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FONDAZIONE SANTA LUCIA
ISTITUTO DI RICOVERO E CURA A CARATTERE SCIENTIFICO
OSPEDALE DI RILIEVO NAZIONALE E DI ALTA SPECIALIZZAZIONE PER LA RIABILITAZIONE NEUROMOTORIA
ATTIVITÀ SCIENTIFICA
ANNO 2006

A cura della Direzione Scientifica Fondazione Santa Lucia IRCCS
Antonio Ierna e Alessandra Venturi
www.hsantalucia.it
e-mail: direzione.scientifica@hsantalucia.it

INDICE
Pag.
PRESENTAZIONE 1
INTRODUZIONE 7
SEZIONE I 13
DATI PLANIMETRICI 15
STRUTTURA ORGANIZZATIVA 39
DATI STATISTICI SULL’ATTIVITÀ ASSISTENZIALE 87
SERVIZIO DI DOCUMENTAZIONE E BIBLIOTECA 99
SEZIONE II 157
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE 159
ATTIVITÀ DIDATTICA E FORMATIVA 187
BORSE DI STUDIO 209
SEMINARI E CONVEGNI 273
TRIALS CLINICI 281
PERCORSI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI 285
– BLED – Batteria sul linguaggio dell’emisfero destro. Valutazione
della pragmatica della comunicazione verbale nei pazienti
cerebrolesi (Paola Marangolo, M. Cristina Rinaldi, Marco Lauriola) 287
– Depressione e demenza (Riccardo Torta, Carlo Caltagirone,
Angela Scalabrino, Gianfranco Spalletta) 289
– Field tests for evaluating elite wheelchair basketball players
(Stefano Brunelli, Marco Traballesi, Tiziano Averna,
Paolo Porcacchia, Lorenzo Polidori, Carlo Di Carlo,
Carlo Di Giusto, Marco Marchetti) 291
– Infezioni da Staphylococcus Aureus meticillino-resistente
in strutture ospedaliere di riabilitazione neuromotoria
(Antonino Salvia, Angelo Rossini, Maria Pia Balice,
Sandra Terziani, Emilio Guaglianone, Gianfranco Donelli) 293
2006 V

Indice
– Mild Cognitive Impairment: la fase preclinica di demenza
(Laura Serra, Roberta Perri, Carlo Caltagirone, Gruppo di Studio
“ Diagnosi precoce della Malattia di Alzheimer ” IT.I.N.A.D.) 297
– Parole in corso. Materiali per il recupero delle difficoltà
di lettura (Anna Judica, Laura Baldoni, Luciana Chirri,
Cecilia Cucciaioni, Guido Del Vento) 301
– Progetto movimento e salute. Consigli pratici per mantenere
una buona efficienza fisica (Marco Traballesi, Tiziano Averna,
Paolo Porcacchia, Emanuela Lucarelli, Cristina Paganelli,
Lorenzo Polidori) 303
– La valutazione del deterioramento cognitivo e
la Mental Deterioration Battery (Ilaria Spoletini, Roberta Perri,
Carlo Caltagirone) 305
PRODUZIONE SCIENTIFICA 309
BREVETTI 357
– Carrozzina per disabili con dispositivi in grado di rilevare e
fornire informazioni dettagliate riguardo al comportamento
di un soggetto disabile rispetto a compiti semplici
(Roberta Annicchiarico, Carlo Caltagirone, Ulises Cortès,
Antonio Benito Martinez Velasco) 359
– Strumento per lo screening del rischio nutrizionale
(Francesco Branca, Giulia Cairella, Francesca Garbagnati,
Umberto Scognamiglio, Giuseppe Rotilio, Antonino Salvia) 361
SEZIONE III 365
SETTORI DI RICERCA 367
ATTIVITÀ DI RICERCA CORRENTE 369
A – Neurologia clinica e comportamentale (Carlo Caltagirone) 371
B – Metodologie innovative in riabilitazione (Francesco Lacquaniti) 423
C – Neuroscienze sperimentali (Giorgio Bernardi) 449
D – Neuropsicologia (Luigi Pizzamiglio) 489
E – Neurofisiopatologia clinica (Maria Grazia Marciani) 523
F – Neuroimmagini funzionali (Emiliano Macaluso) 549
G – Ricerca clinica traslazionale (Stefano Paolucci) 577
ATTIVITÀ PER PROGETTI 597
– Analisi, elettrofisiologica, biologica e comportamentale
in modelli animali di distonia (Nicola Biagio Mercuri) 599
VI 2006

