Neurobiologia - Neurobiology

Obiettivi generali.
Al termine del corso e al superamento dell’esame, lo studente avrà acquisito le conoscenze e competenze nelle aree sotto riportate. 1) i meccanismi alla base delle modifiche conformazionali delle proteine, 2) la regolazione delle funzione delle proteine tramite le modifiche post-traduttive, 3) le diverse classi recettoriali e le principali vie di trasduzione del segnale ad essi associate, 4) la localizzazione cellulare delle molecole segnale, 4) i principi e le applicazioni delle più comuni metodologie biochimiche per lo studio delle vie di traduzione del segnale. Sulla base delle conoscenze acquisite, lo studente avrà la capacità di interpretare e spiegare i fenomeni biologici in chiave biochimica, descrivendone le basi molecolari in termini di strutture e reazioni chimiche. Le capacità critiche e di giudizio degli studenti saranno sviluppate grazie a prove in itinere in cui essi applicheranno i concetti studiati a lezione. Anche le capacità di comunicazione saranno esercitate durante le lezioni teoriche, che prevedono momenti di discussione aperta. In futuro lo studente potrà contare sulle conoscenze e competenze appena descritte per la comprensione di altre discipline e per il lavoro in laboratori di analisi e di ricerca.
Obiettivi specifici. a) conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza e comprensione del rapporto tra struttura e funzione delle principali classi di proteine coinvolte nei processi di traduzione del segnale conoscenza dei meccanismi che regolano la funzione delle proteine comprensione dei principi e fenomeni alla base delle principali metodologie biochimiche;
b) capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di interpretare e spiegare i fenomeni biologici in chiave biochimica; capacità di applicare a problemi sperimentali specifici le tecniche appropriate;
c) autonomia di giudizio: saper risolvere autonomamente problemi biochimici saper individuare i fenomeni biologici e biomedici che possono essere spiegati in chiave biochimica; saper selezionare e valutare le tecniche più appropriate a risolvere un determinato problema sperimentale;
d) abilità comunicative: saper illustrare e spiegare i fenomeni biochimici con termini appropriati e con rigore logico;
saper descrivere il funzionamento delle principali tecniche biochimiche;
e) capacità di apprendimento: acquisizione dei fondamenti e degli strumenti cognitivi per proseguire autonomamente nell’approfondimento della studio delle vie di trasduzione del segnale; acquisizione delle conoscenze di base per progredire autonomamente in altre discipline biologiche; capacità di apprendere rapidamente e applicare le tecniche biochimiche in contesti lavorativi di laboratorio;

l corso si articolerà in una prima parte, circa 12 ore, dedicata allo studio delle proprietà, della struttura e della funzione delle proteine. La seconda parte, circa 24 ore, del corso sarà dedicata late descrizione delle tappe della traduzione del segnale, con particolare attenzione alle cascate coinvolte nel sistema nervoso. Nella terza parte, circa 12 ore, saranno prese in esame le principali metodologie utilizzate nei laboratori biochimici e di biologia molecolare per lo studio della vie della traduzione del segnale.

Motivi strutturali delle proteine: domini a e b. Proteine di membrana e modifiche post-traduzionali che regolano la localizzazione delle proteine Folding: Ruolo dei chaperon e delle foldasi Flessibilità e conformazione Regolazione dell’attività delle proteine: Molecole segnale: meccanismo e regolazione della sintesi Struttura e meccanismo di attivazione e di desensibilizzazione dei recettori accoppiati alle proteine G

Struttura e meccanismo di attivazione e di desensibilizzazione dei recettori tirosin chinasici Moduli proteici: interazione proteina-proteina Proteine G: Struttura e meccanismo d’idrolisi del GTP; Regolazione da parte delle proteine accessorie: GEF,GAP,GDI; Ras: struttura e regolazione. Secondi messaggeri:

• Struttura e regolazione degli enzimi coinvolti nella sintesi e degradazione dell’AMPc e del GMPc
• Metabolismo dei fosfolipidi:Fosfolipasi C e Fosfatidilisositolo 3-chinasi. Omeostasi del calcio: recettori Ip3 Struttura e funzione delle serin protein chinasi:PKA,PKC e PKB.. Recettori Nucleari: struttura meccanismo d’azione dei recettori omodimerici e eterodimerici Tecniche di analisi delle vie di trasduzione del segnale: - Tecniche radioimmunologiche (RIA) per la determinazione concentrazione molecole segnale. - Caratterizzazione dei recettori associati alle proteine G con saggi di complementazione in lievito - Analisi interazione molecola segnale-recettore:Phage display: - Tecniche di complementazione proteica per valutare in vivo le interazioni proteina- proteina. - Determinazione concentrazione II messaggeri:tecniche FRET, biosensori. Esempi di meccanismi di traduzione del segnale nel sistema nervoso

MODALITÁ DI VALUTAZIONE

L'esame di Meccanismi di traduzione del segnale, che si svolge al termine dell’insegnamento, è orale.

Gli studenti possono sostenere delle prove in itinere scritte per valutare le conoscenze acquisite.

In generale, la preparazione dello studente sarà valutata in base alla sua capacità di descrivere i processi coinvolti nella traduzione del segnale in modo chiaro e scientificamente rigoroso e di saper collegare i vari argomenti. In particolare, allo studente sarà richiesta: la conoscenza della struttura e della funzione delle proteine; i meccanismi che permettono di regolare la funzione delle proteine; la descrizione delle principali vie di traduzione del segnale; la capacità di spiegare i principi e le applicazioni delle più comuni metodologie per l’analisi molecolare delle vie di traduzione del segnale. Ai fini della valutazione complessiva della preparazione dello studente, saranno prese in considerazione anche le capacità di comunicazione, critica e giudizio.

Gerhard Krauss Biochemistry of signal transduction and regulation WILEY.VCH

Obietti formativi Il corso riguarda lo studio neurobiologico del comportamento animale in laboratorio. L'obiettivo principale di questo insegnamento è quello di far acquisire allo studente la conoscenza dei metodi correntemente utilizzati per lo studio del comportamento e dei suoi correlati biologici, sia in condizioni normali che attraverso lo studio di modelli preclinici di patologie umane. Particolare attenzione sarà rivolta anche agli specifici aspetti bioetici e legislativi legati all'uso di modelli animali. Il corso prevede lezioni frontali, esercitazioni e la partecipazione ad un lavoro di gruppo.
Conoscenze e comprensione - conoscenza e comprensione dei principali modelli animali utilizzati per lo studio di patologie del sistema nervoso centrale a livello preclinico - conoscenza e comprensione dei principali metodi utilizzati per lo studio delle basi biologiche del comportamento in modelli animali - conoscenza e comprensione del razionale che guida la scelta dei modelli animali e delle relative problematiche bioetiche - conoscenza e comprensione dei principali test utilizzati per lo studio del comportamento animale in laboratorio - conoscenza e comprensione dei vantaggi e delle limitazioni dei diversi approcci metodologici utilizzati nelle neuroscienze del comportamento - conoscenza e comprensione della letteratura scientifica nell'ambito delle neuroscienze comportamentali
Capacità di applicare conoscenze e comprensione - saper utilizzare correttamente la terminologia specifica dell'ambito delle neuroscienze comportamentali - saper interpretare un disegno sperimentale nell'ambito delle neuroscienze del comportamento - saper identificare, confrontare e valutare gli approcci metodologici possibili per rispondere ad una domanda sperimentale nell'ambito delle neuroscienze comportamentali
Capacità critiche e di giudizio - saper analizzare criticamente un articolo scientifico nell'ambito delle neuroscienze comportamentali
Capacità di comunicare quanto appreso - capacità di comunicare le conoscenze apprese tramite una relazione scritta - capacità di comunicare le conoscenze apprese nell'esame orale
Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita - al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di approcciare autonomamente la letteratura scientifica nell'ambito delle neuroscienze del comportamento - al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di pianificare in modo autonomo un semplice disegno sperimentale per verificare ipotesi nell'ambito delle neuroscienze del comportamento

L'argomento del corso "Metodi in Neuroscienze Comportamentali" è lo studio neurobiologico del comportamento animale in ambito di laboratorio, con un focus primario sui modelli murini. Questo corso esplorerà approcci multidisciplinari per indagare i correlati biologici del comportamento in condizioni normali e patologiche. Particolare attenzione sarà dedicata alle questioni bioetiche e legislative riguardanti l'uso di modelli animali nella ricerca biomedica.

Introduzione ai principali modelli animali utilizzati nella ricerca biomedica. I modelli animali di patologie neurologiche e psichiatriche. Aspetti metodologici. Il disegno sperimentale. ARRIVE Guidelines.

Etica e legislazione nella ricerca con gli animali.

Condizioni fisiche generali dell’animale. Screening neurologico-comportamentale primario.

Animali geneticamente modificati, CRISPR/Cas9, sistemi condizionali. Ceppi murini.

Malattia di Parkinson. Malattia di Hungtinton. Sclerosi Laterale Amiotrofica: modelli di sintomi motori e non-motori. Misura delle funzioni motorie. Atassie. Test del Rotarod.

Malattia di Alzheimer: modelli animali per lo studio della memoria. Morris Water maze, Radial maze, Cross Maze, Barnes Maze, Y-maze.

Schizofrenia: integrazione sensorimotoria, startle e prepulse inhibiton.

Modelli animali di stress. Test di ansia, depressione e paura: Elevated-plus maze, Elevated zero maze, dark-light box, sucrose preference test, Porsolt test, tail suspension test, fear conditioning.

Studio della relazione struttura-funzione e Memoria di riconoscimento. Object recognition test. Three-chambers test.

Arricchimento ambientale. Tecniche per lo studio delle spine dendritiche.

Metodi per lo studio del dolore.

Tecniche stereotassiche e farmacologia comportamentale.

Vettori virali per la manipolazione dell'attività neurale.

Chemogenetica e Optogenetica.

Registrazioni elettrofisiologiche.

Marcatori di attività neurale in vitro ed in vivo.

Analisi statistica e presentazione dei dati.

Esercitazioni: istologia, preparazione poster, analisi del comportamento, ARRIVE Guidelines e disegno sperimentale.

La valutazione comprende una prova in itinere, una prova scritta ed un eventuale colloquio orale.

La prova in itinere ha lo scopo di sviluppare la capacità degli studenti di approfondire autonomamente un argomento, collaborare e comunicare in modo efficace quanto appreso. La prova scritta e quella orale hanno lo scopo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti trattati nel corso e la capacità di ragionamento critico sviluppata dallo studente.

La valutazione finale sarà espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

• La prova in itinere consiste nell'elaborazione e presentazione orale sotto forma di poster di una relazione di gruppo su un argomento attinente al programma, che sarà assegnato dopo la prima metà del corso. Il punteggio massimo attribuito alla prova in itinere è di 4 punti, che saranno sommati a quelli dell'esame scritto/orale. La prova in itinere non è obbligatoria, ma fortemente consigliata e può essere sostenuta solo da studenti che abbiano frequentato almeno il 60% delle lezioni.
• La prova scritta comprende 7 quesiti a risposta aperta. Il tempo dedicato alla prova è di 120 minuti. Il punteggio massimo attribuito a ciascun quesito è di 4 punti.
• La prova orale può essere richiesta dallo studente per migliorare la votazione conseguita nella prova scritta e può portare ad un incremento (o riduzione) di massimo 3 punti, rispetto alla somma del punteggio dello scritto e della prova in itinere. Il punteggio minimo per essere ammessi all’orale è 25/30 (somma del punteggio dello scritto e della prova in itinere). La prova orale è obbligatoria per chi non sostiene la prova in itinere e può portare ad un incremento (o riduzione) di massimo 4 punti rispetto al punteggio dello scritto. Lo studente che non ha sostenuto la prova in itinere deve aver conseguito almeno 18/30 alla prova scritta per poter sostenere l'orale.

Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, la capacità di ragionare in modo critico e fare collegamenti interdisciplinari.

I testi adottati ed il materiale didattico distribuito dal docente saranno disponibili sulla pagina web del corso sul sito di elearning della Sapienza:

https://elearning.uniroma1.it (Scienze matematiche, fisiche e naturali / Biologia / Lauree Magistrali / Neurobiologia / Metodi di Neuroscienze Comportamentali AA. 2025-2026)

La maggior parte del materiale è in lingua inglese data la difficoltà di reperire materiale idoneo tradotto in italiano.

Ulteriore materiale didattico (in parte in lingua inglese) sarà reso disponibile sulla pagina web del corso sul sito di elearning della Sapienza:https://elearning.uniroma1.it (Scienze matematiche, fisiche e naturali / Biologia / Lauree Magistrali / Neurobiologia / Metodi di Neuroscienze Comportamentali AA. 2023-2024).

Obiettivi principali

L’insegnamento è un corso di base di Biologia Molecolare con particolare riferimento al funzionamento molecolare delle cellule del sistema nervoso. Il livello di base di questo corso permette agli studenti del primo anno, spesso in possesso di Lauree triennali diverse e con una preparazione di Biologia Molecolare estremamente varia, di colmare alcune lacune e di ottenere le conoscenze necessarie ad affrontare i successivi esami con tematiche piu’ specialistiche e complesse. Gli obiettivi principali sono:

• conoscere i principi generali del funzionamento molecolare dei neuroni e delle altre cellule del Sistema Nervoso Centrale nei mammiferi
• associare funzionamento molecolare e fenotipo neuronale con particolare riferimento al malfunzionamento responsabile di patologie del Sistema Nervoso Centrale (SNC)

I contenuti del corso sono quindi essenziali per comprendere il funzionamento cellulare ed e’ quindi propedeutico a diversi esami del II semestre e del II anno.

Il corso e’ costituito da lezioni frontali e sessioni di approfondimento in aula.

Obiettivi specifici

A) Conoscenze e capacità di comprensione

• apprendere la terminologia usata nella Biologia Molecolare
• conoscere i principi generali dell’organizzazione molecolare delle cellule del sistema nervoso dei mammiferi (tipi di recettori, anatomia regionale, principali sistemi sensitivi e motori)
• conoscere la regolazione della espressione genica, in generale e piu’ specificamente nei neuroni di mammifero
• comprendere come il (mal)funzionamento molecolare si rifletta nelle malattie del SNC e nei processi di “learning and memory”.

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• saper utilizzare la nomenclatura della Biologia Molecolare
• saper identificare e comprendere come i vari passaggi di regolazione dell’espressione genica possano influenzare il funzionamento neuronale
• saper analizzare un problema scientifico riguardante il SNC ed identificare quali tecniche siano oggi usabili per risolverlo

C) Autonomia di giudizio

• integrare le conoscenze anatomiche e cellulari con la regolazione della espressione genica
• comprendere le relazioni tra funzione delle cellule neuronali e capacità cognitive negli animali vertebrati e nell’uomo

D) Abilità comunicative

-saper presentare i risultati di un articolo scientifico su un tema specifico di Neurobiologia Molecolare in seminari di approfondimento in classe

E) Capacità di apprendimento

• connettere in modo logico le conoscenze
• utilizzare fonti diverse (libri di testo, dispense, articoli scientifici, risorse in rete, atlanti) per studiare in modo autonomo

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
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Modulo: MODULO II
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Modulo: MODULO I
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Modulo: MODULO II
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Modulo: MODULO I
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Modulo: MODULO II
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Modulo: MODULO I
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Modulo: MODULO II
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Modulo: MODULO I
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Obiettivi principali

L’insegnamento è un corso di base di Biologia Molecolare con particolare riferimento al funzionamento molecolare delle cellule del sistema nervoso. Il livello di base di questo corso permette agli studenti del primo anno, spesso in possesso di Lauree triennali diverse e con una preparazione di Biologia Molecolare estremamente varia, di colmare alcune lacune e di ottenere le conoscenze necessarie ad affrontare i successivi esami con tematiche piu’ specialistiche e complesse. Gli obiettivi principali sono:

• conoscere i principi generali del funzionamento molecolare dei neuroni e delle altre cellule del Sistema Nervoso Centrale nei mammiferi
• associare funzionamento molecolare e fenotipo neuronale con particolare riferimento al malfunzionamento responsabile di patologie del Sistema Nervoso Centrale (SNC)

I contenuti del corso sono quindi essenziali per comprendere il funzionamento cellulare ed e’ quindi propedeutico a diversi esami del II semestre e del II anno.

