Svolgo la mia attivita' di ricerca nel campo delle
Neuroscienze Cognitive e in particolare mi interesso ai correlati
nervosi di fenomeni legati alla cognizione sociale e
all'intersoggettivita'. La mia ricerca si rivolge principalmente
allo studio dei meccanismi neurali alla base dell'empatia e del
riconoscimento di sensazioni corporee in altre persone. Inoltre,
svolgo ricerca nel campo della rappresentazione neurale delle
azioni proprie ed altrui (immaginazione e riconoscimento di
movimenti del corpo) e della percezione delle intenzioni e delle
emozioni degli altri. Ho studiato questi temi in soggetti sani e
con patologie psichiatriche e neurologiche, mediante tecniche
neurofisiologiche (stimolazione magnetica transcranica, TMS;
potenziali evocati somatosensoriali, SEPs; potenziali evocati
laser, LEPs), di neuroimaging (risonanza magnetica funzionale,
fMRI) e metodi comportamentali. Recentemente, ho iniziato a
compiere studi volti ad indagare la plasticita' del sistema
motorio e a valutare l'efficacia della stimolazione cerebrale
non invasiva (TMS; stimolazione transcranica a corrente
continua, tDCS) nella riabilitazione di pazienti con disturbi
motori e cognitivi conseguenti a lesione cerebrale.
La mia ricerca e' finanziata da agenzie nazionali
(Ministero della Salute, Ministero Istruzione Universita' e
Ricerca, Istituto Italiano di Tecnologia, Consorzio
Inter-Universitario Italia-Argentina, Cassa di Risparmio di Cesena)
e internazionali (Cogito Foundation, CEI
Campus Atlantico Tricontinental, Bial Foundation).
TEMI:
1) Empatia, emozioni e sensazioni corporee;
2) Percezione di azioni e immaginazione motoria;
3) Stimolazione cerebrale non invasiva e plasticita';
TEMI:
1) Empatia, emozioni e sensazioni corporee;
2) Percezione di azioni e immaginazione motoria;
3) Stimolazione cerebrali non-invasive e plasticita';
1) Empatia e sensazioni corporee.
In una serie di studi di stimolazione magnetica transcranica (TMS),
di potenziali evocati somatosensoriali (SEPs) e laser (LEPs) e di
risonanza magnetica funzionale (fMRI) (Avenanti et al., 2005 Nat
Neurosci; Avenanti et al., 2006 NeuroImage; Avenanti et al., 2009
Neuroimage; Avenanti et al., 2009 Cortex; Avenanti et al.,
2010 Curr Biol; Azevedo et al., 2013 Hum Brain Mapp; Borgomaneri et
al., in prep; Bufalari et al., 2007 Cerebr Cortex; Minio-Paluello
et al., 2006 Soc Neurosci; Minio-Paluello et al., 2009 Biol
Psychiatry; Valeriani et al., 2008 Neuroimage) sono state indagate
le risposte neurali dei sistemi somatomotori indotte
dall'osservazione di eventi dolorosi e tattili. Queste ricerche
hanno dimostrano che l'osservazione del dolore o di esperienze
tattili in altre persone produce delle risposte cerebrali
"risonanti" analoghe a quelle che si ottengono durante la
percezione di stimoli nocivi o tattili. Attualmente sono
particolarmente interessato allo studio dei fattori in grado di
modulare le risposte cerebrali "risonanti" indotte
dall'osservazione di sensazioni corporee (variabili legate agli
stimoli visivi o alle istruzioni sperimentali, appartenenza a
gruppi sociali e pregiudizi verso la persona osservata, fattori di
personalita', lesioni cerebrali, psicopatologie, disattivazione di
aree cerebrali mediante TMS, farmaci). Recentemente, abbiamo
iniziato ad esplorare i correlati nervosi della percezione di
espressioni corporee emozionali, andando ad indagare come il
sistema sensorimotorio implementi non solo risposte "risonanti" ma
anche reazioni motorie appropriate all'emozione osservata
(Borgomaneri et al., 2012 Brain Stimulation; Borgomaneri et al.,
2014 Brain Structure and Function; Borgomaneri et al., in
prep.).
Questa linea di ricerca e' finanziata dal Ministero Istruzione
Universita' e Ricerca (Futuro in Ricerca 2012, protocol number:
RBFR12F0BD) e dalla Cogito Foundation (Project 2014, research
grant, protocol number: 14-139-R).
2) Percezione di azioni e immaginazione motoria.