Indice
– A comparison of the pharmacological effects between
carbamazepine and oxcarbazepine: an electrophysiological
study in vitro (Nicola Berretta, Robert Nisticò) 617
– Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and
caspases in cancer and in apoptosis (Daniela Barilà) 621
– Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante
tecniche avanzate di neuroimaging (Marco Bozzali) 641
– Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio (Myrka Zago) 661
– E-learning in neuroriabilitazione. Focus sul miglioramento
della qualità della vita nelle persone anziane e disabili
(Carlo Caltagirone) 675
– Esocitosi glutammatergica e cross-talk eccitotossico
tra motoneuroni e glia nella Sclerosi Laterale Amiotrofica:
ricerca di nuovi targets farmacologici
(Anna Maria Michela Di Stasi, Patrizia Longone) 683
– Genetic, transcriptional and biochemical studies of the
mitochondrial aspartate/glutamate transporter (ARALAR)
and the SLC25A12 gene in autism (Antonio M. Persico) 691
– Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e
autonomia di soggetti affetti da disabilità motoria
(Donatella Mattia) 699
– K4CARE (Knowledge-based homecare eservices for
an ageing Europe) (David Riaño, Roberta Annichiarico) 711
– Meccanismi di danno neuronale alla base della
neurodegenerazione nelle patologie del sistema
extrapiramidale (Antonio Pisani) 721
– Qualità della vita del traumatizzato cranico percepita
dal paziente e dalla sua famiglia (Rita Formisano) 739
– Riabilitazione neuromotoria e nuove strategie per il recupero della
mobilità in pazienti con esiti di ictus cerebrale (Barbara Marconi) 745
– Studio delle possibili alterazioni elettrofisiologiche dei neuroni
corticali e striatali in un modello animale di Sclerosi Multipla
(topi con encefalite allergica sperimentale) (Diego Centonze) 749
– Studio del ruolo degli zuccheri nella eziologia della
Sclerosi Multipla (Anna Maria Papini, Luca Battistini) 753
– Studio del ruolo delle regioni sensorimotorie corticali primarie
nei fenomeni di affaticamento indotti da movimenti ripetuti
dell’arto superiore in lavoratori a rischio (Marco Molinari) 759
– Studio epidemiologico sul rischio alimentare negli adolescenti
(Stefania Bandinelli, Marco Traballesi) 763
– Utilizzo della vibrazione muscolare nel recupero motorio
in pazienti con esiti di ictus cerebrale (Barbara Marconi) 775
– Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE
e in pazienti con SM e deficit cognitivi (Luca Battistini) 779
2006 VII