Il corso e’ costituito da lezioni frontali e sessioni di approfondimento in aula.

Obiettivi specifici

A) Conoscenze e capacità di comprensione

• apprendere la terminologia usata nella Biologia Molecolare
• conoscere i principi generali dell’organizzazione molecolare delle cellule del sistema nervoso dei mammiferi (tipi di recettori, anatomia regionale, principali sistemi sensitivi e motori)
• conoscere la regolazione della espressione genica, in generale e piu’ specificamente nei neuroni di mammifero
• comprendere come il (mal)funzionamento molecolare si rifletta nelle malattie del SNC e nei processi di “learning and memory”.

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• saper utilizzare la nomenclatura della Biologia Molecolare
• saper identificare e comprendere come i vari passaggi di regolazione dell’espressione genica possano influenzare il funzionamento neuronale
• saper analizzare un problema scientifico riguardante il SNC ed identificare quali tecniche siano oggi usabili per risolverlo

C) Autonomia di giudizio

• integrare le conoscenze anatomiche e cellulari con la regolazione della espressione genica
• comprendere le relazioni tra funzione delle cellule neuronali e capacità cognitive negli animali vertebrati e nell’uomo

D) Abilità comunicative

-saper presentare i risultati di un articolo scientifico su un tema specifico di Neurobiologia Molecolare in seminari di approfondimento in classe

E) Capacità di apprendimento

• connettere in modo logico le conoscenze
• utilizzare fonti diverse (libri di testo, dispense, articoli scientifici, risorse in rete, atlanti) per studiare in modo autonomo

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

Modulo: MODULO II
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Modulo: MODULO I
N/D

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
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Modulo: MODULO II
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Modulo: MODULO I
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Obiettivi principali L’insegnamento è un corso introduttivo sull’anatomia del sistema nervoso dei vertebrati e la sua evoluzione, i cui obiettivi principali sono: - conoscere i principi generali dell’organizzazione anatomica e funzionale del sistema nervoso nei mammiferi, uomo compreso, e nei vertebrati non mammiferi (pesci, anfibi, rettili e uccelli). - inquadrare la diversità nell’organizzazione del cervello dei vertebrati nella prospettiva storica dell’evoluzione
I contenuti del corso sono essenziali per comprendere le relazioni tra l’anatomia del sistema nervoso e il funzionamento degli animali vertebrati nel loro ambiente interno e nel mondo esterno. Sono inoltre propedeutici ai contenuti degli esami specialistici del secondo anno, rivolti allo studio della Psicologia animale, della Neurofarmacologia e della Neurobiologia della memoria. Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio, per l’osservazione dei preparati istologici del sistema nervoso, la visualizzazione spaziale del cervello e delle sue parti nei modelli anatomici tridimensionali e la consultazione di immagini neuroanatomiche su atlanti e sui siti web rilevanti per la neuroanatomia.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione - apprendere la nomenclatura utilizzata in neuroanatomia - conoscere i principi generali dell’organizzazione del sistema nervoso dei vertebrati (tipi di recettori, anatomia regionale, principali sistemi sensitivi e motori) - comprendere le principali funzioni dei centri nervosi attraverso lo studio delle loro afferenze e efferenze - comprendere il significato della relazione forma-funzione nel sistema nervoso - riconoscere somiglianze e differenze nell’organizzazione del cervello dei vertebrati e saperle interpretare in chiave evolutiva
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper utilizzare la nomenclatura neuroanatomica - saper utilizzare gli atlanti e le risorse in rete per il riconoscimento neuroanatomico - saper identificare e comprendere l’organizzazione istologica del tessuto nervoso nel sistema nervoso centrale e periferico dei mammiferi - saper riconoscere le parti fondamentali del cervello dei diversi vertebrati e le loro relazioni spaziali nei modelli tridimensionali
C) Autonomia di giudizio - integrare le conoscenze anatomiche con quelle di altri ambiti per comprendere la complessità del sistema nervoso - comprendere le relazioni tra organizzazione del cervello e capacità cognitive negli animali vertebrati e nell’uomo
D) Abilità comunicative -saper presentare i risultati di un articolo scientifico su un tema specifico di neuroanatomia comparata in seminari di approfondimento in classe
E) Capacità di apprendimento - connettere in modo logico le conoscenze - utilizzare fonti diverse (libri di testo, dispense, articoli scientifici, risorse in rete, atlanti) per studiare in modo autonomo

Lezioni teoriche (40 ore)

Sessioni di laboratorio (12 ore).

1) Panoramica sull’evoluzione del sistema nervoso negli animali.

2) Neuroni e recettori sensoriali. Classificazione e tipologia dei recettori. Recettori della cute: terminazioni libere, terminazioni peritrichiali, corpuscoli di Merkel, corpuscoli di Ruffini, corpuscolo lamellare di Vater-Pacini, Corpuscoli di Meissner. Organizzazione topografica dei sistemi sensoriali dei vertebrati. Propriocettori: fuso neuromuscolare, organo muscolo-tendineo di Golgi.

3) Il sistema nervoso centrale dei vertebrati. Cervelli laminari e cervelli elaborati. Differenti modelli di sviluppo del telencefalo. I tre tipi di tessuti neurogeni dei vertebrati: tubo neurale, cresta neurale e placodi neurali. Meningi. Barriera ematoencefalica. Plessi corioidei. Liquido cefalorachidiano. Ventricoli cerebrali. Laboratorio didattico: anatomia microscopica dei plessi corioidei.

4) Midollo spinale. Caratteristiche generali del midollo spinale di uomo. Lamine (dorsale, alare, fondamentale e basale) e formazione del midollo spinale. Neuromeri. Sacco durale e cauda equina. Sostanza grigia: corna dorsali, ventrali e laterali. Nuclei, colonne e lamine. Rappresentazione somatotopica. Sostanza bianca: cordoni dorsali, laterali e ventrali. Funzioni del midollo spinale. Riflessi spinali.

5) Midollo spinale. Organizzazione delle principali vie ascendenti e discendenti. Vie della sensibilità esterocettiva, propriocettiva ed enterocettiva. Organizzazione delle vie discendenti motorie volontarie e involontarie (corticospinali e multisinaptiche).

6) Midollo spinale. Organizzazione del midollo spinale nei vertebrati tetrapodi e non tetrapodi. Assoni giganti: cellule di Muller e neuroni di Mauthner.

7) Nervi spinali e gangli: descrizione anatomica e istologica. Laboratorio didattico: anatomia microscopica del midollo spinale, dei gangli sensitivi, dei gangli autonomi e dei nervi spinali.

8) Sistema nervoso autonomo: ortosimpatico e parasimpatico. Sinapsi nella muscolatura involontaria. Sistema nervoso enterico.

9) Filogenesi dei vertebrati e diversità nell’organizzazione del cervello: due tipi di organizzazione, cervelli laminari (Gruppo I) e cervelli elaborati (Gruppo II). Laboratorio didattico: osservazione e studio di modelli tridimensionale di encefali rappresentatitivi delle diverse classi di vertebrati.

10) Romboencefalo: mielencefalo e metencefalo. Organizzazione delle colonne sensitive e motorie del tronco cerebrale. Nervi cranici: organizzazione funzionale dei nervi cranici; nervi cranici sensitivi del tronco cerebrale; nervi cranici motori; nervi cranici misti.

11) Nervi cranici sensistivi a carattere “olfattivo” e organi di senso associati: nervo terminale, vomeronasale e olfattivo. Laboratorio didattico: anatomia microscopica dell’epitelio olfattivo.

12) Nervo ottico e occhio. Anatomia dell’occhio umano. Sviluppo embrionale. Retina neurale. Visione monoculare e stereoscopica. Decussazione delle fibre ottiche. Variazioni del piano strutturale nei vertebrati e diverse modalitià di accomodazione. Laboratorio didattico: anatomia microscopica dell’occhio.

13) Nervi cranici “oculomotori” (III, IV, VI), nuclei associati e muscoli estrinseci ed intrinseci dell’occhio associati.

14) Nervi cranici che trasportano informazioni gustative e relativi recettori: nervi VII, IX, X e nuclei associati.

15) VIII nervo cranico, nuclei associati e orecchio. Anatomia dell’orecchio. Componente vestibolare e acustica. Cellule capellute organizzate in macule e creste ampollari. L'organo di Corti. Laboratorio didattico: anatomia microscopica dell’orecchio. Nervi della linea laterale e cellule capellute organizzate in neuromasti. Elettrocezione attiva e passiva.

16) Ricapitolazione dei nervi cranici dei vertebrati.

17) Formazione reticolare. Nuclei della formazione reticolare e loro classificazione neurochimica. Formazione reticolare ascendente e discendente.

18) Cervelletto: variazioni di grandezza e di forma; cervelletto dei tetrapodi e dei non tetrapodi; corteccia cerebellare; cervelletto eccezionale dei pesci elettrici; efferenze del cervelletto e nuclei profondi; funzioni; prospettiva evolutiva. Vestibolocerebello, spinocerebello e pontocerebello. Laboratorio didattico: anatomia microscopica della corteccia cerebellare.

19) Mesencefalo: istmo; tegmento e tetto mesencefalico. Tori semicircolari nei vertebrati di Gruppo I e II; tetto ottico, organizzazione del tetto nei vertebrati di Gruppo I e II; connessioni del tetto mesencefalico; prospettiva evolutiva.

20) Diencefalo: pretetto, sistema visivo accessorio e tubercolo posteriore; epitalamo, abenula; talamo dorsale (collotalamo e lemnotalamo), talamo ventrale, ipotalamo e ipofisi; prospettiva evolutiva.

21) Telencefalo. Differente modalità di formazione degli emisferi cerebrali: telencefalo evaginato e telencefalo evertito. Il pallio dei mammiferi: generalità.

22) Subpallio: setto e striato dei mammiferi. Generalità. Il corpo striato: afferenze, ed efferenze del putamen-caudato e pallido. Il controllo dei movimenti volontari: circuiti diretto e indiretto, il ruolo della sostanza nera. Striato. Formazioni basali (complesso striato-pallido e setto) nei vertebrati di Gruppo I e II.

23) Pallio dorsale. Neocorteccia: citoarchitettura e mieloarchitettura. Aree sensitive e areee motorie. Pallio dorsale nei vertebrati non mammiferi. Laboratorio didattico: anatomia microscopica della neocorteccia.

24) Pallio laterale. Amigdala; Corteccia piriforme, Claustro. Pallio non limbico nei vertebrati di Gruppo I e II; evoluzione del pallio e omologie.

25) Pallio mediale: formazione ippocampo. Citoarchitettura della corteccia tristratificata dell’ippocampo e giro dentato. Afferenze ed efferenze. Sistema limbico. Circuito di Papez. Telencefalo limbico dei mammiferi. Strutture limbiche nei vertebrati non mammiferi. Telencefalo limbico nei vertebrati di Gruppo I e II. Laboratorio didattico: anatomia microscopica dell’ippocampo. Sostanza bianca del telencefalo. Laboratorio didattico: osservazione e studio di modelli tridimensionale di encefalo di uomo.

L’esame prevede una prova scritta obbligatoria e un colloquio orale facoltativo.

La prova scritta consiste in una combinazione di domande a risposta aperta (sia breve che estesa), domande a scelta multipla, quesiti vero/falso e domande a completamento. Essa ha l’obiettivo di accertare il possesso delle conoscenze fondamentali e la comprensione critica degli argomenti trattati nel corso. Il tempo a disposizione per lo svolgimento della prova è di 70 minuti.

In alternativa alla prova scritta finale, durante il corso saranno previste due prove scritte in itinere riservate agli studenti che hanno frequentato attivamente il 70% delle lezioni e dei laboratori. Ciascuna prova in itinere verterà rispettivamente sulla prima e sulla seconda parte del programma. Il superamento di entrambe le prove in itinere potrà sostituire la prova scritta finale.

Tutte le prove, sia scritte che orali, si svolgono in presenza.

Punteggi. Il punteggio massimo che può essere conseguito nella prova scritta è 30 derivante dalla somma dei punteggi attribuiti alle singole risposte. Il punteggio massimo che può essere attribuito a ciascuna risposta dipende dal grado di difficoltà della domanda e va da un minimo di 0,5 ad un massimo di 5 punti. Il punteggio minimo per essere ammessi all’orale è 18/30 conseguito con la prova finale o con ciascuna delle prove in itinere. L’esame orale ha lo scopo di verificare la capacità dello studente di integrare e collegare in un contesto logico le conoscenze acquisite. L’orale facoltativo può portare ad un incremento massimo di 5 punti rispetto al punteggio dello scritto.

Dispense del docente gratuite

Per l’Istologia del Sistema Nervoso:

ADAMO, CARINCI, MOLINARO, SIRACUSA, STEFANINI, ZIPARO Istologia di V.

BLOOM e FAWCETT Istologia (Cap. 12, 35, 36) (varie edizioni).

MONESI (Tessuto nervoso) (varie edizioni).

Per l’anatomia comparata del Sistema Nervoso:

CAPUTO BARUCCHI Il vertebrato che è in noi. UTET Università. (2022) (Cap 14).

KIERNAN Barr’s: Il sistema nervoso dell’uomo - Basi di Neuroanatomia, EdiSES (2008)

LIEM, BEMIS, WALKER, GRANDE Anatomia comparata dei vertebrati: una visione funzionale ed evolutiva. EdiSES (2004) (Cap. 12-13-14)

Bibliografia di riferimento ITA

Testi di consultazione e approfondimento

BUTLER, HODOS: Comparative Vertebrate Neuroanatomy. Evolution and Adaptation. Wiley-Liss (1996, 2006).

GRASSO Sistema Nervoso Centrale, Testo atlante di anatomia per lo studente, PICCIN 2014

NETTER, FELTEN e BEAR, ATLANTE di Neuroscienze

NIEUWENHUYS, VOOGD, VAN HUIJZEN (2010) Il sistema nervoso centrale, seconda edizione italiana (Springer)

Per un aggiornamento sui testi o sul materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso su

https://elearning.uniroma1.it

Il corso è focalizzato sullo studio dello sviluppo del sistema nervoso e dei meccanismi molecolari che controllano la formazione, la regionalizzazione e la specificazione delle diverse popolazioni neuronali e gliali. L'obiettivo principale del corso è quello di fornire le conoscenze di base che regolano lo sviluppo del sistema nervoso con una visione comparativa tra invertebrati e modelli di vertebrati e i principali meccanismi che controllano la specificazione delle diverse popolazioni cellulari (neuroni e glia). Il corso richiede una buona conoscenza della biologia cellulare e molecolare e della biologia dello sviluppo. Il corso comprende lezioni e sessioni di laboratorio, dedicate all'osservazione di embrioni utilizzati per l'analisi dell'espressione di geni precoci correlati allo sviluppo di specifiche aree del sistema nervoso e sezioni istologiche delle regioni del sistema nervoso centrale e periferico. Alla fine del corso, 2-3 seminari mirano a discutere argomenti di notevole impatto scientifico, come ad esempio. le patologie associate alle alterazioni del neurosviluppo (autismo).
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza delle tappe della neurulazione e della specificazione dell’area neuroectodermica presuntiva -Conoscenza e comprensione delle varie modalità di formazione del sistema nervoso (SN) con una visione comparata -Conoscenza e comprensione dei meccanismi che controllano la formazione di cellule specializzate (neuroni e glia) -Conoscenza e comprensione dei meccanismi molecolari e delle varie cascate di segnalazioni che mediano lo sviluppo del SN
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia appropriata -saper riconoscere le varie fasi che caratterizzano lo sviluppo del SN in invertebrati e vertebrati -saper descrivere le cascate molecolari e il ruolo svolto durante lo sviluppo del SN
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze dello sviluppo del SN e delle evoluzione delle varie metodologie utilizzate dalla embriologia sperimentale alla più moderna biologia molecolare - valutazione delle conoscenze apprese attraverso test di autovalutazione e attraverso una prova di esonero
D) Abilità comunicative -saper descrivere quanto appreso attraverso la prova scritta o orale utilizzando proprietà di linguaggio scientifico e sapendo integrare, discutere e analizzare in modo critico quanto appreso
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia appropriata - connettere ed integrare in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti e la loro potenziale applicabilità a problematiche attuali.

