportamento umano sano e patologico, mediante numerose tecniche di ricerca applicate a popolazioni differenti. Il laboratorio è stato inaugurato nel 2018, nel contesto di una convenzione scientifica tra la Scuola Universitaria Superiore IUSS e l’IRCCS Istituti Clinici Scientifici (ICS) Maugeri, entrambi a Pavia, nel Nord-Italia.
La scuola IUSS fa parte della rete italiana delle cosiddette “Scuole speciali”, che erogano corsi pre-laurea per i più meritevoli studenti dell’Università di Pavia, e formazione dottorale avanzata. In particolare, i membri del centro di ricerca IUSS in Neurocognizione, Epistemologia e Sintassi Teorica (NEtS) svolgono ricerca avanzata nell’ambito delle neuroscienze cognitive e cliniche, con particolare enfasi sulle basi cognitive e neurali dei processi di decision-making, cognizione sociale, memoria, linguaggio, in condizioni normali e patologiche.
Gli ICS Maugeri, un’istituzione clinica e scientifica di primo piano nel campo della medicina riabilitativa, comprendono 20 istituti scientifici sparsi sull’intero territorio nazionale, integrati con il sistema sanitario e di ricerca nazionale, e ospitano 40 laboratori di ricerca.

RICERCA
L’attività scientifica del laboratorio, che è situato all’interno della sede principale dell’IRCCS Maugeri di Pavia, si basa sulla cooperazione tra il personale IUSS (ricercatori, studenti post-doc, studenti PhD, tirocinanti) e diversi laboratori/reparti Maugeri. In particolare, la ricerca basata su metodiche di neuroimmagine è condotta in collaborazione con i servizi di Radiologia e Medicina nucleare, dove si trovano uno scanner a risonanza magnetica 3 Tesla (GE-MR750 Discovery) predisposto per studi di neuroimaging strutturale e funzionale, e uno scanner TAC-PET (GE Discovery 690).
Oltre a tecniche di neuroimaging strutturale e funzionale, il Laboratorio di Neuroscienze cognitive si avvale di altre metodiche per studiare le basi neurofisiologiche dei processi cognitivi. Il laboratorio è attualmente 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), stimolazione magnetica transcranica (TMS/rTMS) e eye-tracking. Due diversi set di adattatori consentono inoltre 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. Il laboratorio è anche dotato di PC per l’esecuzione degli esperimenti, di strumenti per la comunicazione con i volontari (pulsantiere, videocamere e microfoni), e PC server ad alta prestazione per l’analisi dati.

LINEE DI RICERCA
Il tema di principale interesse è costituito dallo studio dei correlati neurofisiologici di diversi processi cognitivi, ed in particolare decision-making (neuroeconomia), cognizione sociale (neuroscienze affettive e sociali), memoria e linguaggio. Le basi neurofisiologiche di questi processi vengono studiate in popolazioni sia sane che patologiche, ad es. dipendenze, demenze e altri disturbi neuro-psichiatrici. L’attività del laboratorio, infatti, si basa sull’assunto secondo cui un reale progresso delle conoscenze nell’ambito delle neuroscienze cognitive richiede una continua integrazione tra i dati correlazionali prodotti dalle metodiche di neuroimmagine e le evidenze causali fornite dallo studio di alterazioni conseguenti a danno cerebrale o a neuromodulazione con TMS o tDCS. Gli studi condotti si basano su disegni sperimentali cross-sectional e longitudinali, con particolare riferimento ai correlati neurali degli effetti di procedure di cognitive training in individui sani, e di trattamenti in popolazioni patologiche.

COMPETENZE DI RICERCA
I membri del laboratorio sono specializzati in tutte le tipiche fasi della ricerca nelle neuroscienze cognitive e cliniche, 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. Ciò implica tipicamente lo studio delle basi neuro-strutturali delle differenze individuali in diverse abilità cognitive (in condizioni normali o patologiche), mediante tecniche avanzate 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).

Il laboratorio è coordinato da Nicola Canessa, professore associato di Neuroscienze cognitive alla Scuola IUSS. Gli altri componenti sono prevalentemente ricercatori, post-doc, studenti PhD e tirocinanti della scuola IUSS, e personale ICS Maugeri.

  • Gianpaolo Basso
  • Chiara Crespi
  • Chiara Cerami
  • Caterina Galandra
  • Maria Arioli
  • Eleonora Catricalà

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

  • University of Milano-Bicocca, Milan
  • 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
Per ulteriori informazioni: cognitive.neuroscience[at]iusspavia.it (sostituendo [at] con @).