2009 Progetto Ordinario
Responsabile Scientifico: Egidio D’Angelo
I circuiti cerebro-cerebellari sono coinvolti in numerosi processi che vanno dal controllo sensorimotorio alle funzioni cognitive. Tuttavia, le proprietà funzionali di questi circuiti rimangono largamente sconosciute. Accanto alla forte spinta di comprendere al meglio le loro funzioni, sta emergendo chiaramente che le anomalie dei circuiti cerebro-cerebellari implicano variazioni plastiche che possono giocare un ruolo centrale nel recupero funzionale di diversi stati patologici coinvolgendo processi sia cognitivi che sensori-motori, come l’ictus, il quale può causare atassia cerebellare. In questo progetto investigheremo la funzione di questi circuiti in pazienti colpiti da ictus cerebellare e compareremo i risultati con soggetti sani. La modulazione prolungata della funzione cerebro-cerebellare sarà ottenuta usando la stimolazione ripetitiva magnetica transcranica (rTMS) per modificare i processi di apprendimento che avvengono nella corteccia cerebellare.
Questo permetterà allo stesso tempo di studiare la deposizione e il recupero di informazioni mnemoniche
e di valutare l’efficacia della rTMS come strumento di riabilitazione.
Le basi cellulari di questi meccanismi saranno analizzati in un laboratorio di animali utilizzando tecniche elettrofisiologiche e di imaging in vitro e in vivo.
L’ipotesi principale è che l’apprendimento indotta da una stimolazione con frequenza theta (TBS) nel cervelletto dipende dai recettori NMDA i quali sono primariamente espressi nella strato granulare.
Quindi, verrà esaminato l’effetto di farmaci attivi su questi recettori (l’agonista D-serina e l’antagonista memantina). Questi test farmacologici saranno anche eseguiti sull’uomo in associazione con la rTMS in modo da comprendere meglio il meccanismo d’azione del TBS sui circuiti cerebellari. Questo progetto, oltre ad ottenere informazioni importanti sulle proprietà plastiche dei circuiti cerebro-cerebellari, permetterà di capire l’effetto della rTMS sulla plasticità a lungo-termine nei tessuti cerebrali e promuoverà la ricerca di nuovi e riabilitativi strumenti per un ampio spettro di patologie che si ripercuotono sulla funzionalità e l’apprendimento cerebellare.
a) La rTMS verrà usata per indagare il ruolo della memoria sensori-motoria del cervelletto in movimenti saccadici controllati nell’Unita di Neurofisiologia clinica del BCC in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Computazionali dell’Università di Pavia; effettuerà inoltre anche registrazioni di patch-clamp.
b) L’IRCCS Santa Lucia a Roma studierà il circuito motorio cortico-cerebellare utilizzando specifici protocolli di apprendimento e userà la rTMS per modificare la plasticità del cervelletto e farmaci che agiscono sui recettori da cellule granulari, cellule del Golgi e le cellule del Purkinjie in fettine cerebellari di ratto NMDA per determinare i meccanismi.
Obiettivi principali:
- indagare la funzione dei circuiti cerebro-cerebellari in pazienti colpiti da ictus cerebellare, comparando i risultati con soggetti sani;
- valutare l’efficacia della rTMS come strumento di riabilitazione, con la finalità di sviluppare approcci innovativi nella neuroriabilitazione di pazienti con lesioni cerebellari.