Organizzazione del sistema nervoso: caratteristiche morfologico-funzionali del neurone e delle cellule gliali. Neurogenesi: induzione neurale in invertebrati e vertebrati. Fattori coinvolti nella determinazione del territorio neurogenico. Geni neurogenici primari e secondari.Regionalizzazione del sistema nervoso: segnali e gradienti coinvolti nella determinazione dell'asse antero-posteriore e dorso ventrale del tubo neurale. Nascita e migrazione dei precursori neurali. Analisi della progressione dalla fase proliferativa a quella differenziativa dei neuroblasti (geni e marcatori specifici). Specificazione neuronale (neuroni dopaminergici, gabaergici e colinergici). Crescita assonale: segnali operanti nella crescita e nella guida assonale (semaforine, netrine, efrine). La rigenerazione assonale. Formazione e stabilizzazione delle sinapsi. Proteine stabilizzatrici (neuroligine e neurexine).

Origine e differenziamento delle popolazioni gliali: oligodendrociti, astrociti e cellule di Schwann. La mielina: composizione e organizzazione strutturale. Specificazione dei progenitori della cresta neurale. Fattori operanti durante la neurogenesi: i fattori di crescita e molecole segnale. Interazione neurone e glia: effetti sulla sopravvivenza, proliferazione, differenziamento dei neuroni e delle cellule gliali: la famiglia dei fattori neurotrofici e delle neureguline. Funzioni alternative dei neurotrasmettitori durante lo sviluppo del sistema nervoso. Sviluppo dell'occhio.

Domande aperte (fino a 6 punti)

Domandi con riconoscimento di strutture o shematizzazione di processi (fino a 6 punti)

Sanes, Reh, Harris: Lo sviluppo del Sistema nervosa. Ed.Zanichelli.

Zigmond et al: Lo sviluppo del sistema nervoso, Ed. Edises.

Articoli aggiuntivi saranno forniti dal docente

Obiettivi principali L’insegnamento è un corso di base di Biologia Molecolare con particolare riferimento al funzionamento molecolare delle cellule del sistema nervoso. Il livello di base di questo corso permette agli studenti del primo anno, spesso in possesso di Lauree triennali diverse e con una preparazione di Biologia Molecolare estremamente varia, di colmare alcune lacune e di ottenere le conoscenze necessarie ad affrontare i successivi esami con tematiche piu’ specialistiche e complesse. Gli obiettivi principali sono: - conoscere i principi generali del funzionamento molecolare dei neuroni e delle altre cellule del Sistema Nervoso Centrale nei mammiferi - associare funzionamento molecolare e fenotipo neuronale con particolare riferimento al malfunzionamento responsabile di patologie del Sistema Nervoso Centrale (SNC)
I contenuti del corso sono quindi essenziali per comprendere il funzionamento cellulare ed e’ quindi propedeutico a diversi esami del II semestre e del II anno. Il corso e’ costituito da lezioni frontali e sessioni di approfondimento in aula.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione - apprendere la terminologia usata nella Biologia Molecolare - conoscere i principi generali dell’organizzazione molecolare delle cellule del sistema nervoso dei mammiferi (tipi di recettori, anatomia regionale, principali sistemi sensitivi e motori) - conoscere la regolazione della espressione genica, in generale e piu’ specificamente nei neuroni di mammifero - comprendere come il (mal)funzionamento molecolare si rifletta nelle malattie del SNC e nei processi di “learning and memory”.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper utilizzare la nomenclatura della Biologia Molecolare - saper identificare e comprendere come i vari passaggi di regolazione dell’espressione genica possano influenzare il funzionamento neuronale - saper analizzare un problema scientifico riguardante il SNC ed identificare quali tecniche siano oggi usabili per risolverlo
C) Autonomia di giudizio - integrare le conoscenze anatomiche e cellulari con la regolazione della espressione genica - comprendere le relazioni tra funzione delle cellule neuronali e capacità cognitive negli animali vertebrati e nell’uomo
D) Abilità comunicative -saper presentare i risultati di un articolo scientifico su un tema specifico di Neurobiologia Molecolare in seminari di approfondimento in classe
E) Capacità di apprendimento - connettere in modo logico le conoscenze - utilizzare fonti diverse (libri di testo, dispense, articoli scientifici, risorse in rete, atlanti) per studiare in modo autonomo

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Obiettivi principali L’insegnamento di Neurofisiologia Cellulare studia i meccanismi fisiologici primari alla base del funzionamento dei circuiti nervosi. Obiettivo del corso è quello di condurre lo studente a una conoscenza approfondita delle caratteristiche morfo-funzionali dei neuroni (unità funzionale del sistema nervoso) mediante la progressiva analisi delle caratteristiche biofisiche delle membrane neuronali e delle loro proprietà elettriche passive ed attive, della generazione di segnali nervosi e della loro conduzione, e della trasmissione di tale segnale lungo i circuiti nervosi costituiti dall’integrazione di più unità funzionali. Il corso richiede conoscenze di base di biologia cellulare e di fisica, acquisite durante il triennio precedente. Poiché l’afferenza al corso di laurea magistrale è aperto a tutte le lauree di scienze che rispondano ai requisiti di ammissione, ma che potrebbero non avere un uguale livello di conoscenze di base, parte del lavoro è anche dedicato alla rivisitazione approfondita di concetti che si presume abbiano fatto parte dei corsi di studi triennali. L’obiettivo è di portare tutti gli studenti ad uno stesso livello di conoscenza iniziale per poter proseguire con lo stesso passo di apprendimento. Grande attenzione sarà rivolta alla presentazione degli aspetti sperimentali e delle tecniche specifiche che hanno permesso la dimostrazione degli argomenti oggetto del corso. Per alcuni di questi, ci si avvarrà anche della collaborazione di docenti esterni che presenteranno i loro risultati sperimentali. Obiettivo dell’insegnamento è anche quello di iniziare una formazione per l’acquisizione di una valutazione critica del dato scientifico mediante lo studio, approfondimento ed esposizione da parte degli studenti di lavori scientifici pubblicati su riviste scientifiche ad alto impatto, i cui argomenti sono sempre parte del programma (lavoro di gruppo).
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza e comprensione delle caratteristiche biofisiche delle membrane neuronali -Conoscenza e comprensione della fisiologia neuronale attraverso lo studio delle loro proprietà elettrofisiologiche -Conoscenza e comprensione dei fattori e dei meccanismi che modulano l’attività neuronale Conoscenza e comprensione della propagazione dell’attività nervosa attraverso circuiti nervosi -Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio in citologia, istologia ed elettrofisiologia
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica e il corretto linguaggio scientifico - Saper identificare le giuste procedure sperimentali volte allo studio di aspetti specifici della fisiologia neuronale - Saper valutare l’espressione dell’attività neuronale attraverso la lettura di tracciati di registrazioni elettrofisiologiche
C) Autonomia di giudizio - Acquisire capacità di giudizio critico attraverso l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali e di lavori scientifici pubblicati su riviste ad alto impatto - Imparare a porsi domande per l’elaborazione e l’approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative - Saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame scritto (metodo domanda aperta), di una eventualmente integrazione orale, e della presentazione del lavoro di gruppo
E) Capacità di apprendimento - Apprendere la terminologia specifica - Collegare in modo logico le conoscenze acquisite - Identificare i temi più rilevanti degli argomenti trattati

• Potenziale di membrana; Equilibri ionici: equazione di Nernst; equilibrio di Gibbs-Donnan; equilibrio elettrochimico ed equazione di Goldman
• Struttura e funzione dei canali ionici; Tecniche di misurazione di flussi ionoici; Proprietà elettriche passive delle membrane: capacità e resistenza; Propagazione passiva dei segnali elettrici: teoria del cavo, costante di tempo, costante di spazio.
• Registrazioni elettrofisiologiche, potenziali e correnti di membrana: patch clamp, registrazioni intracellulari (voltage clamp, current clamp), registrazioni extracellulari, multi electrode array (MEA).
• Proprietà elettriche attive delle membrane: il potenziale d'azione: generazione, basi ioniche e sua propagazione; Canali ionici voltaggio-attivati; Velocità di propagazione del potenziale d’azione e fattori che la influenzano; Blocco del voltaggio.
• Trasmissione sinaptica elettrica; Trasmissione sinaptica chimica; Meccanismo di rilascio del neurotrasmettitore: proteine di membrana e solubili coinvolte nella liberazione del neuromediatore, natura quantica del rilascio, accoppiamento depolarizzazione-rilascio, ruolo del calcio; Neuromediatori "classici” e neuromodulatori.
• Recettori dei neuromediatori: Recettori ionotropi (canali ionici ligando-attivati); meccanismi di gating; Recettori ionotropi per acetilcolina, glutammato, GABA, glicina, serotonina, purine e neuropeptidi.
• Recettori metabotropi: vie di trasduzione del segnale; Recettori per acetilcolina, catecolammine, glutammato, GABA, neuropeptidi, purine.
• Modulazione della trasmissione sinaptica; Co-rilascio di neurotrasmettitori; Un esempio di sinapsi eccitatoria: la giunzione neuromuscolare; Potenziali post-sinaptici; Il potenziale d’inversione; Sinapsi eccitatorie ed inibitorie.
• Integrazione sinaptica spaziale e temporale; La plasticità sinaptica (meccanismi molecolari di potenziamento e depressione a lungo termine), Le sinapsi silenti.
• Rigenerazione neuronale nel sistema nervoso centrale e periferico

Durante il corso saranno svolti seminari di approfondimento su temi specifici da parte di docenti esterni

L’accertamento dei risultati di apprendimento avverrà tramite prova scritta ed eventuale colloquio orale facoltativo, secondo le modalità di seguito indicate.

Prova scritta

La prova consiste in 5 domande aperte, da svolgere da computer su piattaforma exam.net, con un tempo a disposizione di 2 ore (120 minuti). Essa è finalizzata a valutare il possesso delle conoscenze fondamentali e la comprensione critica degli argomenti trattati durante il corso.

La valutazione della prova scritta e l’attribuzione del voto finale terranno conto dei seguenti criteri:

• Livello di conoscenza dei contenuti (superficiale, preciso e completo, completo e approfondito)
• Capacità di applicare i concetti teorici (presenza di errori, discreta, buona, ben consolidata)
• Capacità di analisi, sintesi e collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima)

Colloquio orale (facoltativo)

In caso di valutazione della prova scritta pari o superiore a 27/30, lo studente potrà richiedere una domanda orale per considerare un incremento del voto finale (massimo +2 punti). Tuttavia, se la valutazione della prova orale risultasse inferiore a quella della prova scritta, essa sarà comunque considerata ai fini della determinazione del voto finale.

Lavoro di gruppo (facoltativo)

Il corso prevede la possibilità di partecipare a un lavoro di gruppo facoltativo (massimo 3-4 studenti/gruppo) , basato sull’analisi critica di un articolo scientifico recente, pubblicato su riviste ad alto impatto. Gli articoli, selezionati per approfondire tematiche affrontate nel corso, verranno assegnati durante il corso. Il lavoro verrà valutato sotto forma di presentazione alla fine del ciclo di lezioni, e potrà comportare l'incremento di 1 punto sul voto della prova scritta.

L’attività di gruppo è riservata agli studenti che avranno frequentato almeno il 70% delle lezioni.

Modalità di svolgimento delle prove

Tutte le prove, sia scritte che orali, si svolgeranno in presenza.

• Kandel ER, Koester JD, Mack SH, Siegelbaum SA -Principi di Neuroscienze (Casa Editrice Ambrosiana)
• Martin AR, Brown DA, Diamond ME, Cattaneo A, De-Miguel FF - Dai neuroni al cervello (Zanichelli)

Tutti i testi, sia in italiano che in inglese, sono disponibili per la consultazione e/o prestito (a breve termine) nella biblioteca del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie. Per alcuni argomenti saranno distribuiti articoli scientifici specifici

Ulteriore materiale didattico sarà reso disponibile sulla pagina web del corso sul sito di el-earning della Sapienza: https://elearning2.uniroma1.it

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso

Obiettivo del corso è quello di fornire conoscenze generali sul funzionamento dei recettori sensoriali, sulle specializzazioni dei diversi organi di senso e sui meccanismi di integrazione dell’informazione sensoriale a livello periferico e centrale
Conoscenza e comprensione Lo studente: - Conosce correttamente la terminologia della fisiologia del sistema nervoso; - Conosce le basi cellulari e molecolari dei sistemi biologici e dei processi fisiologici; - Conosce i meccanismi ed i diversi livelli di controllo dei processi fisiologici della cellula nervosa; - Conosce le tecniche di base per lo studio a livello cellulare e molecolare delle cellule e delle strutture del sistema nervoso.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente: - sa utilizzare correttamente la terminologia della fisiologia del sistema nervoso; - sa orientarsi nella comprensione e nel disegno di approcci sperimentali per lo studio delle funzioni neuronali; - è in grado di utilizzare le conoscenze sulle tecniche per lo studio del sistema nervoso per disegnare un esperimento in ricerca.

Generalità sui sistemi sensoriali e la percezione sensoriale. Caratteristiche generali dei recettori sensoriali: potenziale di recettore, potenziale graduato, intensità dello stimolo/risposta del recettore, adattamento, inibizione. Recettori tatto, recettori cutanei, organelli recettoriali. Vie somato-sensoriali, dolore, riflessi, recettore da stiramento.Meccanismi cellulari e molecolari del prurito. Il senso del gusto, chemiocettori, papille gustative e percezione gustativa. Il gusto "grasso". Il senso dell'olfatto. Apparato olfattivo, neuroni sensoriali olfattivi. Recettori olfattivi, chemiocettori olfattivi, odoranti, trasduzione del segnale olfattivo. Adattamento e sensibilizzazione. Il bulbo olfattivo. Organizzazione sinaptica del glomerulo. Circuiti eccitatori ed inibitori. Vie olfattive centrali. Il suono, frequenza e intensità. Udito e acustica, anatomia dell’orecchio. Orecchio esterno, medio, ed interno. Organo di Corti. Organo dell’equilibrio, otoliti, cellule ciliate. L’occhio e la visione. La luce. L’occhio dei Vertebrati. Organizzazione della retina, coni e bastoncelli. Trasduzione del segnale visivo, corrente di buio, rodopsina, coni e bastoncelli, visione dei colori. Meccanismi di stimolazione ed inibizione, via verticale e via orizzontale, cellule centro ON e OFF. Circuiti retinici e vie visive centrali. Elaborazione corticale delle informazioni visive.