PRESENTAZIONE

Con le strutture logistiche in suo possesso, le importanti collaborazioni
scientifiche, la produttività scientifica qualificata ed il
numero crescente di ricercatori presenti nel proprio ambito, la
Fondazione Santa Lucia si configura da tempo e sempre più come
un’importante realtà nazionale nell’ambito della ricerca biomedica
e neuroscientifica, collocandosi tra i primi quindici IRCCS per
assegnazione di fondi pubblici di ricerca corrente, ma evidenziandosi
al settimo posto assoluto per impact factor ed al primo nel
centro-sud. E ciò evidenzia la continuità di un’opera e di un impegno
a tutto campo anche in un contesto congiunturale e discontinuo
di risorse. Per la Fondazione il 2006 è stato un periodo di sempre
maggiore stabilizzazione ed accrescimento sotto il profilo clinico-assistenziale,
e di sviluppo sotto quello strutturale-logistico e
di ricerca scientifica. La degenza e le attività ad essa correlate sono
a pieno regime e le evidenze operative avvalorano le scelte effettuate
dal punto di vista assistenziale ed alberghiero.
Nel complesso delle realtà sanitarie-assistenziali esterne si colloca
l’attività della Fondazione nell’ambito della rete regionale dei
Centri per le Malattie Rare e nella commissione della Agenzia di
Sanità Pubblica della Regione Lazio per la revisione periodica
delle linee guida per la compilazione e la codifica ICD9-CM della
scheda di dimissione ospedaliera. Di particolare interesse appare,
poi, l’accordo raggiunto con la Sezione Romana della UILDM che
ha portato all’apertura di un laboratorio di ricerca all’interno della
Fondazione ed alla definizione di una attività per analisi di diagnostica
genetica in regime di convenzione col SSN.
Dal punto di vista operativo interno si ricorda l’adozione della
“ Cartella infermieristica ”, strumento che attesta le prestazioni
professionali infermieristiche sul paziente come parte integrante
della cartella clinica, e l’attività del Comitato per le Infezioni Ospedaliere
(CIO). Il quale, analizzando i risultati forniti dal laboratorio
analisi della Fondazione ed alla luce di una precedente indagine,
ha ritenuto opportuno ripetere lo studio di prevalenza delle infezioni
nosocomiali; sono stati pertanto definiti il protocollo di indagine
e la scheda di rilevazione, strumenti condivisi con i referenti
nelle singole Unità Operative. Nell’aprile 2006 è nato il Gruppo
Operativo sulle Lesioni da Decubito per la stesura di un trial clinico
e per l’elaborazione di linee guida e protocolli assistenziali
condivisi, che nel luglio ha stilato il documento conclusivo sui protocolli
e nel mese di settembre, poi, ha organizzato numerosi
2006 3

Presentazione
incontri formativi con medici ed infermieri per illustrare i protocolli
stessi e la loro corretta applicazione. Alla luce delle richieste
di farmaci per i pazienti ricoverati e di nuove indicazioni terapeutiche
emerse da trials clinici su pazienti in cura presso la Fondazione,
è stata istituita una commissione per il Prontuario Terapeutico
Ospedaliero (PTO) che ha aggiornato e diffuso lo stesso a tutti
i medici, i direttori delle Unità Operative, le Caposala ed al Servizio
Farmacia per ottimizzare le richieste e contenere quelle di farmaci
fuori prontuario, e, dall’analisi effettuata a fine 2006, si è
riscontrata una significativa riduzione delle richieste di farmaci
fuori PTO ed un più appropriato uso di antibiotici.
Per quanto riguarda l’attività del Centro Studi Alimentazione e
Riabilitazione (CeSAR), è stato definito un protocollo nutrizionale
per i pazienti post-ictali, con particolare riferimento alla valutazione
dello stato nutrizionale, al fabbisogno reale di ogni paziente
ed al trattamento in caso di deglutizione normale, di vari gradi di
disfagia e di nutrizione enterale. Il protocollo, che fornisce anche
indicazioni per la definizione del piano dietetico successivo alla
dimissione, è pubblicato nel “ Manuale di nutrizione clinica e
scienze applicate ” edito da SEU.
Una apposita commissione costituita dai Direttori (Sanitario,
Scientifico e delle Unità Operative) e dal Responsabile della Qualità
ha elaborato, infine, una serie di percorsi diagnostico-terapeutici
per pazienti affetti da specifici stati e patologie quali la Sclerosi
Multipla, l’ictus cerebri e le patologie respiratorie trattate in DH.
Mentre per l’incontinenza urinaria è stato definito, dal servizio di
Neurourologia, un protocollo riabilitativo applicabile in regime di
day hospital e supportato da un parallelo o successivo programma
domiciliare.
Il 2006 ha visto anche la sostanziale rivisitazione delle attività
del Comitato Etico, il quale, nelle more della propria ricostituzione
ai sensi del DL del 12 maggio 2006 ha aggiornato il Regolamento
per adeguarlo a quanto previsto, sia dal DLgs 211/2003 di attuazione
della direttiva 2001/20/CE relativa all’applicazione della
buona pratica clinica nell’esecuzione delle sperimentazioni cliniche,
sia dal DL 17 dicembre 2004 sull’esecuzione delle sperimentazioni
cliniche, con particolare riferimento a quelle ai fini del
miglioramento della pratica clinica (cosiddetto decreto per le sperimentazioni
no profit), il quale ha definito caratteristiche, tempi e
modalità di sviluppo delle sperimentazioni clinico-farmacologiche
condotte né a fini “ registrativi ” né commerciali.
4 2006