Mediante paradigmi neurofisiologici innovativi di "perturbazione e
misurazione" che abbinano la TMS a singolo impulso (spTM) con la
TMS ripetitiva (rTMS) ho indagato le risposte dei sistemi
somatomotori all'osservazione di azioni (Avenanti et al., 2007 Curr
Biol; Avenanti et al., 2013 Cerebr Cortex), studiando il ruolo di
aree premotorie, somatosensoriali, e temporali nella simulazione
interna di azioni osservate (si veda anche Avenanti et al., 2013
Hum Front Neurosci; Urgesi et al., 2010 Cereb Cortex). Recentemente
abbiamo applicato un simile paradigma "perturb-and-measure" che
combina TMS e tDCS allo studio del processamento dell'azione
all'interno dello spazio peripersonale (Avenanti et al., 2012
Neuroimage; si veda anche Serino et al. 2009 PLoS ONE e Serino et
al., 2011 J Cogn Neurosci). Mediante manipolazioni quali la "rubber
hand illusion" e la presa di prospettiva ho studiato come
l'attribuzione di un'azione a se stessi o ad un'altra persona
influenzi le risposte motorie alla visione e immaginazione di tale
azione (Fourkas et al., 2006 Exp Brain Res; Fourkas et al 2008
Cereb Cortex; Schutz-Bosbach et al., 2009 J Cogn Neurosci).
Un'altra recente linea di ricerca indaga il ruolo delle cortecce
premotorie, parietali e temporali nel riconscimento dello scopo e
della cinematica di azioni (Jacquet e Avenanti, 2013 Cereb Cortex)
e di gesti e intenzioni ingannevoli (Tidoni et al., 2013 J
Neurosci) e del sistema motorio nella percezione di scene
emozionali (Borgomaneri et al., 2012 Brain Stimulation; Borgomaneri
et al., 2014 Soc Cogn Aff Neurosci; Borgomaneri et al. 2015 Brain Struct Funct).
Queste linee di ricerca sono finanziate dall'Istituto Italiano
di Tecnologia (SEED 2009, protocol number: 21538) e Cogito
foundation (Project 2013, research grant, protocol number:
R-117/13).
3) Stimolazione cerebrali non-invasive e plasticita'.
In una serie di studi in corso sto valutando l'efficacia di
protocolli di riabilitazione in pazienti con lesione cerebrale e
disturbi motori (Avenanti et al., 2012; Avenanti et al., in prep).
Vengono valutati gli effetti comportamentali e neurofisiologici di
sessioni singole di stimolazione mediante TMS e tDCS. Inoltre
vengono valutati gli effetti a lungo termine di sessioni multiple
di trattamenti che combinano tecniche di riabilitazione standard e
stimolazione non invasiva della corteccia cerebrale (TMS, tDCS).
Infine, sto esplorando nuovi paradigmi di stimolazione per indurre
cambiamenti plastici nella connettività del cervello di
soggetti sani e pazienti con lesione cerebrale.
Questa linea di ricerca e' finanziata dal Ministero della
Salute (Bando giovani ricercatori 2010, protocol number:
GR-2010-2319335) e dalla Fondazione dal Monte di Bologna e Ravenna (bandi per la ricerca 2017, protocol number: 299bis/17)
Parole chiave:
Empatia; Assunzione di prospettiva (Perspective Taking); Teoria
simulativa; Personalita' ; Pregiudizio razziale; Comprensione e
predizione di azioni; Immaginazione motoria; Agency e Body
Ownership; Rubber hand illusion; Schema Corporeo; Percezione
tattile e dolorosa; Integrazione sensorimotoria; Integrazione
multisensoriale; Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) e
Stimolazione Transcranica a Corrente Continua (tDCS) nelle
Neuroscienze Cognitive; applicazioni della stimolazione
non-invasiva del sistema nervoso nel recupero funzionale in seguito
a lesione cerebrale.
Bibliografia:
Avenanti A, Annella L, Candidi M, Urgesi C, Aglioti SM (2013).
Compensatory plasticity in the action observation network: virtual
lesions of STS enhance anticipatory simulation of seen actions.
Cerebral Cortex 23, 570-80.
Avenanti A, Aglioti SM (2006). The sensorimotor side of empathy.
In: Mancia M. (ed.) Psychoanalysis and Neuroscience. Milan:
Springer-Verlag Italia, 235-256.
Avenanti A, Annella L, Serino A (2012). Suppression of premotor
cortex disrupts motor coding of peripersonal space. Neuroimage 63,
281-288.
Avenanti A, Bolognini N, Maravita A, Aglioti SM (2007). Somatic
and motor components of action simulation. Current Biology 17,
2129-2135.
Avenanti A, Bueti D, Galati G, Aglioti SM (2005). Transcranial
magnetic stimulation highlights the sensorimotor side of empathy
for pain. Nature Neuroscience 8, 955-960.
Avenanti A, Candidi M, Urgesi C (2013). Vicarious motor
activation during action perception: beyond correlational evidence.
Frontiers in Human Neuroscience 7, 185. doi:
10.3389/fnhum.2013.00185
Avenanti A, Coccia M, Ladavas E, Provinciali L, Ceravolo MG
(2012). Low-frequency rTMS promotes use-dependent motor plasticity
in chronic stroke: a randomized trial. Neurology 78, 256-264.
Avenanti A, Minio-Paluello I, Bufalari I, Aglioti SM (2006).
Stimulus-driven modulation of motor-evoked potentials during
observation of others' pain. Neuroimage 32, 316-324.
