RM Fisiologica

Denominazione: RM Fisiologica

Descrizione attività di ricerca:

Il Gruppo “RM Fisiologica” sviluppa nuovi metodi di RM per quantificare l’attività del cervello umano in termini di funzioni cerebrovascolare, consumo di ossigeno e accoppiamento neuro-vascolare. Con i metodi di ricerca di neuro-immagini miriamo a migliorare la nostra conoscenza sul funzionamento del cervello sano e di quello malato. Le scoperte derivanti da questi metodi potrebbero aiutare nello sviluppo di nuove terapie per le malattie neurologiche come l'ictus, la sclerosi multipla e i tumori.

Usiamo i segnali della RM a campo alto, compresi il segnale BOLD e “arterial spin labelling” sensibile al flusso di sangue cerebrale, in associazione con modelli biofisici per stimare il consumo di ossigeno del cervello e la reattività vascolare.

Le specifiche linee di ricerca in corso di svolgimento e che prevedono futuro sviluppo sono:

• sviluppo dei metodi di RM per mappare il metabolismo cerebrale e la funziona cerebrovascolare
• sviluppo degli algoritmi di "machine learning" per quantificare lo stato fisiologico del tessuto cerebrale
• progetti con aziende farmaceutiche per misurare gli effetti dei farmaci sull'attività cerebrale
• progetti con gruppi di ricerca clinica per identificare nuovi marcatori di disfunzione tissutale
• neuro-immagini multi-modali combinando la RM con metodi elettrofisiologici (MEG, EEG) e NIRS
• indagini sul ruolo del cervello nel controllo del sistema cardiovascolare
• sviluppo della linea di ricerca cardiovascolare con metodiche di RM avanzate

Responsabile:

Prof. Richard Wise

Membri:

Prof. Antonio Ferretti, Prof. Mauro Gianni Perrucci, Prof.ssa Valentina Tomassini, Prof. Massimo Caulo, Dott. Fabrizio Ricci. Dott. Antonio Maria Chiarelli

Collaboratori:

Cardiff University Brain Research Imaging Centre (CUBRIC): Dott. Michael Germuska, Dott. Hannah Chandler, Dott. Ian Driver, Ms Eleonora Patitucci, Dott. Bleddyn Woodward

Pubblicazioni rilevanti:

1. Furby HV, Warnert EA, Marley CJ, Bailey DM, Wise RG. “Cardiorespiratory fitness is associated with increased middle cerebral arterial compliance and decreased cerebral blood flow in young healthy adults: A pulsed ASL MRI study.” (2019) J Cereb Blood Flow Metab. Sep 30:271678X19865449, doi.org/10.1177/0271678X19865449
2. Germuska M, Chandler HL, Stickland RC, Foster C, Fasano F, Okell TW, Steventon J, Tomassini V, Murphy K, Wise RG. “Dual-calibrated fMRI measurement of absolute cerebral metabolic rate of oxygen consumption and effective oxygen diffusivity.” (2019) Neuroimage. 184:717-728. doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.09.035
3. Merola A, Germuska MA, Warnert EA, Richmond L, Helme D, Khot S, Murphy K, Rogers PJ, Hall JE, Wise RG. “Mapping the pharmacological modulation of brain oxygen metabolism: the effects of caffeine on absolute CMRO₂ measured using dual calibrated fMRI.” (2017) Neuroimage. 155:331-343. doi.org/10.1016/j.neuroimage.2017.03.028
4. Warnert EA, Rodrigues JC, Burchell AE, Neumann S, Ratcliffe LE, Manghat NE, Harris AD, Adams Z, Nightingale AK, Wise RG, Paton JF, Hart EC. “Is High Blood Pressure Self-Protection for the Brain?” (2016) Circ Res. 119(12):e140-e151. doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.309493
5. Warnert EAH, Murphy K, Hall JE, Wise RG. “Noninvasive assessment of arterial compliance of human cerebral arteries with short inversion time arterial spin labeling.” (2015) J Cereb Blood Flow Metab. 35(3):461-8. doi.org/10.1038/jcbfm.2014.219.