Presentazione
Dal punto di vista della ricerca si è registrato un evidente
aumento dei progetti in attività, delle collaborazioni scientifiche,
del coinvolgimento e partecipazione di rappresentanti dell’Istituto
a simposi, visite e stages in centri di ricerca, nazionali ed internazionali,
come sempre più numerosi sono stati giovani ricercatori
ed affermati scienziati della Unione Europea e di Paesi extracomunitari
che hanno fatto capo alla Fondazione (personale interno
ha partecipato a stages formativi in prestigiosi Centri internazionali
per 347 giorni, mentre personale di altre Istituzioni è stato
ospite della Fondazione per 1941 giorni). Questo si è reso possibile
per la sempre maggiore apertura dell’Istituto verso diversificati
interessi e realtà di ricerca, del mondo scientifico e industriale,
dell’associazionismo e del volontariato, nazionale ed
internazionale, con la conseguente possibilità di sviluppare
numerosi filoni di attività e singoli progetti anche in presenza di
un sostanziale rallentamento dei flussi programmatici e finanziari
istituzionali.
Particolare evidenza assumono alcune convenzioni di ricerca
per la definizione di ausili con avanzate tecnologie informatiche
che hanno condotto anche a sviluppi brevettuali. In particolare si
ricorda l’accordo triennale con il Centro di Biomedicina Spaziale
dell’Università di Roma Tor Vergata attraverso cui la Fondazione
prenderà parte ad un importante studio finanziato dall’Agenzia
Spaziale Italiana (ASI) sui disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio:
il progetto parte dalla ricerca spaziale ed in particolare
dagli studi sulla salute degli astronauti in condizioni di microgravità,
mirando a contribuire al miglioramento della qualità di
vita in pazienti con disabilità neuromotorie e cardiorespiratorie.
La crescita costante delle attività scientifiche e delle collaborazioni
si è tradotta anche in un consistente aumento del numero
e della qualità delle pubblicazioni scientifiche edite su riviste internazionali
e ciò trova riscontro in un totale di 984 punti Impact Factor
(l’indice utilizzato per la valutazione della qualità scientifica
delle pubblicazioni) per 237 pubblicazioni, con una media superiore
ai 4 punti IF per pubblicazione. Inoltre, alcune pubblicazioni,
considerate di particolare valore ed interesse, sono state scelte per
rappresentare in copertina il numero della rivista sulla quale sono
state divulgate (“ Oligodendrocytes express P2Y12 metabotropic
receptor in adult rat brain ”, pubblicato su Neuroscience di Settembre
2006 e “ Multisensory processing in sensory-specific cortical
areas ”, pubblicato su Neuroscientist di Agosto 2006).
2006 5