L'esame finale è unico ed è orale.

• Wolfe J.M., Kluender K.M., Levi D.M., Bartoshuk L.M., Herz R.S., Klatzky R.L., Lederman S.J. “Sensazione e percezione”, I edizione italiana sulla II edizione inglese, Zanichelli.
• Wolfe J.M., Kluender K.M., Levi D.M., Bartoshuk L.M., Herz R.S., Klatzky R.L., Lederman S.J., Merfeld D.M. “Sensation & Perception”, Fourth edition, Sinauer Associates, Inc.
• Kandel E.R., Schwartz J.H., Jessell T.M. “ Principi di neuroscienze”, IV edizione italiana, Casa Editrice Ambrosiana.
• Silverthorn D.U. “Fisiologia umana. Un approccio integrato”, VI edizione, Pearson. Capitolo 10 “Fisiologia sensoriale”; Capitolo 11 “Vie efferenti: il sistema nervoso autonomo e il sistema motorio somatico”.
• Hill R. et al. “Fisiologia animale”, Zanichelli. Capitolo 13 “I processi sensoriali”.
• Sherwood L. “Fisiologia umana. Dalle cellule ai sistemi”, Zanichelli. Capitolo 5 “Il sistema nervoso centrale”; Capitolo 6 “Il sistema nervoso periferico: divisione afferente; sensi specifici”; Capitolo 7 “Il sistema nervoso periferico: divisione efferente”.

La psicobiologia è una disciplina che appartiene alle scienze della vita e più in particolare alle neuroscienze. Nell’ambito della psicobiologia si considera come i rapporti tra cervello e comportamento si siano modificati dal punto di vista evolutivo e da quello dello sviluppo. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio e la comprensione dei rapporti tra sistema nervoso e comportamento, dai riflessi alle funzioni corticali. Lo studente è guidato lungo il percorso perché arrivi alla comprensione della relazione tra la struttura e la funzione del sistema nervoso e delle strategie di regolazione delle loro funzioni. Particolare attenzione verrà dedicata agli effetti dell’ambiente sulla struttura e funzione nervosa. Il corso prevede anche cenni di psicofarmacologia e le basi biologiche di patologie neurologiche e psichiatriche.
Conoscenza e comprensione Lo studente: - Conosce correttamente la terminologia neuroscientifica; - Conosce le basi neurobiologiche del comportamento; - Conosce i diversi livelli delle strutture nervose dal midollo spinale alla corteccia; - Conosce i meccanismi eccitatori e inibitori del SN; - Conosce le tecniche di base per lo studio del sistema nervoso, in vitro e in vivo;
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente: - sa utilizzare correttamente la terminologia neuroscientifica - sa valutare la funzione di diverse strutture nervose e i loro rapporti funzionali; - sa valutare il ruolo dei mediatori nervosi nell’ambito delle diverse funzioni cerebrali - è in grado di utilizzare le conoscenze sulle tecniche per lo studio del sistema nervoso al fine di sondarne le funzioni.
Prerequisiti Non sono previste propedeuticità. Lo studente deve tuttavia avere le conoscenze di base della biologia cellulare e sistemica, con particolare attenzione a quella animale, con proprietà di linguaggio e padronanza scientifica.
Capacità critiche e di giudizio - saper analizzare in modo critico la letteratura scientifica nell’ambito della psicobiologia
Capacità di comunicare quanto appreso - capacità di comunicare oralmente le conoscenze apprese anche a non specialisti - capacità di comunicare le conoscenze attraverso una relazione scritta - capacità di sintetizzare e comunicare in modo semplice problemi complessi
Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita - capacità di affrontare autonomamente la letteratura nell’ambito delle neuroscienze e sviluppare un giudizio critico

Il corso sarà incentrato sulla psicobiologia delle funzioni cognitive ed emotive di base e sulle nozioni fondamentali di psicofarmacologia necessarie per comprendere la relazione tra attività neurale e psichica. Il programma è volto alla comprensione della relazione tra struttura cerebrale e funzione psichica e alla sua complessità. Per questo si partirà dalle basi neuroanatomiche del cervello e dalle nozioni fondamentali di psicofarmacologia per poi arrivare alla classificazione delle principali funzioni di base del comportamento (sistema sensorimotorio, sonno e ritmi biologici, emozioni) e cognitive (memoria, apprendimento e linguaggio), sia in condizioni fisiologiche che patologiche. Nello specifico verranno trattati i seguenti argomenti:

1) Basi neuroanatomiche del cervello e del comportamento

2) Psicofarmacologia di base

3) Sistemi neurotrasmettitori: biologia e funzione

4) Tecniche e compiti comportamentali

5) Sviluppo del comportamento

6) Sistemi di controllo del movimento

7) Sonno e ritmi biologici

8) Emozioni

9) Funzioni superiori: apprendimento, memoria e linguaggio

10) Psicobiologia delle malattie cerebrali: Parkinson, schizofrenia, Alzheimer, depressione

La prova orale ha lo scopo di valutare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti trattati e la capacità di ragionamento critico sviluppata dagli studenti.

La valutazione finale sarà espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode), sulla base della risposta a 3-4 domande aperte. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, la capacità di ragionare in modo critico e fare collegamenti interdisciplinari.

Watson, N. V., & Breedlove, S. M.. Il cervello e la mente: le basi biologiche del comportamento. Zanichelli

Carlson, N. R., Birkett, M.A.. Fisiologia del comportamento. Piccin

Obiettivi formativi:
Lo scopo del corso è quello di far conoscere le proprietà molecolari e funzionali delle cellule staminali e le principali metodiche sperimentali per il loro studio in vitro e in vivo. Verrano inoltre discusse le molteplici implicazioni derivanti dall’uso delle cellule staminali, sia nell’ambito della ricerca neurobiologica (come modello per lo studio di processi di sviluppo e di meccanismi di patologia) sia nell’ambito clinico (terapia cellulare sostitutiva e sviluppo di nuove strategie per il potenziamento di processi autorigenerativi).
Conoscenze e comprensione
Lo studente conosce:
Le proprietà funzionali generali delle cellule staminali. Le proprietà specifiche e distintive dei diversi tipi di cellule staminali (embrionali, midollo osseo, ES, iPS, NSC). I fattori intrinseci ed estrinseci che presiedono al mantenimento e differenziamento delle cellule staminali. Le modalità di dissezione di tessuti fetali e adulti, contenenti cellule staminali. Le modalità di coltura di diversi tipi di cellule staminali di interesse per l’ambito neurobiologico. Le tecniche di base per studiare le proprietà delle cellule staminali in vitro. Le tecniche di base per lo studio delle cellule staminali durante lo sviluppo. Le tecniche di base per studiare la formazione dei neuroni nel cervello adulto. Il significato funzionale della neurogenesi nei mammiferi, uomo incluso. Gli effetti della perturbazione della neurogenesi adulta sulle funzioni cerebrali. Il potenziale impiego delle cellule staminali nella terapia rigenerativa.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Lo studente sa:
Usare saggi funzionali per l’identificazione di cellule con proprietà staminali. Allestire condizioni di coltura adeguate a crescita e differenziamento di diversi tipi di cellule staminali. Identificare, attraverso marcatori specifici, tipi cellulari di interesse e seguirne il destino differenziativo. Usare approcci fisiologici, chimici e genetici per manipolare la neurogenesi nel cervello fetale e adulto. Lo studente è in grado di comprendere lavori scientifici riguardanti lo studio delle cellule staminali nell’ambito del sistema nervoso.
Capacità critiche e di giudizio Lo studente, sulla base delle conoscenze acquisite, sviluppa capacità critiche e di giudizio che lo rendono in grado di stabilire limiti e vantaggi derivanti dall’impiego di diversi tipi di cellule staminali. Lo studente è capace di stabilire l’idoneità dell’impiego di un dato tipo di cellula staminale per rispondere a differenti problemi biologici, sia nell’ambito della ricerca di base che della medicina rigenerativa. L’approfondita discussione di metodiche sperimentali, attraverso un approccio teorico/pratico, rende inoltre capace lo studente di giudicare in maniera critica l’appropriatezza dell’impiego di determinate metodiche sperimentali e la necessità di introdurre specifici controlli al fine di ottenere adeguate risposte al problema biologico affrontato.
Capacità di comunicare quanto appreso
La capacità di comunicare viene sviluppata attraverso la formulazione in aula di domande da parte del docente e degli studenti, stimolando così la discussione degli argomenti esposti. La modalità d’esame, basata su domande che prevedono “brevi risposte aperte”, implica l’acquisizione di una notevole capacità di elaborare in maniera accurata le risposte, capacità di sintesi e impiego di un adeguato linguaggio scientifico.
Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita Il corso fornisce solide conoscenze teorico/pratiche per la comprensione di lavori scientifici e l’avvio di ricerche riguardanti le cellule staminali nell’ambito di studi neurobiologici.

Aspetti generali delle cellule staminali: marcatori molecolari e proprietà funzionali in vivo e in vitro. Cellule staminali pluripotenti (ES) e cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) come modello per lo studio dello sviluppo del sistema nervoso e di processi patologici a carico del sistema nervoso. Cellule staminali neurali (NSC): isolamento, espansione e loro differenziamento in vitro. (colture primarie, linee cellulari geneticamente ed epigeneticamente immortalizzate). Mantenimento dell'identità posizionale delle NSC in vitro. Citofluorimetria a flusso applicata allo studio delle NSC. Cellule staminali per la generazione di specifici sottotipi neuronali. Meccanismi molecolari alla base dell'automantenimento e differenziamento delle NSC. NSC nel cervello adulto: le nicchie neurogeniche. Neurogenesi nel bulbo olfattivo.

Neurogenesi ippocampale. Interazione tra NSC e cellule gliali (in particolare microglia e astrociti). Stimoli fisiologici come regolatori della neurogenesi adulta (esempio esercizio fisico, arricchimento ambientale). Neurogenesi adulta in condizioni patologiche (esempio:i schemia cerebrale, malattie neurodegenerative croniche). Uso delle cellule staminali per il trattamento di malattie neurodegenerative (esempio di trapianti di cellule staminali per il trattamento del morbo di Parkinson).

Lezioni teorico-pratiche pratiche: colture di NSC in adesione e come neurosfere. Trasfezione e determinazione dell'efficienza di trasfezione mediante espressione del gene reporter GFP.

La valutazione delle conoscenze dello studente sarà accertata tramite una prova scritta che prevede 5-7 domande a risposta aperta che verteranno sull'intero programma

Il materiale didattico è costituito da: articoli scientifici originali, review, capitoli di libri, dispense, diapositive, siti internet specializzati.

Il docente mette a disposizione diapositive e dispense e fornisce gli indirizzi di siti internet specializzati da consultare per lo studio del corso. Gli articoli e i capitoli di libri usati dal docente sono chiaramente indicati e tutti reperibili presso la biblioteca del dipartimento di Biologia e Biotecnologie Cherles Darwin; sapienza, Università di Roma

Conoscenza approfondita dei metodi per l'acquisizione dei dati e l'analisi dei risultati sperimentali, principalmente mediante esperimenti di laboratorio e lezioni. Sfruttamento di strumenti, hardware e software. Applicazione di metodi avanzati per l'inferenza statistica (metodi parametrici e non parametrici, test di ipotesi) a dati effettivi dalla letteratura corrente o esperimenti nel contesto specifico della laurea magistrale.

Parte I. Statistica Descrittiva (visualizzazione e calcolo degli indici di posizione e variabilità, ecc)

Parte II: Probabilità (basi di teoria della probabilità, modellizzazione dell'incertezza, studio delle distribuzioni notevoli, ecc.).

Parte III-V: Stima e Test d'ipotesi (basi di teoria dell'inferenza statistica, validazione delle ipotesi, calcolo dei p-value, inferenza sulla popolazione, ecc)

Part VI: Basi del machine Learning (introduzione al machine learning, classificazione e predizione automatizzata, ecc).

La valutazione si baserà su una prova orale finalizzate a verificare le conoscenze acquisite.

Rosner, B. (2015). Fundamentals of Biostatistics. Brooks/Cole, Cengage Learning.

Whitlock, M.C., & Schluter, D. (2015). The Analysis of Biological Data. W. H. Freeman and Company.

Obiettivi I primati non umani - proscimmie, scimmie e scimmie antropomorfe - rappresentano i migliori modelli animali per risalire alle origini evolutive del comportamento e della cognizione umani. Questo corso si propone di esplorare le attuali conoscenze su molteplici aspetti del comportamento dei primati non umani e umani da una prospettiva comparativa. Tra gli obiettivi principali vi sono: familiarizzare gli studenti con l’utilizzo dei primati non umani come specie modello nella ricerca comportamentale e cognitiva; incoraggiare gli studenti a comprendere i vantaggi e gli svantaggi dell’uso dei primati come modelli per indagare le origini evolutive del comportamento umano; aumentare negli studenti la comprensione del comportamento umano e delle sue origini evolutive in una prospettiva comparativa, prendendo in esame sia i tratti considerati unicamente umani sia quelli in comune con altri primati. Gli studenti avranno modo di acquisire conoscenze sugli sviluppi più recenti delle ricerche sulle origini evolutive del comportamento umano. Nel corso saranno enfatizzati gli aspetti concettuali, metodologici, empirici ed etici delle ricerche sui primati non umani. Gli studenti saranno incoraggiati a valutare i pro e i contro di ricerche osservazionali e sperimentali, in cattività e in condizioni naturali. Gli studenti saranno familiarizzati con i concetti di controllabilità delle variabili, replicabilità e validità ecologica dei risultati, saranno incoraggiati a discutere questioni scientifiche ed etiche relative alla ricerca con i primati non umani e a valutare criticamente lavori scientifici presenti in letteratura, così da stimolare la loro capacità di formulare ipotesi testabili e sviluppare protocolli sperimentali efficaci per la raccolta e l’analisi dei dati. Sono necessarie conoscenze di base di psicologia, psicobiologia e biologia evoluzionistica. Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione Conoscenza e capacità di comprensione dei seguenti argomenti riguardanti l’ordine dei Primati: Uso dei primati come modelli animali nella ricerca comportamentale e cognitiva; Tassonomia, distribuzione ed ecologia; Evoluzione del sistema nervoso; Percezione visiva e tattile; Percezione gustativa e olfattiva; Metodi e strumenti per studiare il comportamento e la cognizione dei primati; Evoluzione delle strutture sociali e dei sistemi di accoppiamento; Neuroendicronologia del comportamento sessuale; Biologia della riproduzione; Cure parentali; Teoria dell’attaccamento; Sviluppo sociale e cognitivo; Stress psicosociale; Abilità manuali, uso di strumenti e innovazione; Attenzione e memoria; Abilità numeriche; Presa di decisione; Apprendimento individuale e sociale; Autoriconoscimento, teoria della mente ed empatia; Evoluzione della cooperazione; Evoluzione della comunicazione; Evoluzione del linguaggio; Aspetti etici connessi alla ricerca sui primati non umani; Aspetti pratici dello svolgimento di attività di ricerca sul comportamento e la cognizione dei primati non umani. B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper comprendere quali sono i principali approcci sperimentali utilizzati per la ricerca sulle origini evolutive del comportamento umano; - Saper comprendere quali sono le questioni ancora aperte relativamente allo studio delle origini evolutive del comportamento umano; - Saper comprendere quali sono gli approcci sperimentali più efficaci per affrontare lo studio delle origini evolutive del comportamento umano; - Saper comprendere come la ricerca comportamentale e cognitiva sul comportamento dei primati non umani può permettere la comprensione del comportamento umano.
C) Autonomia di giudizio - Stimolare l’autonomia di giudizio tramite il pensiero critico, partecipare a dibattiti su questioni scientifiche e di ricerca, valutare in maniera critica ricerche già pubblicate. D) Abilità comunicative - Essere in grado di porre domande e fornire risposte appropriate, riassumere verbalmente e per iscritto materiale affrontato durante la lezione o nelle letture autonome, presentare oralmente argomenti e problemi di ricerca, esporre chiaramente e saper giustificare le proprie le idee. E) Capacità di apprendimento - Apprendere come identificare nuovi problemi di ricerca da affrontare, formulare ipotesi e scegliere procedure sperimentali appropriate per sottoporle a verifica; - Apprendere come usare concetti e terminologie appropriati allo studio delle origini evolutive del comportamento umano; - Apprendere come identificare sorgenti di informazione (riviste, libri, autori) nell’ambito degli studi comportamentali e cognitivi sui primati non umani; - Apprendere come valutare il comportamento e la cognizione umana in una prospettiva comparativa, sulla base dell’impiego dei primati non umani come modelli animali.