Avenanti A, Minio-Paluello I, Bufalari I, Aglioti SM (2009). The
pain of a model in the personality of an onlooker: influence of
state-reactivity and personality traits on embodied empathy for
pain. NeuroImage 44, 275-283.
Avenanti A, Minio-Paluello I, Sforza A, Aglioti SM (2009).
Freezing or escaping? Opposite modulations of empathic reactivity
to the pain of others. Cortex 45, 1072-1077.
Avenanti A, Sirigu A, Aglioti SM (2010). Racial bias reduces
empathic sensorimotor resonance with other-race pain. Current
Biology 20, 1018-1022.
Avenanti A, Urgesi C (2011). Understanding "what" others do:
mirror mechanisms play a crucial role in action perception. Social
Cognitive and Affective Neuroscience 6, 257-259.
Azevedo RT, Macaluso E, Avenanti A, Santangelo V, Cazzato V,
Aglioti SM (2012). Their pain is not Our pain: Brain and autonomic
correlates of empathic resonance with the pain of same and
different race individuals. Human Brain Mapping, in press.
Bertini, C, Leo F, Avenanti A, Ladavas E (2010). Independent
mechanisms for ventriloquism and multisensory integration as
revealed by theta-burst stimulation. European Journal of
Neuroscience 31 1791-1799.
Borgomaneri S, Gazzola V, Avenanti A (2012). Motor mapping of
implied actions during perception of emotional body language. Brain
Stimulation 5, 70-76.
Borgomaneri S, Gazzola V, Avenanti A (2013). Temporal dynamics
of motor cortex excitability during perception of natural emotional
scenes. Social Cognitive and Affective Neuroscience. Advance
Access published September 12, 2013. doi: 10.1093/scan/nst139
Bufalari I, Aprile T, Avenanti A, Di Russo F, Aglioti SM (2007).
Empathy for pain and touch in the human somatosensory cortex.
Cerebral Cortex 17, 2553-2561.
Fourkas AD, Avenanti A, Urgesi C, Aglioti SM (2006).
Corticospinal facilitation during first and third person imagery.
Experimental Brain Research 168, 143-151.
Fourkas AD, BonavolontÃÆ' V, Avenanti A, Aglioti SM
(2008). Kinaesthetic imagery and tool-specific modulation of
corticospinal representations in expert tennis players. Cerebral
Cortex 18, 2382-2390.
Jacquet PO, Avenanti A (2013). Perturbing the action
observation network during perception and categorization of
actions' goals and grips: state-dependency and virtual lesion TMS
effects. Cereb Cortex. Advance Access published October 1, 2013.
doi: 10.1093/cercor/bht242
Minio-Paluello I, Avenanti A, Aglioti SM (2006). Left hemisphere
dominance in reading the sensory qualities of others' pain? Social
Neuroscience 1, 320-333.
Minio-Paluello I, Baron-Cohen S, Avenanti A, Walsh V, Aglioti SM
(2009). Absence of embodied empathy during pain observation in
Asperger Syndrome. Biological Psychiatry 65, 55-62.
SchÃÆ'¼tz-Bosbach S, Avenanti A, Aglioti SM, Haggard P
(2009). Don't do it! Cortical inhibition and self-attribution
during action observation. Journal of Cognitive Neuroscience 21,
1215-1227.
Serino A, Annella L, Avenanti A (2009). Motor properties of
peripersonal space in humans. PLoS One 4, e6582.
Serino A, Canzoneri E, Avenanti A (2011). Fronto-parietal areas
necessary for a multisensory representation of peripersonal space
in humans: an rTMS study. Journal of Cognitive Neuroscience23,
2956-2967.
Tidoni E, Borgomaneri S, di Pellegrino G, Avenanti A (2013).
Action simulation plays a critical role in deceptive action
recognition. Journal of Neuroscience 33, 611-623.
Urgesi C, Avenanti A (2011). Functional and epiphenomenal
modulation of neural activity in body selective visual areas.
Cognitive Neuroscience 2, 212-214.
Urgesi C, Maieron M, Avenanti A, Fabbro F, Aglioti SM (2008).
Anticipatory simulation of implied actions in the human motor
system. Brain Stimulation 1, 253-254.
Urgesi C, Maieron M, Avenanti A, Tidoni E, Fabbro F, Aglioti SM
(2010). Simulating the future of actions in the human corticospinal
system. Cerebral Cortex, 20, 2511-2521.
Valeriani M, Betti V, Le Pera D, De Armas L, Miliucci R,
Restuccia D, Avenanti A, Aglioti SM (2008). Seeing the pain of
others while being in pain: a laser evoked potentials study.
NeuroImage 40, 1419-1428.
Vicario CM, Kritikos A, Avenanti A, Rafal R (2013). Reward and
punishment: investigating cortico-bulbar excitability to disclose
the value of goods. Frontiers in Psychology 4:39. doi:
10.3389/fpsyg.2013.00039