INTRODUZIONE

Ogni anno, dal 1985/86, l’Ospedale di rilievo nazionale e di alta
specializzazione per la riabilitazione neuromotoria S. Lucia ha
pubblicato la raccolta della propria produzione scientifica.
Questo nuovo volume, quattordicesimo a partire dal 1992,
anno di riconoscimento del S. Lucia come Istituto di Ricovero e
Cura a Carattere Scientifico, contiene una sintesi dell’attività
assistenziale, diagnostica e curativa, insieme a quella didattica, di
studio e approfondimento scientifico, convegnistica, editoriale e di
maggior parte della programmazione scientifica.
Il S. Lucia iniziò la propria attività clinica, con diversa denominazione,
nel 1960, per rispondere all’esigenza, all’epoca ancora
molto sentita, di assistenza ai reduci motulesi della seconda guerra
mondiale. Successivamente è proseguita l’attività, sia in regime di
ricovero che ambulatoriale, a favore di pazienti affetti da lesioni
del sistema nervoso o dell’apparato mio-osteo-articolare, aventi
origine da forme morbose o traumatiche con esiti invalidanti. È
noto che queste patologie sono in aumento sulla scena sanitaria,
odierna e futura, in funzione sia dell’invecchiamento della popolazione,
con patologie croniche degenerative ed invalidanti, sia del
numero di infortuni (stradali, lavorativi e domestici).
Gli oltre quarant’anni trascorsi dalla fondazione del S. Lucia ad
oggi hanno coinciso con la nascita e lo sviluppo di quella parte
essenziale della Medicina che viene denominata “ Riabilitazione ” e
che persegue lo scopo di restituire ai disabili il possesso parziale o
totale delle attività funzionali lese. A questo processo di crescita il
S. Lucia ha recato un contributo importante, avvalendosi della
preziosa esperienza conseguita ospitando nell’ultimo decennio una
media di mille e cinquecento pazienti ogni anno e trattandone,
nello stesso periodo di tempo, un ugual numero ambulatorialmente
o in regime di Day Hospital.
In realtà nei primi anni Sessanta il concetto stesso di riabilitazione,
nella sua accezione moderna, era praticamente sconosciuto.
Esisteva pochissimo in termini di risorse umane professionalizzate,
metodologie e cultura e quel che c’era non veniva riconosciuto
dagli Enti assistenziali dell’epoca. Dal S. Lucia, e non solo,
partirono, nel corso degli anni, iniziative e idee che suscitarono
inizialmente perplessità e diffidenza, mentre sono oggi accettate
dai medici e da chiunque si occupi, a vario titolo, di riabilitazione.
Si è cominciato così a parlare delle varie metodologie di rieducazione
funzionale, del reinserimento sociale e lavorativo dei disabili,
della sport-terapia, del trattamento a domicilio o in day-
2006 9

Introduzione
hospital e di tante altre problematiche che appaiono oggi almeno
in parte risolte e acquisite in un ampio “ corpus ” dottrinario e
scientifico.
Quanto si è riportato in questo come negli altri volumi ha
attinenza con l’attività assistenziale che il S. Lucia ha svolto, nell’arco
di oltre quarant’anni, in rapporto di convenzione con la
Regione Lazio, che ha consentito la erogazione di interventi assolutamente
gratuiti ed ha così collocato l’Ospedale, di fatto, anche
se non dal punto di vista strettamente giuridico, nella rete ospedaliera
pubblica dando sostanza ai principi del S.S.N. di garanzia del
diritto alla salute sotto l’aspetto preventivo, curativo e riabilitativo.
All’inizio degli anni Ottanta, l’Amministrazione decise di
riservare una parte del bilancio alla ricerca scientifica partendo
dal presupposto che potesse risultare proficua, ai fini di una
migliore conoscenza in ambito clinico-riabilitativo, la ricerca sull’ampia
casistica di cui il S. Lucia disponeva.
Fu bandito ogni anno un concorso per il finanziamento di
progetti da portare avanti all’interno della struttura, su temi attinenti
alle finalità istituzionali dell’Istituto. Alla proposta aderì un
certo numero di studiosi universitari soprattutto, ma non esclusivamente,
italiani. Furono condotte ricerche concernenti lo studio
delle neuro-lesioni e delle relative conseguenze d’ordine motorio
e cognitivo. I temi e i risultati di questi studi vennero portati a
conoscenza dei cultori della materia in occasione di Simposi annuali
e furono oggetto, nel contempo, di una serie numerosa di
pubblicazioni su riviste scientifiche e di divulgazione, italiane ed
estere. Fra gli argomenti di maggiore interesse, sono da annoverare
gli studi sui disturbi attentivi, sul trattamento delle sindromi
post-comatose, sulla diagnosi e la cura delle afasie, sulla vescica
neurologica.
In parallelo all’attività di ricerca si sviluppò anche l’attività
didattica: in un primo tempo, presso l’Istituto, si effettuarono i
tirocini di alcune Scuole Universitarie per Terapisti della Riabilitazione
e in seguito due di queste fruirono dei locali e delle attrezzature
necessari all’espletamento della loro attività istituzionale.
Anche i docenti furono in gran parte reperiti fra gli stessi medici e
tecnici dipendenti. Da alcuni anni inoltre alle scuole summenzionate
si sono aggiunte quella presso l’Università Tor Vergata di
Roma per il conseguimento della specializzazione in Urologia, in
Neurologia e in Neuropsicologia, i cui allievi frequentano quotidianamente
le corsie ed i laboratori di ricerca dell’Istituto.
10 2006