Obiettivi principali Lo scopo di questo corso è di fornire allo studente un'ampia conoscenza dei meccanismi immunopatologici alla base delle malattie neurodegenerative. Il corso tratta le caratteristiche funzionali delle cellule effettrici dell'immunità innata (fagociti, cellule presentanti l'antigene e natural killer) e adattativa (linfociti T e B), l’immunoregolazione dell’attività e funzioni delle cellule del sistema nervoso centrale (SNC) e della barriera ematoencefalica (BBB) e il ruolo patogenetico delle diverse cellule del sistema immune nell’insorgenza e/o progressione di malattie demielinizzanti e neurodegenerative. Il corso comprende lezioni frontali, seminari e attività di valutazione dell'apprendimento attraverso test scritti di simulazione dell'esame.
Obiettivi specifici 1. Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza e comprensione del ruolo delle cellule del sistema immune innato e adattativo - Conoscenza e comprensione dell’immunoregolazione delle cellule del SNC e della BBB - Conoscenza e comprensione del ruolo patogenetico delle diverse cellule del sistema immune nell’insorgenza e/o progressione di malattie demielinizzanti e neurodegenerative
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica della disciplina - Saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti - Saper applicare la conoscenza degli specifici argomenti trattati a lezione
3. Capacità critiche e di giudizio - Lo studente imparerà a discutere e a valutare in modo critico i progressi raggiunti nel campo della neuroinfammazione e a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso - Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso durante l’esame scritto
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita - Lo studente acquisirà le conoscenze e la terminologia specifica della disciplina. Queste conoscenze permetteranno allo studente di proseguire il proprio studio in autonomia, anche dopo la fine del corso ed il superamento dell’esame.
Prerequisiti: ITA Nonostante non siano richieste propedeuticità, lo studente deve possedere un'adeguata conoscenza dell’immunologia, della biologia cellulare e della fisiologia.

ll corso ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze dei meccanismi immunopatologici alla base delle malattie neurodegenerative. Gli obiettivi principali del corso saranno finalizzati alla conoscenza e comprensione dei meccanismi patogenetici delle diverse cellule del sistema immune innato e adattativo nell’insorgenza e/o progressione di malattie demielinizzanti e neurodegenerative.

A tale scopo il corso sarà articolato come di seguito specificato:

1. Sistema Immune

• Cellule dell’immunità innata: fagociti, cellule presentanti l’antigene e cellule natural killer (NK)
• I linfociti T
• Le sottopopolazioni dei linfociti T e le risposte immuni cellulo-mediate
• I linfociti B
• Gli anticorpi e le risposte umorali

2. Immunoregolazione del sistema nervoso centrale (SNC):

• Regolazione delle cellule residenti nel SNC, astrociti, oligodendrociti e microglia, da parte delle cellule del sistema immune
• La barriera emato-encefalica (BBB) e sua regolazione da parte delle cellule del sistema immune

Gli argomenti descritti sopra saranno trattati nelle prime 20 ore di corso. 4 ore saranno riservate a attività di valutazione dell'apprendimento attraverso test scritti di simulazione dell'esame. Tali test avranno lo scopo di valutare le conoscenze acquisite dallo studente durante il corso. Al termine del corso gli studenti avranno acquisito conoscenza degli specifici argomenti trattati a lezione, la capacità di individuare i collegamenti tra le diverse parti del corso e la padronanza del linguaggio specifico della disciplina.

• Concetti generali (20 ore)
• Test di autovalutazione dell'apprendimento (4 ore)

La valutazione dei risultati dell'apprendimento sarà accertata attraverso un esame scritto al termine del corso. Tale esame sarà costituito da 23 domande a risposta diretta sull'intero programma da svolgersi in un’ora e 30 minuti. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima).

Abbas, Lichtman, Pillai. "Immunologia Cellulare e Molecolare". Edra, IX o X Edizione

Inoltre saranno fornite allo studente delle review aggiornate sui singoli argomenti trattati a lezione

Obiettivi formativi Conoscere le principali metodologie biochimiche per l’analisi delle proprietà di una proteina, dal suo isolamento alla sua caratterizzazione strutturale e funzionale con particolare riguardo a proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi. Obiettivo modulo I Conoscere le principali tecniche di biochimiche di analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine Obiettivo modulo II Comprendere le caratteristiche biochimiche di specifiche proteine coinvolte in processi neurodegenerativi A) Conoscenza e comprensione Lo studente: - Conosce le principali tecniche necessarie alla caratterizzazione biochimica di proteine; - Conosce le principali proteine coinvolte nelle malattie neurodegenerative B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente: - sa valutare l'impatto di variazioni della struttura di macromolecole biologiche sulla loro funzione; - è in grado di utilizzare le conoscenze delle tecniche biochimiche per comprendere il ruolo delle proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi C) Autonomia di giudizio Lo studente: -acquisisce capacità di giudizio critico, attraverso lo studio delle metodologie biochimiche e il loro impiego per l’analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine - impara a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese D) Abilità comunicative Lo studente: -sa comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale E) Capacità di apprendimento Lo studente: - apprende la terminologia specifica - connette in modo logico le conoscenze acquisite - identifica i temi più rilevanti delle materie trattate.

MOD.2
Modulo: MOD.2
Sistemi modello nello studio dei processi neurodegenerativi

Complessi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Sistemi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Biochimica dei metalli nei processi neurodegenerativi

Modulo: MOD.1
Metodologie biochimiche nella produzione di proteine ricombinanti

Metodi spettroscopici avanzati per lo studio di proteine

Metodi biochimici nell’analisi qualitativa e quantitativa delle interazioni tra macromolecole

Metodi biofisici applicati allo studio di interazioni proteina -proteina

Metodi genetici applicati allo studio di interazioni tra proteine

Modulo: MOD.2
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Modulo: MOD.1
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Modulo: MOD.2
Sistemi modello nello studio dei processi neurodegenerativi

Complessi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Sistemi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Biochimica dei metalli nei processi neurodegenerativi

Modulo: MOD.1
Metodologie biochimiche nella produzione di proteine ricombinanti

Metodi spettroscopici avanzati per lo studio di proteine

Metodi biochimici nell’analisi qualitativa e quantitativa delle interazioni tra macromolecole

Metodi biofisici applicati allo studio di interazioni proteina -proteina

Metodi genetici applicati allo studio di interazioni tra proteine

Modulo: MOD.2
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Modulo: MOD.1
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MOD.2
L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma del corso, nonché la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame è orale e inizia con una domanda a piacere scelta dallo studente, per poi proseguire con un’ulteriore domanda formulata dai docenti. Le risposte vengono valutate sia per il contenuto sia per l’uso del linguaggio scientifico appropriato. La valutazione è espressa in trentesimi, con voto minimo 18/30 per il superamento della prova

MOD.1
L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma del corso, nonché la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame è orale e inizia con una domanda a piacere scelta dallo studente, per poi proseguire con un’ulteriore domanda formulata dai docenti. Le risposte vengono valutate sia per il contenuto sia per l’uso del linguaggio scientifico appropriato. La valutazione è espressa in trentesimi, con voto minimo 18/30 per il superamento della prova

MOD.2
Modulo: MOD.2
Libri di testo e materiale didattico sono pubblicati dal docente nel sito didattico Elearning 2 alla pagina web http://elearning2.uniroma1.it

Modulo: MOD.1
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N/D
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Obiettivi formativi

Conoscere le principali metodologie biochimiche per l’analisi delle proprietà di una proteina, dal suo isolamento alla sua caratterizzazione strutturale e funzionale con particolare riguardo a proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi.

Obiettivo modulo I

Conoscere le principali tecniche di biochimiche di analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine

Obiettivo modulo II

Comprendere le caratteristiche biochimiche di specifiche proteine coinvolte in processi neurodegenerativi

A) Conoscenza e comprensione

Lo studente:

• Conosce le principali tecniche necessarie alla caratterizzazione biochimica di proteine;
• Conosce le principali proteine coinvolte nelle malattie neurodegenerative

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente:

• sa valutare l'impatto di variazioni della struttura di macromolecole biologiche sulla loro funzione;
• è in grado di utilizzare le conoscenze delle tecniche biochimiche per comprendere il ruolo delle proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi

C) Autonomia di giudizio

Lo studente:

-acquisisce capacità di giudizio critico, attraverso lo studio delle metodologie biochimiche e il loro impiego per l’analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine

• impara a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

Lo studente:

-sa comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale

E) Capacità di apprendimento

Lo studente:

• apprende la terminologia specifica
• connette in modo logico le conoscenze acquisite
• identifica i temi più rilevanti delle materie trattate.

Al termine del corso e a seguito del superamento dell’esame, lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche e competenze pratiche relative alle metodologie biochimiche avanzate per lo studio delle proteine.

In particolare, lo studente sarà in grado di:

• comprendere i principi e le applicazioni delle tecniche biochimiche utilizzate nella produzione e caratterizzazione di proteine ricombinanti;
• applicare e interpretare tecniche spettroscopiche per lo studio della struttura e della funzione delle proteine;
• utilizzare metodologie biochimiche per la valutazione qualitativa e quantitativa delle interazioni tra macromolecole.
• comprendere e descrivere i principali sistemi modello utilizzati nello studio dei processi neurodegenerativi;
• analizzare la struttura, la funzione di alcune proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi
• descrivere il ruolo dei metalli nei meccanismi molecolari alla base delle patologie neurodegenerative

A) Conoscenza e comprensione

Lo studente:

• Conosce le principali tecniche necessarie alla caratterizzazione biochimica di proteine;
• Conosce le principali proteine coinvolte nelle malattie neurodegenerative

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente:

• sa valutare l'impatto di variazioni della struttura di macromolecole biologiche sulla loro funzione;
• è in grado di utilizzare le conoscenze delle tecniche biochimiche per comprendere il ruolo delle proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi

C) Autonomia di giudizio

Lo studente:

-acquisisce capacità di giudizio critico, attraverso lo studio delle metodologie biochimiche e il loro impiego per l’analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine

• impara a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

Lo studente:

-sa comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale

E) Capacità di apprendimento

Lo studente:

• apprende la terminologia specifica
• connette in modo logico le conoscenze acquisite
• identifica i temi più rilevanti delle materie trattate.

Modulo: MOD.2
Sistemi modello nello studio dei processi neurodegenerativi

Complessi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Sistemi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Biochimica dei metalli nei processi neurodegenerativi

Modulo: MOD.1
Metodologie biochimiche nella produzione di proteine ricombinanti

Metodi spettroscopici avanzati per lo studio di proteine

Metodi biochimici nell’analisi qualitativa e quantitativa delle interazioni tra macromolecole

Metodi biofisici applicati allo studio di interazioni proteina -proteina

Metodi genetici applicati allo studio di interazioni tra proteine

Modulo: MOD.2
N/D
Modulo: MOD.1
N/D

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma del corso, nonché la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame è orale e inizia con una domanda a piacere scelta dallo studente, per poi proseguire con un’ulteriore domanda formulata dai docenti. Le risposte vengono valutate sia per il contenuto sia per l’uso del linguaggio scientifico appropriato. La valutazione è espressa in trentesimi, con voto minimo 18/30 per il superamento della prova

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Libri di testo e materiale didattico sono pubblicati dal docente nel sito didattico Elearning 2 alla pagina web http://elearning2.uniroma1.it

Modulo: MOD.1
Libri di testo e materiale didattico sono pubblicati dal docente nel sito didattico Elearning2 alla pagina web http://elearning2.uniroma1.it

Modulo: MOD.2
N/D
Modulo: MOD.1
N/D

Obiettivi formativi

Conoscere le principali metodologie biochimiche per l’analisi delle proprietà di una proteina, dal suo isolamento alla sua caratterizzazione strutturale e funzionale con particolare riguardo a proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi.

Obiettivo modulo I

Conoscere le principali tecniche di biochimiche di analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine

Obiettivo modulo II

Comprendere le caratteristiche biochimiche di specifiche proteine coinvolte in processi neurodegenerativi

A) Conoscenza e comprensione

Lo studente:

• Conosce le principali tecniche necessarie alla caratterizzazione biochimica di proteine;
• Conosce le principali proteine coinvolte nelle malattie neurodegenerative

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente:

• sa valutare l'impatto di variazioni della struttura di macromolecole biologiche sulla loro funzione;
• è in grado di utilizzare le conoscenze delle tecniche biochimiche per comprendere il ruolo delle proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi

C) Autonomia di giudizio

Lo studente:

-acquisisce capacità di giudizio critico, attraverso lo studio delle metodologie biochimiche e il loro impiego per l’analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine

• impara a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

Lo studente:

-sa comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale

E) Capacità di apprendimento

Lo studente:

• apprende la terminologia specifica
• connette in modo logico le conoscenze acquisite
• identifica i temi più rilevanti delle materie trattate.

Al termine del corso e a seguito del superamento dell’esame, lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche e competenze pratiche relative alle metodologie biochimiche avanzate per lo studio delle proteine.

In particolare, lo studente sarà in grado di:

• comprendere i principi e le applicazioni delle tecniche biochimiche utilizzate nella produzione e caratterizzazione di proteine ricombinanti;
• applicare e interpretare tecniche spettroscopiche per lo studio della struttura e della funzione delle proteine;
• utilizzare metodologie biochimiche per la valutazione qualitativa e quantitativa delle interazioni tra macromolecole.
• comprendere e descrivere i principali sistemi modello utilizzati nello studio dei processi neurodegenerativi;
• analizzare la struttura, la funzione di alcune proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi
• descrivere il ruolo dei metalli nei meccanismi molecolari alla base delle patologie neurodegenerative

A) Conoscenza e comprensione

Lo studente:

• Conosce le principali tecniche necessarie alla caratterizzazione biochimica di proteine;
• Conosce le principali proteine coinvolte nelle malattie neurodegenerative

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente:

• sa valutare l'impatto di variazioni della struttura di macromolecole biologiche sulla loro funzione;
• è in grado di utilizzare le conoscenze delle tecniche biochimiche per comprendere il ruolo delle proteine coinvolte nei processi neurodegenerativi

C) Autonomia di giudizio

Lo studente:

-acquisisce capacità di giudizio critico, attraverso lo studio delle metodologie biochimiche e il loro impiego per l’analisi delle proprietà strutturali e funzionali delle proteine

• impara a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

Lo studente:

-sa comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale

E) Capacità di apprendimento

Lo studente:

• apprende la terminologia specifica
• connette in modo logico le conoscenze acquisite
• identifica i temi più rilevanti delle materie trattate.

