"Il bene e il male nell’esperienza sensoriale" - PRIN 2017

  Tuesday, June 11, 2019
Il bene e il male nell’esperienza sensoriale: comprendere le ragioni dell’impatto prepotente degli stimoli emotivi sulla cognizione e sul comportamento e i meccanismi neurocognitivi che consentono di difendersi, coordinato da Leonardo Chelazzi del dipartimento di Neuroscienze, biomedicina e movimento, è tra i progetti  dell’università di Verona finanziati dal bando Prin 2017.
 
Il programma Prin è destinato al finanziamento di progetti di ricerca pubblica, allo scopo di favorire il rafforzamento delle basi scientifiche nazionali e rendere più efficace la partecipazione alle iniziative relative ai Programmi Quadro dell’Unione Europea. Il meccanismo di assegnazione dei fondi del Miur è basato su precisi principi guida: l’alto profilo scientifico del coordinatore nazionale e dei responsabili di unità operativa; l’originalità, adeguata metodologia, impatto e fattibilità del progetto di ricerca; la finanziabilità dei progetti in ogni campo di ricerca; un adeguato sostegno finanziario garantito dal Miur. 
 
Alcuni stimoli sensoriali, caratterizzati da una forte rilevanza emotiva e motivazionale, ossia stimoli con un significato appetitivo o aversivo, sia esso innato o acquisito con l’esperienza, hanno la capacità di innescare nel nostro cervello processi di elaborazione più intensi e pervasivi rispetto a stimoli sensoriali neutri. Gli stimoli emotivi tendono così a catturare automaticamente la nostra attenzione e a elicitare reazioni comportamentali impellenti. Esistono tuttavia dei meccanismi cerebrali che consentono all’individuo di sopprimere queste tendenze automatiche per conseguire i propri obiettivi comportamentali primari.
 
Attraverso un approccio comparativo e multidisciplinare, il progetto di ricerca ha lo scopo di comprendere pienamente quali siano i meccanismi neurocognitivi che conferiscono uno status di elaborazione privilegiata agli stimoli sensoriali con rilevanza emotiva e, al contempo, quali meccanismi possano intervenire per sopprimere l’impatto prepotente di tali stimoli in caso di necessità.
 
La ricerca si svilupperà secondo un quadro sperimentale coerente per indagare e comprendere i seguenti aspetti specifici: il primo obiettivo riguarda i tratti neurocognitivi che conferiscono uno "status speciale" a stimoli sensoriali rilevanti dal punto di vista emotivo-motivazionale, sia in termini di rappresentazione sensoriale che in relazione al loro accesso privilegiato ai sistemi attentivi e motori; il secondo obiettivo si concentra i meccanismi neurali che permettono la soppressione della rappresentazione privilegiata di tali stimoli e della loro capacità di determinare in maniera automatica l'attenzione e il comportamento, quando l'organismo è guidato dalla necessità di raggiungere un obiettivo comportamentale primario;
il terzo obiettivo ha come focus la variabilità inter-individuale, sia all'interno di popolazioni normali che patologiche, nella codifica dello “status speciale" degli stimoli emotivi e nella capacità di far fronte, quando necessario, al loro forte impatto distraente.
 
Al fine di raggiungere il primo obiettivo, saranno indagati i meccanismi neurocognitivi attraverso i quali gli stimoli emotivi possono esercitare un'influenza pervasiva e multiforme sull'attività mentale, orientamento attentivo, e sul comportamento (avvicinamento/evitamento). In particolare, sarà indagata l'ipotesi secondo la quale gli stimoli emotivi sono codificati in modo diverso rispetto a stimoli neutri, ma percettivamente simili, a livello di cortecce sensoriali di ordine superiore. Verranno inoltre utilizzate una serie di tecniche diverse, come registrazioni elettrofisiologiche multi-area nel primate non-umano, analisi di connettività funzionale con fMRI in soggetti umani, optogenetica nei roditori, per indagare i circuiti nervosi responsabili dell’elaborazione degli stimoli emotivi. Particolare enfasi sarà posta sull'esame della comunicazione tra le aree corticali responsabili della codifica percettiva degli stimoli testati e le aree corticali e sottocorticali specificamente coinvolte nell'elaborazione emotivo-motivazionale. In aggiunta, ci concentreremo sull'analisi della connettività tra cortecce sensoriali di ordine superiore e centri di controllo motorio/pre-motorio, come probabile base per il potente innesco di risposte comportamentali automatiche da parte di stimoli emotivi, e della connettività tra le cortecce sensoriali e i nodi fondamentali della rete di controllo attentivo.
 
Il secondo obiettivo di ricerca consisterà nell’esplorare i meccanismi che aiutano a contrastare l'impatto degli stimoli emotivi sulla cognizione e sul comportamento. È noto che il cervello ha la capacità di moderare l'elaborazione di questi stimoli e le conseguenze comportamentali che ne derivano, probabilmente attraverso l'attivazione di sistemi dedicati. Il ruolo funzionale di questi ultimi dovrebbe essere quello di diminuire l'attività neurale a più livelli di elaborazione, in modo che l'individuo possa mantenere l'attenzione sui suoi obiettivi comportamentali primari e limitare ogni eccessiva variazione del suo stato emotivo e corporeo. In questo caso l'obiettivo sarà quello di far luce sui sistemi e le dinamiche cerebrali responsabili di inibire le reazioni cognitive, attentive, emotive e comportamentali innescate da stimoli intrinsecamente emotivi o che hanno precedentemente acquisito valenza emotivo-motivazionale attraverso l'apprendimento associativo. I correlati cerebrali dei meccanismi inibitori saranno esplorati seguendo gli stessi approcci sopra descritti. Inoltre, utilizzeremo tecniche non-invasive, come TMS nell'uomo, e invasive, come micro-stimolazione elettrica nel primate non-umao, interventi farmacologici e optogenetica nei roditori, per modulare l'efficacia dei meccanismi inibitori, alterando l'attività nervosa a livello di regioni cerebrali critiche, precedentemente identificati.
 
Infine, come terzo obiettivo, indagheremo la variabilità inter-individuale sia in relazione ai tratti neurocognitivi fondamentali dell'elaborazione cerebrale degli stimoli emozionali, sia in relazione ai meccanismi cerebrali che permettono di sopprimere il loro impatto dominante. La variabilità inter-individuale, che sarà valutata sia nella popolazione normale che in gruppi selezionati di pazienti, sarà utilizzata come strumento critico per dimostrare la solidità e la rilevanza delle nozioni acquisite durante le fasi precedenti del progetto.
 
Nel complesso, il progetto si baserà su un approccio interdisciplinare fondato su due principi chiave: l’analisi comparativa dei meccanismi neurali coinvolti in specie diverse (uomo, primati non-umani, roditori), che consentirà la caratterizzazione di architetture cerebrali evolutivamente conservate e funzionalmente rilevanti; l’analisi dei meccanismi nervosi con tecniche molteplici, caratterizzate da livelli diversi di risoluzione spazio-temporale, ossia l’analisi del comportamento, l’analisi dei circuiti cerebrali, quali fMRI, EEG-ERP, TMS, e l’analisi delle basi cellulari dei fenomeni indagati, come biologia molecolare e immunoistochimica, elettrofisiologia, optogenetica.
 
 


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