Introduzione
Il complesso di attività cliniche, di ricerca e didattiche ha portato
il Santa Lucia ad essere riconosciuto come Istituto di Ricovero
e Cura a Carattere Scientifico con decreto congiunto dei
Ministeri della Sanità e dell’Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica
(agosto 1992). Tale riconoscimento colloca la struttura
stessa tra gli Ospedali di rilievo nazionale e di alta specializzazione
per la riabilitazione neuromotoria.
2006 11

SEZIONE I

Dati
planimetrici

16 2006

➔
➔
➔
2006 17

Sezione I
DATI PLANIMETRICI
Sede di Roma, Via Ardeatina 306
Superficie totale mq 90.000
Cubatura complessiva mc 220.000
Area coperta mq 70.000
Area a verde mq 40.000
Parcheggi mq 35.000
Locali per la Degenza mq 30.000
Servizi Riabilitativi mq 7.450
Terapia del linguaggio mq 350
Trattamenti riabilitativi extra-ospedalieri mq 800
Terapia cognitiva e comportamentale mq 200
Day Hospital respiratorio mq 500
Palestre U.O. mq 2.100
Palestra MFR (esterni) mq 500
Palestra attività sportive varie mq 1.600
Idrochinesiterapia mq 1.400
18 2006

Dati planimetrici
Poliambulatorio mq 1.000
Laboratorio Analisi mq 300
Dipartimento Immagini mq 650
Laboratori di ricerca (in attività) mq 3.450
Neurofisiopatologia mq 470
Neuropsicologia mq 580
Fisiologia neuromotoria mq 800
Neurologia clinica e comportamentale mq 450
Neuroimmagini funzionali mq 300
Neuroimmagini funzionali Centro Fermi mq 400
Neuroimmagini funzionali (da ristrutturare) mq 350
Centro studi in alimentazione e riabilitazione mq 100
Centro Congressi mq 1.240
Aule didattica mq 1.000
Biblioteca mq 440
Uffici (Amministrazione, Direzione Sanitaria
e Direzione Scientifica) mq 1.850
Servizi vari (manutenzione, depositi, archivi,
magazzini, guardaroba, cucina) mq 4.000
2006 19

