1) Organizzazione visuotopica, somatotopica, somatomotoria:
distribuzione spaziale dei neuroni della corteccia parietale
posteriore dei primati sottoposti a stimolazioni visive, somatiche
e motorie. Organizzazione anatomicamente o funzionalmente ordinata?
2) Integrazione visuo-motoria nella corteccia parietale posteriore:
controllo visivo dell'atto di prensione con tecniche di
registrazione extracellulare. Effetto sull'attività bioelettrica
della localizzazione spaziale del bersaglio, dei movimenti oculari
e degli arti per raggiungerlo. 3) Raggiungere un oggetto nello
spazio: codifica dei movimenti di raggiungimento e manipolazione e
ruolo della corteccia parietale posteriore nel circuito
parieto-frontale per la codifica dei movimenti e la correzione
on-line degli stessi. 4) L'elaborazione digitale a supporto della
scienza di base: ricostruzioni 2D e 3D di cervelli e programmazione
di modelli di simulazione dell'attività neurale e dei circuiti
implicati nell'integrazione visuo-motoria.
1) Studio della rappresentazione visiva, somatica e motoria nella
corteccia parietale posteriore dei primati. Dallo studio
dell'attività bioelettrica dei neuroni della corteccia parietale
posteriore (PPc) dei primati, mediante registrazioni
microelettrodiche, si è valutata la distribuzione spaziale dei
neuroni studiati su mappe bidimensionali del cervello. Scopo della
ricerca è quello di vedere se esistono o meno delle distribuzioni
ordinate (anatomiche e/o funzionali) dei neuroni sulla base delle
loro specifiche proprietà funzionali al fine di interpretare il
possibile ruolo dei diversi clusters di cellule, e quindi delle
aree corticali che li contengono. 2) Integrazione visuo-motoria
nella corteccia parietale posteriore. Lo studio riguarda alcune
aree della PPc quali l'area V6A e PEc. Scopo della ricerca è
valutare quanto e in che modo questa regione cerebrale sia
coinvolta nel controllo visuo-motorio dei movimenti degli arti
superiori tesi a raggiungere un oggetto nello spazio
extrapersonale. Le indagini vengono eseguite mediante registrazioni
microelettrodiche dell'attività bioelettrica di singoli neuroni.
Durante le sedute sperimentali vengono eseguite stimolazioni visive
e somatosensoriali, si valuta la modulazione dell'attività
neuronale da parte dell'attività oculomotoria e motoria degli arti
superiori, e infine si verifica l'influenza che può avere una
diversa localizzazione spaziale dell'oggetto da raggiungere. 3)
Raggiungere un oggetto nelle spazio peripersonale L'attività
bioelettrica neurale delle aree della PPc è fortemente modulata da
diversi tipi di movimenti finalizzati al raggiungimento e alla
manipolazione di oggetti nello spazio peripersonale. Diversa è per
esempio la frequenza di scarica neurale conseguente il
raggiungimento e/o la manipolazione di oggetti "interessanti"
(cibo) o "non interessanti" (pinza), o di oggetti con una certa
forma e dimensione e quindi da come questi vengono manipolati (tipo
di apertura della mano o rotazione di alcune specifiche
articolazioni). Allo studio funzionale segue anche lo studio
anatomico con cui si individua il circuito corticale in cui la PPc
risulta coinvolta. Vengono quindi eseguite iniezioni di traccianti
neuronali nelle aree corticali studiate al fine di individuare le
connessioni corticali e di chiarire i circuiti cortico-corticali di
coordinamento dei gesti di prensione. 4) L'elaborazione digitale a
supporto della scienza di base La ricostruzione digitale delle
strutture cerebrali è uno strumento fondamentale per poter
visualizzare e quindi confrontare fra loro risultati ottenuti con
metodiche diverse (funzionali o anatomiche) o su soggetti
sperimentali diversi (scimmia o uomo). Tali indagini permettono di
simulare off-line le sedute sperimentali al fine di ottenere una
visione complessiva dell'indagine sperimentale. Accanto a queste
ricostruzioni bi e tridimensionali del cervello, la matematica e la
programmazione informatica permettono di simulare gli eventi
neuronali e i circuiti corticali, di prevedere un certo output
nervoso in risposta ad uno specifico input deciso dallo
sperimentatore, di verificare "modelli" di rete neurale a partire
da dati sperimentali acquisiti. E' un nuovo e stimolante orizzonte
di studio neurofisiologico con una grande potenzialità di
applicazione nell'ambito dello sviluppo dell'intelligenza
artificiale e della robotica.
Maggiori dettagli a: https://site.unibo.it/fattori-lab/en/research-interests-1