Modulo: MOD.2
Sistemi modello nello studio dei processi neurodegenerativi

Complessi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Sistemi proteici coinvolti nei processi neurodegenerativi

Biochimica dei metalli nei processi neurodegenerativi

Modulo: MOD.1
Metodologie biochimiche nella produzione di proteine ricombinanti

Metodi spettroscopici avanzati per lo studio di proteine

Metodi biochimici nell’analisi qualitativa e quantitativa delle interazioni tra macromolecole

Metodi biofisici applicati allo studio di interazioni proteina -proteina

Metodi genetici applicati allo studio di interazioni tra proteine

Modulo: MOD.2
N/D
Modulo: MOD.1
N/D

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma del corso, nonché la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame è orale e inizia con una domanda a piacere scelta dallo studente, per poi proseguire con un’ulteriore domanda formulata dai docenti. Le risposte vengono valutate sia per il contenuto sia per l’uso del linguaggio scientifico appropriato. La valutazione è espressa in trentesimi, con voto minimo 18/30 per il superamento della prova

Modulo: MOD.2
Libri di testo e materiale didattico sono pubblicati dal docente nel sito didattico Elearning 2 alla pagina web http://elearning2.uniroma1.it

Modulo: MOD.1
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Modulo: MOD.2
N/D
Modulo: MOD.1
N/D

Scopo del corso è quello di fornire una visione aggiornata sui modelli correnti e sulla letteratura più recente nel campo della neurobiologia della memoria
Conoscenza e comprensione Lo studente: - Conosce correttamente la terminologia; - Conosce i modelli principali sulla memoria in uso nella letteratura; - Conosce i modelli più utilizzati per lo studio della plasticità sinaptica; - Conosce le tecniche di base per lo studio della memoria e dell’apprendimento. - conosce i principali circuiti neuronali legati ai processi mnestici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente: - sa utilizzare correttamente la terminologia; - sa utilizzare i modelli animali della memoria; - è in grado di analizzare criticamente un lavoro scientifico e di sviluppare un progetto sperimentale.

Il corso sarà interamente incentrato sulla neurobiologia della memoria e suddiviso in una parte di lezioni teoriche (sempre volte a favorire la partecipazione attiva degli studenti) e una parte di presentazioni orali (svolte dagli studenti a turno) su articoli scientifici scelti insieme dal docente e gli studenti. Gli studenti dovranno, inoltre, sviluppare un elaborato scritto (in itinere) di revisione su un articolo scientifico scelto insieme al docente a lezione.

Gli argomenti teorici trattati saranno: 1) la tassonomia della memoria; 2) i modelli animali di memoria; 3) il confronto tra i tipi di memoria negli esseri umani e nei roditori e i compiti comportamentali per studiarli; 4) i meccanismi della plasticità sinaptica associata alla memoria; 5) le teorie sul consolidamento della memoria; 6) il concetto di memory engram e le tecnologie per studiarli.

La valutazione comprende una prova scritta e una presentazione orale in itinere.

Prova scritta in itinere: a partire da un articolo scientifico scelto insieme al docente a lezione, gli studenti dovranno produrre un breve elaborato di revisione e critica dello studio selezionato rispettando uno schema che il docente fornirà a lezione.

Prova orale: ogni studente dovrà presentare l’articolo scelto (e oggetto della prova scritta) simulando una presentazione congressuale. In questa occasione gli altri studenti dovranno preparare (in anticipo) delle domande da porre al presentatore alla fine della sua discussione. Qualora il numero di studenti superasse il numero delle giornate disponibili per la presentazione, gli studenti verranno suddivisi in gruppi di lavoro dal docente e svolgeranno una presentazione di gruppo.

La prova scritta e la prova orale hanno lo scopo di valutare il livello di conoscenza ed approfondimento di articoli scientifici della letteratura recente e la capacità di ragionamento critico sviluppata dagli studenti.

La valutazione finale sarà espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode), dove l’elaborato scritto inciderà per il 40% sul voto finale, la presentazione orale in classe per il 30%, la discussione in classe per il 15% e la partecipazione alle presentazioni degli altri studenti per il 15%.

Il docente fornirà il materiale didattico, che consisterà principalmente di articoli recenti tratti dalla letteratura scientifica sugli argomenti trattati. Le slide del corso e gli articoli saranno condivisi dal docente attraverso la piattaforma di eLearning Sapienza (https://elearning.uniroma1.it/) con modalità che saranno spiegate a lezione. In nessun caso è consentita la condivisione dei contenuti caricati dal docente sulla piattaforma o la registrazione delle lezioni.

I principali obbiettivi del corso sono di fornire una panoramica sulla neurofarmacologia dei processi motivazionali. In particolare, al termine del corso gli studenti dovrebbero possedere conoscenze di base circa: • Modelli teorici di motivazione e gratificazione in prospettiva storica • Basi neurobiologiche dei fenomeni motivazione e gratificazione • Principali sostanze d'abuso e loro meccanismi d’azione • Aspetti clinici e psicobiologici delle tossicodipendenze

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N/A the program is in english

N/A the program is in english

lLcorso intende fornire agli studenti cognizioni di base relative ai sistemi neurotrasmettitorali e ai farmaci che modulano la loro attività e sui modelli animali di patologie nervose e mentali.
Conoscenza e comprensione Lo studente: - Conosce correttamente la terminologia; - Conosce i principali sistemi neurotrasmettitoriali; - Conosce i modelli più utilizzati per lo studio delle diverse patologie nervose e mentali; - Conosce le tecniche di base per lo studio della psicofarmacologia.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente: - sa utilizzare correttamente la terminologia psicofarmacologica; - sa utilizzare i modelli animali di patologie del sistema nervoso; - è in grado di utilizzare le conoscenze di psicofarmacologia per disegnare un esperimento in ricerca.

INTRODUZIONE

Definizione di evidence-based medicine. Effetto placebo. Introduzione alla farmacologia.

FARMACODINAMICA

Meccanismi d'azione dei farmaci. Bersagli farmacologici: recettori accoppiati a proteine ​​G, recettori catalitici, canali ionici regolati da ligando, altri canali ionici, recettori nucleari, trasportatori, enzimi. Sensibilizzazione e tolleranza ai farmaci. Curve di legame: definizione di siti di legame ortosterici e allosterici, definizione di ligando. Curve concentrazione-risposta graduali: definizione di agonista, agonista parziale, agonisti inversi, antagonista.

FARMACOCINETICA

Vie di somministrazione. Assorbimento. Distribuzione. Biotrasformazione. Escrezione renale ed extra-renale dei farmaci. Parametri di farmacocinetica: biodisponibilità, compartimenti, volume di distribuzione, emivita plasmatica, clearance.

FARMACOLOGIA CLINICA

Meccanismi di interazione tra farmaci. Differenze individuali in farmacologia. Curve dose-risposta quantali.

FISIO-FARMACOLOGIA DELLA TRASMISSIONE NEURALE

NEUROFARMACOLOGIA DEL DOLORE

Definizione di dolore. Recettori del dolore e vie del dolore. Analgesici oppioidi e non oppioidi. Definizione di anestesia. Anestetici generali. Anestetici locali.

NEUROFARMACOLOGIA DELLE PATOLOGIE NEURODEGENERATIVE

Sistema dopaminergico. Morbo di Parkinson.

NEUROPSICOFARMACOLOGIA

Antipsicotici. Antidepressivi. Ansiolitici. Sostanze d'abuso: psicostimolanti, oppioidi, alcol, tabacco, cannabis, allucinogeni. Concetto di 'drug reward'. Danno da sostanze d'abuso (inclusa le tossicodipendenze). Trattamento della tossicodipendenza.

Esame orale.

Non è previsto un testo di riferimento. Il materiale di studio è costituito dalle slides delle lezioni di disponibili su e-learning (https://elearning.uniroma1.it/).

Articoli scientifici potrebbero essere raccomandati dal docente nel corso delle lezioni.

Obiettivi formativi Obiettivi principali Il corso si propone si propone di fornire agli studenti strumenti avanzati per la progettazione e l'implementazione di modelli computazionali di neuroni e reti neuronali realistici e dettagliati, allo scopo di studiare i processi fisiologici e patologici alla base della generazione, trasmissione e codifica dell’informazione nel sistema nervoso centrale. Il corso è progettato per supportare anche gli studenti con conoscenze informatiche limitate, fornendo loro le competenze necessarie per sviluppare e implementare un modello computazionale, indipendentemente dal livello di esperienza pregressa nella programmazione. Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione degli argomenti del programma di seguito descritto. L’equazione di membrana. Caratteristiche passive e propagazione di segnali nei dendriti. Resistenza di input di un neurone; costante di tempo della membrana. Download ed utilizzo di ricostruzioni 3D di neuroni. Introduzione all’ambiente di simulazione NEURON. Interfaccia grafica di NEURON. Creazione di un neurone e manipolazione delle proprietà passive. Cinetiche di attivazione ed inattivazione dei canali ionici. La dinamica dei canali durante la generazione di un potenziale d’azione. Tipi principali di conduttanze ioniche (Na, KA, KDR). Equazioni di Hodgkin-Huxley. Effetto dei vari canali ionici sui potenziali d’azione e sulla modulazione delle caratteristiche di firing. Tipi di sinapsi ed espressioni per la conduttanza nei vari casi. Implementazione di una rete di neuroni. Il ruolo delle correnti ioniche nella modulazione della finestra d’integrazione temporale di segnali sinaptici. La distribuzione dei canali ionici nei dendriti dei tipi principali di neuroni piramidali, ed il loro ruolo nella modulazione della propagazione di un potenziale d’azione nei dendriti. Modelli computazionali per la plasticità sinaptica. Implementazione di regole per la simulazione della plasticità sinaptica. Ritmi Elettroencefalografici. Processi di sincronizzazione: ruolo dei collegamenti reciproci e delle oscillazioni subthreshold. Memoria associativa. Il modello di Hopfield-Brody per il riconoscimento di patterns. Modelli computazionali per simulare malattie mentali, effetti di droghe, pathways biochimici, e fattori esterni quali i campi elettrici a frequenza di rete. L’Ippocampo, la retina ed il bulbo olfattivo: struttura, tipi di neuroni e circuiti principali. B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione  Acquisire familiarità con strumenti di simulazione specializzati come NEURON,  Sviluppare e implementare modelli matematici che rappresentano il comportamento dei neuroni, delle sinapsi e delle reti neurali, utilizzando linguaggi di programmazione come NEURON C) Autonomia di giudizio  Acquisire capacità di giudizio critico attraverso l’analisi dettagliata di lavori scientifici pubblicati su riviste ad alto impatto e dei relativi modelli computazionali D) Abilità comunicative  Saper comunicare quanto appreso nel corso della presentazione del lavoro individuale e dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento  Apprendere la terminologia specifica  Collegare in modo logico le conoscenze acquisite Prerequisiti Buona conoscenza di base nelle discipline biologiche, familiarità con i principi di base della programmazione e della teoria dei circuiti elettrici. Modalità di Svolgimento Il corso è strutturato in lezioni in aula di 4 ore ciascuna, durante le quali gli studenti saranno guidati non solo ad approfondire i concetti teorici alla base dei modelli matematici e delle neuroscienze, ma anche a sviluppare competenze pratiche nella programmazione e implementazione di semplici modelli computazionali. Modalità di valutazione La valutazione dell'apprendimento sarà basata sulla valutazione del lavoro personale dello studente, che prevede lo studio critico e la presentazione (15 min + 5 min di discussione) di una pubblicazione scientifica recente e del relativo modello computazionale che approfondisca uno degli argomenti trattati nel corso o a scelta dello studente. Alla presentazione ed alla discussione del lavoro personale (che gli studenti Erasmus possono svolgere la presentazione in inglese) seguiranno almeno due domande orali sugli argomenti teorici e computazionali trattati a lezione. Per l’attribuzione del voto finale, nella valutazione della prova si terrà conto: del livello di conoscenza (superficiale, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di tradurre i concetti teorici in codici computazionali (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima). Testi Un testo a scelta tra i seguenti:  Christof Koch (1999). Biophysics of Computation. Oxford: Oxford University Press.  Lytton W.W. (2002). From Computer to Brain: Foundations of Computational Neuroscience. Berlin: Springer.  Johnston D., Wu S.M. (1995). Foundations of Cellular Neurophysiology. Cambridge, MA: The MIT Press.  Nicholas T. Carnevale, Michael L. Hines, The NEURON Book, Cambridge Univ. Press, 2006. (per la parte computazionale) Si farà riferimento anche a specifici articoli scientifici, che saranno indicati durante le lezioni ed al materiale didattico distribuito dal docente.

Obiettivi principali Il corso ha l’obiettivo di rendere gli studenti capaci di descrivere il funzionamento del cervello usando come scala di riferimento i circuiti neuronali organizzati in sistemi. Dopo una prima parte dedicata all’analisi degli strumenti e metodiche a disposizione dello studioso dei sistemi neurali, il corso tratta dal punto di vista del Neurofisiologo le relazioni tra comportamento e le principali funzioni, quali Visione, Rappresentazione dello spazio e degli oggetti, Decisione, Attenzione, Movimento, Apprendimento, Memoria, Sonno e veglia.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione questo corso permette allo studente di acquisire una specifica conoscenza delle relazioni esistenti tra comportamento e funzioni di singoli neuroni e circuiti neuronali. Al termine del corso e con il superamento dell’esame lo studente sarà divenuto familiare con le modalità di funzionamento normale dei circuiti neurali e con le tecniche di indagine disponibili per descriverlo raggiungendo le capacità critiche sufficienti per comprendere limiti e vantaggi dei metodi comunemente usati nell’Uomo e nei modelli animali.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione le conoscenze sul funzionamento dei circuiti neurali in questo corso integrano la formazione che lo studente riceve nell’ambito del corso di laurea magistrale in Neurobiologia. Alla fine del corso e con il superamento dell’esame lo studente avrà acquisito una serie di conoscenze fondamentali per le successive esperienze professionali e una solida base per una formazione post-lauream, in particolare nell’ambito della ricerca, ogni qual volta sarà necessario approcciare la relazione tra attività neurale e comportamento e/o l’analisi di dati complessi.
C) Autonomia di giudizio gli argomenti del corso sono trattati in riferimento alle più recenti acquisizioni della letteratura scientifica, che utilizza svariati modelli sperimentali e strategie di indagine. A completamento del corso lo studente sarà in grado di analizzare criticamente la validità e i limiti degli studi che descrivono le relazioni tra comportamento e circuiti neuronali inquadrando ogni nuova evidenza in una cornice integrativa supportata da evidenze sperimentali multidisciplinari.
D) Abilità comunicative il continuo riferimento alla letteratura scientifica rende lo studente famigliare con gli stili comunicativi propri delle Neuroscienze dei Sistemi. A completamento del corso, lo studente avrà così arricchito le proprie capacità espositive con la terminologia e lo stile tipico della comunicazione scientifica.
E) Capacità di apprendimento il completamento del corso ed il superamento dell’esame assicura l’apprendimento da parte dello studente di strategie sperimentali e metodologie proprie dell’indagine scientifica nell’ambito delle Neuroscienze dei Sistemi. Tale obiettivo è raggiunto attraverso l’impostazione generale delle lezioni frontali che illustrano le attuali conoscenze della ricerca scientifica specifica anche in ambito interdisciplinare.

Programma:

Il sistema somatosensoriale. La sensibilità somatica. Recettori periferici. Sistemi somatici afferenti. Aree somestesiche della corteccia cerebrale. Il dolore. Psicofisica del dolore. Meccanismi nervosi periferici e centrali del dolore. L’analgesia.

Il sistema visivo Retina. Il campo visivo. Topografia delle vie visive. Vie visive magno e parvocellulari. La corteccia striata e le aree extrastriate. La stereopsi. La percezione del colore. Le vie del “dove” e del “cosa”. Psicofisica visiva.