Fondazione Santa Lucia
Via Ardeatina, 306
G
RA
Grande
Raccordo
Anulare
▼
20 2006

AEROFOTOGRAFIA ANNO 2003
2006 21

LEGENDA
A PORTINERIA
B MAGAZZINO
C LAVANDERIA
D SPOGLIATOI
E CAMERA MORTUARIA
F UFFICI - ACCETTAZIONE -
POLIAMBULATORIO - RADIOLOGIA -
LABORATORIO DI NEUROIMMAGINI
G EDIFICIO IN RISTRUTTURAZIONE
G1 NUOVE DEGENZE
H GAS MEDICALI
J MAGAZZINI
K1 MANUTENZIONE
K2 UFFICIO TECNICO - R.S.P.P.
K3 CASA AGEVOLE
P NEUROPSICOLOGIA
Q ALLOGGIO SUORE
R PISCINA
S SERVIZIO RIABILITAZIONE AMBULATORIALE
T DAY HOSPITAL RESPIRATORIO,
SERVIZIO DI TERAPIA COGNITIVA
E COMPORTAMENTALE, BAR
U1 SERVIZIO DI RIABILITAZIONE
EXTRAOSPEDALIERA BAMBINI ED ADULTI
U2 LABORATORIO ANALISI,
LABORATORI RICERCA
V MAGAZZINO
Z1 LABORATORI NEUROFISIOPATOLOGIA
Z2 CENTRO CONGRESSI
Z3 LABORATORI NEUROLOGIA CLINICA
E COMPORTAMENTALE
Z4 BIBLIOTECA
Z5 LABORATORI FISIOLOGIA
NEUROMOTORIA
W POLO DIDATTICO
22 2006

Dati planimetrici
SVILUPPO EDILIZIO (Sede di Roma, Via Ardeatina 306)
Per migliorare il livello delle proprie strutture assistenziali e di ricerca,
l’IRCCS S. Lucia ha richiesto e ottenuto una concessione edilizia in deroga, ai
sensi dell’art. 3 par. 19 delle NTA di PRG.
L’intervento edilizio realizzato corrisponde in pieno alle nuove esigenze
scaturite dalla normativa in materia di riorganizzazione del servizio sanitario
e di razionalizzazione della spesa in quanto si identifica con le priorità funzionali
alle esigenze di rinnovamento strategico degli interventi in materia di
edilizia sanitaria. In particolare, con riferimento all’adeguamento agli standard
indicati dalla legge 18/7/1996 n. 382 di conversione del decreto legge
17/5/1996 n. 280 recante “ Disposizioni urgenti nel settore sanitario ”, l’intervento
è funzionale al raggiungimento dei parametri previsti (utilizzazione
dei posti letto ad un tasso non inferiore al 75% in media annua; standard di
dotazione media di 5,5 posti letto per mille abitanti, di cui l’1 per mille riservato
alla riabilitazione ed alla lungodegenza post-acuzie; tasso di spedalizzazione
del 160 per mille). Infatti il complesso ospedaliero dell’IRCCS S. Lucia
è monospecialistico per la riabilitazione neuromotoria e detto settore, a cui
viene riservato dalle norme programmatorie uno standard parametrico di un
posto letto per mille abitanti, oltre a registrare enormi carenze in tutto il territorio
nazionale (20.000 posti letto) è destinato a confrontarsi con sempre
maggiori richieste prodotte da una serie di fattori primo fra tutti l’innalzamento
dell’età media della popolazione che di per sé comporta un aumento
delle patologie invalidanti.
Il DPR 14/1/1997 ha posto a carico delle strutture sanitarie l’obbligo di
adeguarsi nei propri requisiti strutturali, tecnologici ed organizzativi entro il
termine di cinque anni. L’intervento, comunque, oltre a garantire il rispetto
del predetto DPR si prefigge un completo adeguamento agli standard indicati
per gli ospedali di rilievo nazionale e di alta specializzazione in modo da far
rientrare il S. Lucia, migliorando gli aspetti alberghieri e dell’accoglienza,
anche negli standard attuali di analoghe istituzioni europee.
La necessità di aggiornare gli aspetti strutturali della qualità, così come
puntualizzato dal DL 30/12/1992 n. 502 e successive modificazioni e integrazioni,
comporta ovviamente un costante adeguamento della struttura e delle
prestazioni alle esigenze dei cittadini con una particolare attenzione alla
umanizzazione e alla personalizzazione dell’assistenza. Pertanto viene assicurata
(in conformità con il decreto 15/10/1996 in GU 18/1/1997) una serie di
indicatori quale strumento ordinario di verifica della qualità dei servizi e delle
prestazioni per rispondere alle esigenze valutative dei vari livelli di governo del
SSN. Inoltre in relazione agli interventi strutturali riferiti alla qualità percepita
sono stati tenuti presenti anche gli indicatori specifici di domanda e di accessibilità
di cui al decreto ministeriale 24/7/1995 in GU 10/11/1995 n. 263. La
realizzazione dell’intervento comporta altresì un integrale recepimento della
normativa prevista dal DL 626/1994.
Ai fini del miglioramento della sicurezza e della salute negli ambienti di
lavoro vengono compiutamente attuate le direttive UE in materia garantendo
soluzioni tecniche e requisiti di sicurezza per alcune situazioni emergenti
2006 23

