Professore Associato presso il Dipartimento DEI dell'Università di Bologna. La sua attività di ricerca è svolta nell'ambito delle neuroscienze computazionali, con particolare attenzione allo studio di processi percettivi e cognitivi di alto livello mediante modelli matematici. Attualmente incentra la sua ricerca sul tema dell'integrazione multisensoriale e del suo sviluppo sia in soggetti neurotipici che in soggetti affetti da deficit cognitivi.
Formazione
2003-2004 tirocinio presso la Divisione di neuroscienze
dell'Ospedale Bellaria, per lo studio delle variazioni della
frequenza del Peri-ictal Blinking nei tracciati EEG durante le crisi epilettiche del lobo
temporale.
2005 Laurea in Ingegneria Elettronica, Università di Bologna.
2009 Dottorato di Ricerca in Bioingegneria, Università di Bologna.
2007-2008 Research Scholar presso il Department of Neurobiology and
Anatomy, Wake Forest University School of Medicine, Winston-Salem,
NC, USA.
Carriera accademica
2009 - 2013 Assegnista di ricerca presso l'Alma Mater Studiorum
Università di Bologna
2014 - 2017 Ricercatore a tempo determinato di tipo a presso l'Alma Mater Studiorum Università di Bologna
Professore a contratto dal 2010 per l'Università di Bologna.
2018-2021 Ricercatore a tempo determinato di tipo b presso l'Alma Mater Studiorum Università di Bologna
Dal 2021 Professore Associato presso l'Alma Mater Studiorum Università di Bologna
Attività didattica
AA 2010-2011 Titolare modulo didattico per l'insegnamento Bioingegneria, Corso di Laurea in Ingengeria Elettronica e Telecomunicazioni, Facoltà di Ingengeria, Bologna
2010 - 2014 Titolare modulo didattico per l'insegnamento Strumentazione Biomedica, Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica, Seconda Facoltà di Ingegneria, Cesena
Dal 2014 Titolare dell'insegnamento Strumentazione Biomedica, Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica, Seconda Facoltà di Ingegneria, Cesena
Dal 2021 Titolare dell'insegnamento Neurorobotics and Neurorehabilitation, Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica, Seconda Facoltà di Ingegneria, Cesena
Attività scientifica
L’attività di ricerca riguarda principalmente lo studio di processi cognitivi di alto livello mediante modelli matematici, con obiettivi: (i) lo studio delle strutture neurali coinvolte in tali processi e i relativi meccanismi; (ii) la formulazione di predizioni mediante i modelli, che possano guidare future indagini sperimentali realizzate ad hoc per aumentare le conoscenze neuro-fisiologiche e validare i meccanismi proposti; (iii) lo studio di meccanismi di apprendimento che guidano la maturazione di capacità cognitive durante lo sviluppo delle strutture cerebrali dopo la nascita; (iv) il miglioramento delle pratiche riabilitative, mediante lo sviluppo di training precedentemente studiati mediante simulazioni su calcolatore.
Si occupa anche di elaborazione di segnali EEG per l’individuazione di indicatori specifici per la predizione dell’insorgere delle crisi epilettiche.
L’attività di ricerca è svolta in collaborazione con diversi centri clinici e di ricerca sia nazionali che internazionali, ed è documentata dalle pubblicazioni elencate nel presente documento.
Si riporta di seguito una breve sintesi delle principali attività di ricerca:
Reti neurali per l ’integrazione fra diverse modalità sensoriali
Vengono sviluppate reti neurali per simulare e studiare l’integrazione in diverse regioni del cervello fra input sensoriali diversi (visivi, uditivi, tattili), in accordo con dati neurofisiologici e psicofisici. L’obiettivo è giungere ad una comprensione teorica dei meccanismi neurali sottostanti. Tali modelli vengono utilizzati anche per investigare come le proprietà di integrazione multisensoriale possano essere acquisite e modificate durante lo sviluppo e dall’esperienza.