Il sistema uditivo Coclea. Vie acustiche centrali. Aree uditive della corteccia cerebrale. La percezione e la localizzazione dei suoni. Il gusto Recettori gustativi, strutture centrali. L’olfatto Recettori olfattivi, strutture centrali.

Organizzazione generale dei sistemi motori. Muscoli ed unità motorie. Movimenti riflessi e volontari. Leggi del controllo motorio e modelli interni del movimento. I riflessi spinali Riflesso flessorio. Riflesso da stiramento. La basi fisiologiche del tono muscolare.

Il sistema vestibolare ed i suoi riflessi Canali semicircolari. Organi otolitici, Riflesso-vestibolo-oculare. Riflessi vestibolospinali. Il controllo della postura. Tono posturale. Controllo dell’orientamento del capo, del corpo e mantenimento dell’equilibrio.

Il controllo corticale del movimento volontario. Le aree premotorie e motorie della corteccia cerebrale. Vie discendenti motorie. La corteccia parietale posteriore. I nuclei della base. Organizzazione anatomo-funzionale e rilevanza nella neuropatologia. Il cervelletto. Organizzazione anatomo-funzionale del cervelletto e sua rilevanza per le sindromi cerebellari. La corteccia cerebellare. I sistemi spino-cerebellari ed olivo-cerebellari. I nuclei cerebellari. I sistemi cortico-ponto-cerebellari. I sistemi cerebellotalamo-corticali. Il cervelletto e l’apprendimento motorio.

La locomozione. Biomeccanica del cammino. Controllo nervoso della locomozione.

I movimenti oculari. Movimenti saccadici, movimenti di vergenza, movimenti di inseguimento lento. Riflesso vestibolo-oculare, riflesso opto-cinetico, nistagmo.

Le aree associative della corteccia cerebrale. Aree prefrontali, temporali e parietali. Le aree della circonvoluzione del cingolo.

Il sonno e la veglia I meccanismi neurofisiologici e neurochimici sottostanti il ciclo sonno-veglia. L’elettroencefalogramma. La coscienza ed i suoi stati.

La dominanza emisferica I fondamenti biologici del linguaggio. Le funzioni nervose superiori I fondamenti biologici della memoria e dell’apprendimento.

Elementi di storia della neurofisiologia.

• Introduzione alle Neuroscienze dei sistemi
• Metodi utilizzati nello studio delle reti neurali e comportamento
• Sistema somatosensoriale
• Nocicezione e dolore
• Retina e prime vie visive
• NGL e V1
• Percezione dei colori
• Percezione della dimensione e distanza
• Via ventrale nella percezione
• Complesso mediotemporale e via dorsale
• Corteccia parietale posteriore
• Corteccia Motoria primaria
• Aree premotorie
• Nuclei della Base
• Cervelletto
• Controlo della Postura. Equilibrio. Tono muscolare
• Deambulazione
• Movimenti oculari
• Sonno e veglia
• Corteccia prefrontale
• Memoria e apprendimento
• Memoria spaziale
• Linguaggio

Prova orale

Non c’è un libro specifico per questo corso poiché il programma delle lezioni non seguirà un testo particolare.

Coem referenza:

Kandel et al: Principles of Neural Science. McGraw Hill Education. ISBN-13: 978-0071390118.

Bear et al.: Neuroscience: Exploring the Brain. Wolters Kluwer. ISBN-13: 978-0781778176

Articoli scientifici verranno consigliati in classe o su richiesta per approndimento di argomenti di interesse.

Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:
Eseguire programmi Python Archiviare i dati nei programmi Utilizzare le funzioni integrate Rilevare errori di sintassi che si verificano nei programmi Leggere dati tabulari Visualizzare e analizzare statisticamente i dati tabulari Graficare dati biologici Creare funzioni Ripetere le azioni con i loop Operare delle scelte Determinare dove si sono verificati gli errori Gestire errori ed eccezioni Rendere i programmi leggibili Utilizzare software scritto da altre persone Riconoscere vari formati di dati per rappresentare i dati della sequenza DNA/RNA Realizzare in modo indipendente script Python per: - Leggere dati in sequenza utilizzando moduli Python o BioPython - Analizzare i file di dati - Eseguire programmi esterni - Leggere l'input dalla riga di comando Descrivere un'ampia gamma di tecniche di machine learning Riconoscere quale metodo di apprendimento automatico è applicabile a determinati problemi di analisi dei dati Trasformare i dati biologici per l'applicazione ML. In particolare, trasformare i dati di sequenza in un formato leggibile dal computer per l'input in una pipeline di machine learning Dati di sequenza biologica pre-elaborazione per l'elaborazione del linguaggio naturale Creare un modello RF (Random Forest) per classificare un set di sequenze

I metodi moderni in biologia, come il sequenziamento ad alta processività, generano enormi quantità di dati. Per estrarre informazioni da questi dati e formulare le domande giuste, è necessario sviluppare e applicare nuovi metodi provenienti dal data mining, dall'intelligenza artificiale e dal deep learning.

Il corso è strutturato in tre moduli, a cui si aggiunge una sessione finale di 4 ore dedicata a una simulazione dell'esame.

MODULO 1 — INTRODUZIONE

Introduzione al corso

Presentazione del programma

Conoscere la composizione della classe

Ambiente di lavoro

Linguaggio di programmazione Python:

Introduzione a Python

Introduzione al linguaggio Python e all'interprete Python

I diversi modi per eseguire Python: esempi delle diverse modalità per eseguire programmi/script Python

Primi comandi Python e come funzionano in ambienti diversi (terminale shell, incluso l'interprete interattivo, editor di testo per scrivere codice da eseguire in un terminale, editor di codice, IDE e Notebook)

Ambiente di lavoro: Anaconda > Jupyter Lab, Jupyter Notebook

Google Colab

Machine Learning:

Introduzione ai primi concetti fondamentali di ML

ML per dati biologici: utilità e sfide

La relazione tra intelligenza artificiale e machine learning

Differenze tra programmazione "tradizionale" e ML, e perché l'ML può essere molto utile in biologia

Introduzione alla data science

Come funziona l'ML

Breve storia dei dati

MODULO 2 — FONDAMENTI

Fondamenti di Python:

Variabili e assegnazione

Tipi di dati (numeri, stringhe, liste, tuple, dizionari, set)

Funzioni built-in e metodi

Importare moduli e librerie

Cicli for

Condizionali

Ambiente di sviluppo Anaconda (Jupyter Notebook)

Visualizzazione dei dati (Matplotlib)

Debugging di base

Librerie Python per la gestione dei dati: NumPy, Pandas, Matplotlib

Manipolare e analizzare dati tabulari con i DataFrame di Pandas

Fondamenti di ML:

Tipi di machine learning

Concetti chiave: supervised e unsupervised learning, problemi di classificazione, regressione e clustering, classi ed etichette, training, validation e testing

I sei passi dell'ML:

#1 — Importare i dati

#2 — Pulire i dati

#3 — Suddividere i dati: training set e test set

#4 — Creare un modello

#5 — Verificare l'output

#6 — Migliorare la performance

MODULO 3 — PROGRAMMAZIONE AVANZATA

Python avanzato:

Gestione dei file: le diverse modalità per leggere input da file e scrivere output su file

Scrittura di funzioni

Classi

Machine Learning:

Costruire buoni dataset di training — preprocessing dei dati

Training set e test set

KNN

Creazione di un modello

Validazione del modello (cross-validation k-fold)

Hyperparameter tuning

Valutazione delle prestazioni

Il raggiungimento dei risultati di apprendimento (learning outcomes, LO) del corso sarà valutato attraverso due componenti.

La prima componente è la discussione di un progetto di data science. Gli studenti e le studentesse che frequentano il corso sono invitati/e a discutere il proprio progetto in modo progressivo durante il corso e, ove possibile, prima dell'esame scritto. Chi non raggiunge lo standard richiesto con il progetto lo discuterà immediatamente dopo l'esame scritto. La discussione del progetto è pensata per valutare il raggiungimento dei LO di machine learning, nonché la capacità di pensiero critico nella scelta del dataset, nel suo pre-processing e nell'uso dei dati in tutte le fasi di un protocollo di machine learning.

La seconda componente è un esame scritto, che valuta il raggiungimento dei LO di programmazione in Python.

Ciascuna componente è descritta in dettaglio di seguito.

PROGETTO DI DATA SCIENCE

Dovrai realizzare un progetto di data science in cui sceglierai un dataset, lo analizzerai e applicherai un workflow completo di machine learning (ML). Il progetto deve essere sviluppato in un notebook Colab o Jupyter e caricato in una cartella Google Drive dedicata prima della discussione con la docente.

1. Scelta del dataset

Scegli un dataset che ti interessa esplorare. Puoi usare Kaggle o qualsiasi altra risorsa adatta. Prima di iniziare l'analisi, condividi la tua scelta con la docente per verificare che il dataset sia appropriato in termini di complessità e portata.

2. Struttura e contenuto del notebook

Il notebook deve includere le seguenti sezioni, nell'ordine indicato:

Obiettivo — indica chiaramente lo scopo del tuo studio e spiega perché hai scelto questo dataset

Descrizione del dataset — fornisci una descrizione analitica approfondita dei dati (variabili, dimensioni, fonte, limitazioni note, ecc.)

Pre-processing — descrivi e giustifica tutti i passi effettuati per pulire, trasformare e organizzare i dati

Analisi esplorativa dei dati — visualizza e descrivi le principali caratteristiche e pattern presenti nei dati

Workflow di ML — applica un protocollo completo di ML (un workflow di riferimento è disponibile qui); per ogni passo, dalla scelta del modello alla valutazione delle prestazioni, spiega le tue scelte e la strategia adottata

Risultati e discussione critica — presenta i risultati della tua analisi e discutili criticamente, includendo limitazioni e possibili miglioramenti

3. Documentazione

Ogni passo dell'analisi deve essere chiaramente descritto e spiegato. Ogni scelta deve essere giustificata. Il notebook deve avere la forma di un report coerente e autosufficiente, comprensibile anche a chi non era presente alla discussione.

Esame scritto (2h30)

L'esame scritto è composto da due esercizi che valutano le competenze di programmazione in Python e la capacità di lavorare in modo critico con codice generato da strumenti di intelligenza artificiale.

Esercizio 1 — Dallo pseudocodice a Python

Ti verrà fornito uno pseudocodice — una sequenza di istruzioni scritte in linguaggio naturale — e ti verrà chiesto di tradurlo in codice Python funzionante. L'esercizio si articola in due fasi:

Fase 1 (carta e penna): scrivi a mano la tua traduzione in Python, senza eseguirla.

Fase 2 (notebook): trascrivi il codice scritto a mano in un notebook ed eseguilo. Documenta nel notebook tutti gli errori prodotti dall'interprete Python, spiegando la causa di ciascun errore e come lo hai risolto. Questa fase valuta anche le tue capacità di debugging.

Esercizio 2 — Prompt engineering e confronto critico del codice

Ti verrà fornito uno script Python stampato, scritto dalla docente. Il tuo compito è:

Scrivere un prompt per ChatGPT progettato per riprodurre quello script nel modo più fedele possibile

Sottoporre il prompt a ChatGPT e confrontare il risultato con lo script originale

Annotare e spiegare le eventuali discrepanze tra le due versioni, discutendo le possibili cause

Questo esercizio valuta sia la capacità di comunicare in modo efficace un compito di programmazione a uno strumento di intelligenza artificiale, sia la capacità di valutare criticamente il codice generato dall'AI.

Sebastian Raschka - Introduction to Machine Learning

https://sebastianraschka.com/resources/ml-lectures-1/

Sebastian Raschka, Yuxi Liu, Vahid Mirjalili

Machine Learning with PyTorch and Scikit-Learn: Develop machine learning and deep learning models with Python (ISBN-10: 1801819319 ISBN-13: 978-1801819312)

Ulteriori materiali didattici (tra cui slide, tutorial, video, dispense ed estratti da libri di testo, esempi e script) saranno messi a disposizione dalla docente prima e durante il corso.

La prova finale consiste nella presentazione di un elaborato scritto e di un a discussione orale su una attività sperimentale svolta dal laureando come parte fondamentale del percorso formativo della Laurea Magistrale NB

Il corso offre conoscenze teoriche relative alle basi neurofisiologiche dello sviluppo cognitivo e affettivo, ai meccanismi e ai processi che sottendono la neuroplasticità tipica e atipica nelle fasi precoci dello sviluppo e nell’arco di vita, e del ruolo fondamentale che questi processi hanno nello sviluppo e nel mantenimento di stati psicopatologici. Offre inoltre conoscenze avanzate dei meccanismi che partecipano alla neuroplasticità caratteristica dell’ organismo maturo e ai suoi effetti sulle funzioni mentali: in particolare alla plasticità indotta da esperienze di nstress e dai trattamenti riabilitativi e cognitivo7comportamentali, Favorisce, infine, lo sviluppo di conoscenze necessarie ad interpretare i risultati ottenuti dalla ricerca psicobiologica in termini comparati. Queste conoscenze saranno offerte in un ciclo di lezioni frontali (48 ore, 6 CFU) che tratteranno i processi maturativi che si susseguono a partire dallo sviluppo embrionale fino alla tarda adolescenza e alla prima età adulta. Gli eventi maturativi che coinvolgono il sistema nervoso centrale saranno presentati in relazione allo sviluppo cognitivo e affettivo nell’uomo e in altri mammiferi, all’organizzazione della circuitistica cerebrale, ai processi neurobiologici che caratterizzano i periodi critici ei dello sviluppo psicologico, e ai processi neuroplastici che caratterizzano l’apprendimento e l’adattamento disfunzionale ad esperienze avverse e a sostanze psicoattive.
In particolare, lo studente che supera con successo l’esame finale ha acquisito:
1. Una conoscenza avanzata dei processi e dei meccanismi coinvolti nel neurosviluppo in relazione allo sviluppo cognitivo e affettivo[ Conoscenze e comprensione] 2. La capacità di raccogliere dati dalla letteratura scientifica che riporta i risultati della ricerca sperimentale nell’uomo e in atri mammiferi [Conoscenze e Comprensione]. 3. Le capacità analitiche, di problem-solving, e di sintesi che permettono di dedurre dai risultati scientifici i processi e i meccanismi attraverso i quali un’interazione costante tra neuro-maturazione ed esperienza determina lo sviluppo cognitivo e affettivo nei primi anni di vita, nell’adolescenza, e nella prima età adulta, e la capacità di applicare queste conoscenze a realtà e contesti nuovi o interdisciplinari [Saper applicare conoscenze e comprensione]; 4. L’abilità di sviluppare rapidamente e in modo autonomo conoscenze e competenze in campi di studio nuovi al livello necessario a valutare in modo competente e critico i risultati ottenuti dalla ricerca in questi campi [Autonomia di giudizio]; 5. Le abilità necessarie ad ampliare in modo autonomo le proprie conoscenze e competenze

Durante il corso saranno affrontati gli aspetti neurali e cognitivi dello sviluppo postnatale, dando particolare rilievo al ruolo che l'esperienza ricopre nello sviluppo tipico (lezioni 1-4). Verrà descritto lo sviluppo delle principali caratteristiche delle funzioni senomotorie e cognitive (visione-lezione 5-8, acquisizione del linguaggio-lezione 9-10, memoria-lezione 11, connettività funzionale - lezioni 12-14, regolazione emozionale - lezioni 15-18 ) attraverso la presentazione degli aspetti metodologici utilizzati per l'indagine sperimentale (lezioni 19-20), in relazione ad alcune patologie evolutive come ad esempio l'autismo (lezioni 21-23) e la schizofrenia (lezione 24).

