Research

Ambiti di ricerca e specializzazione scientifica

L’attività del Dottorato si articola lungo percorsi d’indagine integrati, che riflettono la vocazione multidisciplinare del Dipartimento e la natura traslazionale della proposta formativa:

1. Analisi computazionale e innovazione strumentale

Questa linea di ricerca è dedicata alla progettazione di modelli matematici e algoritmi avanzati per l’elaborazione di segnali biomedici complessi. L’obiettivo centrale risiede nell’individuazione di biomarcatori quantitativi attraverso l’imaging multimodale, avvalendosi delle potenzialità dell’intelligenza artificiale per affinare la precisione diagnostica e lo studio della connettività cerebrale. Parallelamente, viene approfondito lo sviluppo di strumentazione innovativa, seguendo l'intero processo tecnologico: dallo studio fisico dei sensori alla definizione dei protocolli di acquisizione.

1. Genomica funzionale e integrazione dei dati

Questo ambito esplora le intersezioni tra l’assetto genetico e le funzioni del sistema nervoso, analizzando come le varianti genomiche influenzino i processi neurali in condizioni sia fisiologiche che patologiche. Attraverso l’integrazione dei dati della genetica molecolare con il neuroimaging funzionale, si mira a mappare l’impatto dei fattori biologici sulla plasticità e sull'organizzazione delle reti neuronali, in un’ottica di medicina personalizzata.

1. Neuroscienze cognitive e del comportamento

Questa area si focalizza sulla decodifica delle funzioni mentali superiori. Attraverso il connubio tra i paradigmi della psicologia sperimentale e le tecniche di neuroimaging strutturale e funzionale, la ricerca permette di approfondire i meccanismi neurali alla base delle funzioni cognitive ed affettive, come percezione, attenzione, memoria, emozione e motivazione. L’intento scientifico è la comprensione dei processi di elaborazione delle informazioni sensoriali e della loro traduzione in risposte comportamentali lungo tutto l'arco della vita.

1. Integrazione clinica e diagnostica nelle patologie del sistema nervoso

Questo ambito rappresenta il punto di convergenza traslazionale del corso, dove le competenze neurologiche, psichiatriche e radiologiche si fondono. L'attività di ricerca è orientata alla diagnosi precoce e al monitoraggio delle malattie neurodegenerative e demielinizzanti e dei disturbi psichiatrici. La combinazione dell’imaging avanzato con le tecniche di neurostimolazione e la valutazione clinica e neuropsicologica consente di definire protocolli terapeutici di precisione, volti a trasferire i risultati della ricerca di base direttamente nell'ambito della cura del paziente.

LABORATORI E INFRASTRUTTURE

Il Dottorato dispone di un ecosistema tecnologico d'avanguardia presso i centri di ateneo ITAB e CAST, che permette di coprire l'intera filiera della ricerca, dalla fisica del segnale alla biologia molecolare.

1. Neuroimaging & Neurofisiologia

Il cuore tecnologico del corso è focalizzato sul neuroimaging multimodale:

• Risonanza Magnetica: 2 scanner MRI a 3 Tesla e 1 scanner a 1.5 Tesla per studi strutturali e funzionali avanzati.
• Elettrofisiologia e Magnetoencefalografia: Sistema MEG a 165 canali in cabina schermata, sistemi EEG a 64 canali (MRI-compatible) e HD-EEG a 128 canali.
• Stimolazione e Monitoraggio: Sistemi TMS con neuronavigazione ed EEG simultaneo, NIRS a 32 canali, sistema Biopac per l'acquisizione di segnali fisiologici.

1. Neuroscienze Molecolari e Genomica

Laboratori dedicati alla caratterizzazione biologica e alla genomica funzionale

• Tecniche Analitiche: Strumentazione per elettroforesi (orizzontale/verticale), immunoblotting, ELISA, PCR e cromatografia su strato sottile.
• Supporto alla Ricerca: Infrastrutture complete con centrifughe, pHmetri e laboratori specializzati in Neuroimmunologia.

1. Risorse Computazionali e Software

Per l'analisi di dati complessi e l'implementazione di algoritmi di Intelligenza Artificiale:

• Software Specifici: Suite complete per neuroimaging (es. Brain Voyager, SPM, FSL, AFNI) e neurofisiologia (es. EEGLAB, FieldTrip, Curry, BESA).
• Ambienti di Sviluppo: Pieno supporto per Matlab e Python.
• Sperimentazione: Strumenti per la presentazione di stimoli e survey (EPrime, PsychoPy, Qualtrics).
• High Performance Computing (HPC): Accesso a nodi CPU e GPU presso il centro CAST-ITAB, workstation per calcolo parallelo e storage dedicato da 200 TB.

1. Biblioteche e Risorse Documentali

• Biblioteca Tematica ITAB: Specializzata in neuroimaging, con testi didattici e abbonamenti a riviste internazionali di settore.
• Biblioteca Digitale di Ateneo: Accesso integrato a banche dati bibliografiche e periodici elettronici su piattaforme editoriali internazionali (bibluda.unich.it).

1. Spazi per i Dottorandi

• Studi Attrezzati: I dottorandi dispongono di postazioni desktop individuali per l'analisi dei dati e la preparazione di seminari.
• Ambiente Collaborativo: Laboratori dedicati di Neuroscienze Cognitive e Neuropsicologia Clinica che favoriscono l'integrazione tra ricerca di base e clinica