Reti di oscillatori neurali per lo studio di processi semantici, linguistici e decisionali
Studi recenti hanno evidenziato come funzioni cognitive quali riconoscimento di oggetti, memoria semantica, apprendimento e linguaggio, e processi decisionali, siano esplicate da reti distribuite in aree corticali diverse; in tale ambito è stata evidenziata l’importanza della attività oscillatoria in banda gamma (30-100 Hz) durante questi processi. Attraverso i modelli è possibile comprendere i meccanismi di sincronizzazione e desincronizzazione che si instaurano tra gruppi di oscillatori neurali, il ruolo svolto da tali meccanismi nel riconoscimento di oggetti, e il legame con la memoria semantica e la memoria lessicale.
Modelli della corteccia visiva primaria
Vengono sviluppati modelli delle cellule della corteccia visiva primaria in grado di riprodurre la risposta all’orientamento, velocità e direzione del movimento, in accordo con i risultati di letteratura. Tali modelli vengono utilizzati anche per investigare i possibili meccanismi neurali alla base di fenomeni sensoriali illusori (ventriloquismo temporale e spaziale).
Analisi di segnali elettroencefalografici in pazienti epilettici
Viene analizzato il segnale EEG di superficie acquisito in pazienti epilettici; mediante specifico software realizzato in matlab si analizza la modificazione della frequenza di “blinking” (ammiccamento) negli istanti precedenti e successivi l’attacco per ottenere un indicatore dell’insorgere della crisi.
PARTECIPAZIONE A PROGETTI NAZIONALI ED INTERNAZIONALI
Dal 2007 partecipa a progetti internazionali con la Wake Forest
University School of Medicine;
Dal 2014 partecipa a progetti internazionali con il Department of Pediatrics and Department of Neuroscience, The Sheryl and Daniel R. Tishman Cognitive Neurophysiology Laboratory, Children’s Evaluation and Rehabilitation Center (CERC), Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY;
Dal 2015 partecipa a progetti internazionali con la UCLA Psychology Department, Los Angeles, CA.
2011 Organizzatore del Simposio “Multisensory integration from
neurons to behavior: bridging the gap via computational models”
alla conferenza internazionale IMRF2011 a Sendai.
Responsabile di unità di ricerca nell'ambito del progetto FIRB2013, RBFR136E24, dal titolo "Stima della connettività inter-soggetto da registrazioni simultanee dell'attività neuroelettrica ed autonomica come strumento innovativo per lo studio dei meccanismi di interazione sociale nell'uomo" presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione, Alma Mater Studiorum Università di Bologna - Polo Scientifico Didattico di Cesena
2013 Invited Editor of a Frontiers Research Topic da Frontiers in
Neuroscience
2013 Invited speaker al 5th Computational Neuroscience Workshop -
Marseille
2017 Organizer of the Symposium “Plasticity Mechanisms of Multisensory Integration: Neurophysiological Data, Neurocomputational Modeling and Clinical Perspectives” at the international conference IMRF2017, in Nashville, USA.
2021 Responsabile di unità di ricerca nell'ambito del progetto NSF 2019959, dal titolo "Visuospatial modulation of bimanual touch perception in real and virtual environments" in collaborazione con Baylor College of Medicine
PUBBLICAZIONI
37 articoli in Riviste Internazionali peer-reviewed (Scopus)
4 libri
più di 35 contributi a Conferenze Internazionali.
h-index = 14 (Scopus).
Numero totale di citazioni = 532 (Scopus), 127 (Scholar)
Dal 2010 referee per le riviste internazionali, Journal of
Neuroscience, Frontiers in Psychology, Neuroscience &
Biobehavioral Reviews
PREMI E RICONOSCIMENTI
2007 vincitore di un finanziamento, Progetto Marco Polo - incentivi
per la formazione all'estero dei giovani ricercatori (Ateneo di
Bologna), per un soggiorno di ricerca presso il Department of Neurobiology and Anatomy, Wake
Forest University School of Medicine (Winston-Salem, NC,
USA).
2009 vincitore Premio Nazionale di Dottorato “Paolo Durst”.