• ruolo che l'esperienza ricopre nello sviluppo tipico

(lezioni 1-4)

• sviluppo delle principali caratteristiche delle

funzioni sensomotorie e cognitive: visione (lezioni 5-8), acquisizione del

linguaggio (lezioni 9-10), memoria (lezione 11), connettività funzionale (lezioni

12-14), regolazione emozionale (lezioni 15-18)

• aspetti metodologici utilizzati per l'indagine

sperimentale del neurosviluppo (lezioni 19-20)

• neurosviluppo atipico: schizofrenia e autismo (lezioni

21-24)

La conoscenza e comprensione dei contenuti trattati nel corso delle lezioni frontali saranno oggetto di valutazione attraverso un esame orale.

il materiale didattico sarà fornito dal docente durante il corso

Generali Il corso introduce alle teorie, agli approcci ed ai metodi della ricerca sperimentale sull’attività mentale condotta sull’uomo e sui modelli animali, evidenziando vantaggi e limiti di un approccio comparato. Il corso si articola in attività frontali svolte in aula, con la presenza di ricercatori esperti su temi specifici, e di attività di laboratorio in cui lo studente potrà sperimentare i principali metodi utilizzati negli studi psicobiologici. I principali argomenti trattati durante le lezioni frontali son:  Lo sviluppo storico: etologia e psicologia comparata  Filogenesi e ontogenesi a confronto  Lo sviluppo dei modelli animali e i criteri di validazione  Il cervello dei mammiferi: anatomia, neurotrasmissione e morfologia  Lo studio del comportamento animale: le cure parentali, l’attaccamento, l’adattamento, la comunicazione, l’organizzazione sociale, l’altruismo e la cooperazione, le emozioni, la motivazione,  Utilizzo dei modelli animali nella psicologia e nella psicopatologia  Modelli animali di interazione gene x ambiente nello studio dell’insorgenza delle psicopatologie  Tecniche per lo studio del fenotipo comportamentale, neurochimico e morfologico nel piccolo roditore Le attività condotte durante il laboratorio sono:  Utilizzo di sistemi per l’analisi del comportamento animale  Utilizzo di sistemi per l’analisi dei neuromediatori ex-vivo (punch) e in-vivo (Microdialisi)
 Utilizzo di sistemi per la colorazione di tessuto cerebrale e per l’analisi morfologia (Neurolucida)  Lab meeting di conclusione corso e presentazione delle attività svolte con ppt finale
Specifici Conoscenze e capacità di comprensione: Conoscenze avanzate sui temi emergenti, sul valore traslazionale e sui limiti della ricerca condotta sui modelli animali delle patologie umane. Conoscenza e comprensione dei principi di base, dei modelli teorici e dei metodi di indagine che si utilizzano nelle discipline che hanno come oggetto di studio il comportamento animale. Conoscenza dei principali metodi per la misurazione del comportamento animale, delle principali tecniche di registrazione automatica del comportamento in natura e in laboratorio.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per comprendere i contenuti della letteratura scientifica che ha come oggetto di studio il comportamento umano attraverso l’utilizzo di modelli animali. Capacità di applicare una visione interdisciplinare nello studio di tematiche nuove, diverse e interdisciplinari. Capacità di pianificare disegni sperimentali preclinici e di progettare un esperimento per rispondere a quesiti che riguardano il comportamento animale.
Autonomia di giudizio: Capacità di valutare in modo critico risultati ottenuti da esperimenti condotti su modelli animali di psicopatologia. Capacità di riflettere sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all’applicazione della ricerca preclinica.
Abilità comunicative: Capacità di riportare in forma scritta e orale i dati raccolti dalla letteratura scientifica in lingua inglese in modo competente e chiaro.
Capacità di apprendimento:
Capacità di leggere in modo critico e di comprendere un articolo scientifico sul comportamento animale. Capacità di perseguire autonomamente conoscenze e competenze trattate nell’insegnamento.

• Lo sviluppo storico: etologia e psicologia comparata
• Filogenesi e ontogenesi a confronto
• Lo sviluppo dei modelli animali e i criteri di validazione
• Il cervello dei mammiferi: anatomia, neurotrasmissione e morfologia
• Lo studio del comportamento animale: le cure parentali, l’attaccamento, l’adattamento, la comunicazione, l’organizzazione sociale, l’altruismo e la cooperazione, le emozioni, la motivazione,
• Utilizzo dei modelli animali nella psicologia e nella psicopatologia
• Modelli animali di interazione gene x ambiente nello studio dell’insorgenza delle psicopatologie
• Tecniche per lo studio del fenotipo comportamentale, neurochimico e morfologico nel piccolo roditore
• Lo sviluppo storico: etologia e psicologia comparata
• Filogenesi e ontogenesi a confronto
• Lo sviluppo dei modelli animali e i criteri di validazione
• Il cervello dei mammiferi: anatomia, neurotrasmissione e morfologia
• Lo studio del comportamento animale: le cure parentali, l’attaccamento, l’adattamento, la comunicazione, l’organizzazione sociale, l’altruismo e la cooperazione, le emozioni, la motivazione,
• Utilizzo dei modelli animali nella psicologia e nella psicopatologia•
• Modelli animali di interazione gene x ambiente nello studio dell’insorgenza delle psicopatologie•
• Tecniche per lo studio del fenotipo comportamentale, neurochimico e morfologico nel piccolo roditore

L'esame scritto verterà su 20 domande a risposta multipla o risposta breve + 1 domanda a risposta aperta sul programma del corso. Verrà calcolato 1 punto per ogni risposta multipla corretta, fino a 5 punti per la risposta aperta. Lo studente avrà a disposizione 60 minuti.

L'esame orale ripercorrerà le attività svolte durante il laboratorio e terminerà con la valutazione del ppt prodotto (5 punti)

Per superare l'intero esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30.

Il materiale di studio sarà caricato sulla piattaforma e-learning, insieme alle lezioni del docente e a tutto il materiale per gli approfondimenti.

Sono selezionate le più recenti e rilevanti pubblicazioni sui temi affrontati.

Il corso intende discutere i progressi della biomedicina con particolare riguardo alle applicazioni nel campo della genetica e delle neuroscienze.
Si vuole formare lo studente sulla sperimentazione della medicina molecolare, anche con una visione critica sui dati ottenuti ad oggi in questo campo.
Conoscenze e comprensione Biomedicina e vettori di terapia genica
Capacità di applicare conoscenze e comprensione Medicina molecolare applicata alle neuroscienze
Capacità critiche e di giudizio Valutazione dei punti forti e deboli della medicina traslazionale
Capacità di comunicare quanto appreso Discussione di gruppo dei temi del corso
Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita Maturazione di capacita’ critica oltre che della comprensione della letteratura tecnico-scientifica.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025/2026 modulo I – Isabella Saggio

Programma

1. Tecnologia

Saranno discussi gli strumenti di terapia genica e cellulare per la cura delle patologie genetiche e acquisite, fra cui la terapia genica additiva con sistemi virali e non virali, l’interferenza a RNA, il “genome editing (sistemi Crispr)”, e l’ingegneria tissutale basata sull’uso di progenitori staminali e di cellule staminali indotte (IPS).

2. Malattia e sperimentazione

Il corso intende analizzare le nozioni più recenti sulle basi genetiche e le possibili terapie delle malattie, fra cui quelle che colpiscono il sistema nervoso, le patologie correlate ai fenomeni di invecchiamento, i tumori.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025-2026 modulo II – Romina Burla

Programma

1. Elementi di base della terapia genica di malattie neurologiche.

2. Casi studio di terapia genica di tumori neurologici.

3. Casi studio di terapia genica di malattie genetiche e acquisite.

• TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025/2026 modulo I – Isabella Saggio
• Testi di riferimento: TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025/2026 modulo I – Isabella Saggio
• Modulo I - Tecnologia Saranno discussi gli strumenti di terapia genica e cellulare per la cura delle patologie genetiche e acquisite, fra cui la terapia genica additiva con sistemi virali e non virali, l’interferenza a RNA, il “genome editing (sistemi Crispr)”, e l’ingegneria tissutale basata sull’uso di progenitori staminali e di cellule staminali indotte (IPS).
• Testi di riferimento: Stem Cells: Biology and Engineering / Puc Van Pham (Springer, 2018) ISBN 978-3319774817Cell and Gene Therapies (Advances and Controversies in Hematopoietic Transplantation and Cell Therapy) (1st ed., 2019) ISBN 978-3319543673
• Modulo I-2. Saranno analizzate le nozioni più recenti sulle basi genetiche delle malattie e sulle terapie innovative, fra cui quelle connesse con il sistema nervoso, le patologie correlate ai fenomeni di invecchiamento, i tumori.
• Testi di riferimento: Gene Therapy in Neurological Disorders (1st Ed., 2018) ISBN 978-0128098134
• TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025-2026 modulo II – Romina Burla
• Testi di riferimento: TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025-2026 modulo II – Romina Burla
• Modulo II-1. Elementi di base dlla terapia genica di malattie neurologiche
• Testi di riferimento: Gene Therapy in Neurological Disorders – 2018 - Ed: Mingjie Li and B. Joy Snider - Academic PressISBN: 978-0-12-809813-4 - DOI: 10.1016/C2015-0-04781-5.
• Modulo II-2. Casi studio di terapia genica di tumori neurologici
• Testi di riferimento: Human Glioblastoma–Derived Cancer Stem Cells: Establishment of Invasive Glioma Models and Treatment with Oncolytic Herpes Simplex Virus Vectors. Wakimoto et al., 2009, Cancer Research.Effective Treatment of an Orthotopic Xenograft Model of Human Glioblastoma Using an EGFR-retargeted Oncolytic Herpes Simplex Virus. Uchida et al., 2013, Molecular Therapy. Intrathecal bivalent CAR T cells targeting EGFR and IL13Rα2 in recurrent glioblastoma: phase 1 trial interim results. Bagley et al, 2024, Nature Medicine.EphA3 CAR T cells are effective against glioblastoma in preclinical models. Martins et al., 2024, Journal for Immunotherapy of cancer.Intraventricular CARv3-TEAM-E T Cells in Recurrent Glioblastoma.Choi et al., 2024, The New England Journal of Medicine
• Modulo II-3. Casi studio di terapia genica di malattie genetiche e acquisite
• Testi di riferimento: Lentiviral Gene Therapy for Cerebral Adrenoleukodystrophy. Eichler et al, 2024, The New England journal of medicine. Lentiviral Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy Benefits Metachromatic Leukodystrophy. Biffi et al., 2013 Science. Correction of metachromatic leukodystrophy in the mouse model by transplantation of genetically modified hematopoietic stem cells. Biffi et al., 2004 The Journal of Clinical Investigation. An antisense oligonucleotide against SOD1 delivered intrathecally for patients with SOD1 familial amyotrophic lateral sclerosis: a phase 1, randomised, first-in-man study. Miller et al, 2013. The Lancet Neurology Gene therapy for ALS: A review. Amado et al, 2021, Molecular Therapy.Preemptive dual therapy for children at risk for infantile-onset spinal muscular atrophy. Matesanz et al, 2024 Annals of Clinical and Translational Neurology Adeno-Associated Virus–Delivered Artificial MicroRNA Extends Survival and Delays Paralysis in an Amyotrophic Lateral Sclerosis Mouse Model. Stoica et al, 2016 American Neurological Association RNA interference improves motor and neuropathological abnormalities in a Huntington’sdisease mouse model. Harper et al., 2005, PNAS Preclinical Safety of RNAi-Mediated HTT Suppression in the Rhesus Macaque as a PotentialTherapy for Huntington’s Disease. McBride et al, 2011 American Society of Gene & Cell Therapy Targeted RNA editing in brainstem alleviates respiratorydysfunction in a mouse model of Rett syndrome. Sinnamon et al., 2022, PNASExtension of the Lifespan of a Mouse Model of Rett Syndrome by Intracerebroventricular Delivery of MECP2. Yang et al, 2023. Neurosciences Bulletin

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025/2026 modulo I – Isabella Saggio

Modalità di valutazione

La prova di esame sarà la discussione di un progetto di ricerca, frutto delle attività di laboratorio e tutoraggio che si svolgono durante il corso. In sede di esame la prova sarà orale o scritta con domande aperte.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025-2026 modulo II – Romina Burla

Modalità di valutazione

La prova di esame sarà la discussione di un articolo scientifico. In sede di esame la prova sarà orale o scritta con domande aperte.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025/2026 modulo I – Isabella Saggio

Testi adottati

Stem Cells: Biology and Engineering / Puc Van Pham (Springer, 2018) ISBN 978-3319774817

Cell and Gene Therapies (Advances and Controversies in Hematopoietic Transplantation and Cell Therapy) (1st ed., 2019) ISBN 978-3319543673

Gene Therapy in Neurological Disorders (1st Ed., 2018) ISBN 978-0128098134

Il corso prevede anche l’integrazione dei testi con articoli scientifici di aggiornamento.

I testi e gli articoli sono disponibili per consultazione presso la biblioteca del dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025-2026 modulo II – Romina Burla

Testi adottati

Gene Therapy in Neurological Disorders – 2018 - Ed: Mingjie Li and B. Joy Snider - Academic Press

ISBN: 978-0-12-809813-4 - DOI: 10.1016/C2015-0-04781-5.

Il corso prevede anche l’integrazione dei testi con articoli scientifici di aggiornamento.

I testi e gli articoli sono disponibili per consultazione presso la biblioteca del dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025/2026 modulo I – Isabella Saggio

Bibliografia di riferimento

La bibliografia utilizzata per il corso è disponibile e aggiornata nella piattaforma elearning nella pagina dedicata al corso.

TERAPIA GENICA E NEUROSCIENZE 2025-2026 modulo II – Romina Burla

Bibliografia di riferimento

La bibliografia completa è disponibile alla pagina e-learning dedicata al corso.

Il programma delle Altre Attività Formative ha l’obiettivo di fornire agli studenti strumenti utili per:

• Ampliare la formazione in ambito neuroscientifico, attraverso la frequenza obbligatoria di seminari tenuti da relatori nazionali e internazionali.

(1 CFU – Tirocini formativi e di orientamento)

• Sviluppare competenze nell’ambito della ricerca bibliografica, con particolare attenzione a: l’utilizzo di software per la gestione delle fonti bibliografiche; conoscenze di base di bibliometria, finalizzate all’indicizzazione dei risultati della ricerca; familiarizzazione con software di base per l’analisi dei dati.

(1 CFU – Abilità informatiche e telematiche)

• Acquisire conoscenze e competenze trasversali (soft skills), orientate all’employability e all’ingresso nel mondo del lavoro, anche tramite il programma istituzionale di Ateneo: https://www.uniroma1.it/it/pagina/competenze-trasversali-di-orientamento-al-lavoro-e-imprenditoriali

(1 CFU – Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro)

Non è previsto un programma specifico a priori. Le attività si articolano come segue:

• Seminari curriculari (minimo 5 all’anno): verranno comunicati nel corso dei semestri di insegnamento, con indicazione di date e relatori. La partecipazione è obbligatoria per il riconoscimento del credito formativo.
• Attività informatiche: si svolgeranno nel secondo semestre. Il programma dettagliato sarà reso disponibile al termine del primo semestre.
• Altre conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro: gli studenti potranno scegliere liberamente tra i corsi offerti nell’ambito dell’Ateneo Sapienza, consultabili alla pagina dedicata.

Per ogni attività viene richiesta una breve relazione

Per le Altre Attività Formative non sono previsti testi obbligatori. Eventuali materiali specifici saranno forniti direttamente dai docenti/formatori durante gli incontri