Sezione I
quali la corretta eliminazione dei materiali e dei rifiuti speciali, tossici e
nocivi; sistemi di protezione antincendio, antisismica e acustica; sicurezza e
continuità elettrica; sicurezza antinfortunistica; protezione delle radiazioni
ionizzanti e pronto soccorso in casi di emergenza; la protezione da agenti
cancerogeni; la protezione da agenti biologici; le misure specifiche per i laboratori
e gli stabulari con riferimento alla normativa nazionale regionale e
locale (DPR 20/2/1997).
È stato affrontato l’aspetto della manutenzione attraverso la definizione
di un programma organico diretto al mantenimento in efficienza della struttura,
con esclusione di semplici interventi manutentivi. In armonia alla legge
sui lavori pubblici 11/2/1994 n. 109 modificata con la legge 2/6/1995 n. 216 di
conversione del DL 3/4/1995 n. 101, il progetto esecutivo è corredato da apposito
piano di manutenzione dell’opera.
NUOVO FABBRICATO PER LE DEGENZE
A seguito del DL 269/1993, fermo restando il numero dei posti letto, si
vuole elevare notevolmente lo standard qualitativo dei servizi e della ricettività
dell’ospedale Santa Lucia, prevedendo un requisito minimo funzionale di mq
20 netti di stanza di ricovero per posto letto, nonché la dotazione dei relativi
servizi complementari specificati dal DM 29/1/1992.
I lavori e gli interventi resi necessari dall’adeguamento del presidio
ospedaliero alle nuove disposizioni di legge, oltre ad essere notevoli e complessi,
sono stati eseguiti senza provocare soluzioni di continuità nelle prestazioni
sanitarie fornite, pertanto, si è operato secondo il seguente programma:
1. ampliamento dello spazio destinato alle degenze e alla nuova palestra
per le attività sportive;
2. realizzazione di parcheggi interrati;
3. trasferimento delle degenze dal vecchio al nuovo fabbricato;
4. intervento di ristrutturazione dell’edificio esistente.
Data la vitale importanza costituita dagli spazi aperti per le attività
integrative della terapia riabilitativa, la soluzione adottata contempla la realizzazione
del nuovo fabbricato su un grande piano porticato che non riduce l’estensione
delle superfici all’aperto, ma anzi ne migliora la funzionalità e l’utilizzabilità
anche in caso di maltempo.
L’ampliamento si sviluppa su un corpo fabbrica ad “ L”, costituito da sei
piani più il piano porticato, affiancato alla preesistenza ed a questa opportunamente
collegato. Ogni piano è occupato da una divisione nella quale sono
allocati le stanze di degenza e tutti i relativi servizi di piano, compresa una
sezione di Day-Hospital.
L’intervento è fondato su due principi-obiettivo:
1. centralità del ricoverato, il quale trova nella struttura di riabilitazione
un luogo di relazioni, oltre che di servizi, con caratteristiche evocative della
qualità alberghiera;
24 2006

Dati planimetrici
2. ottimizzazione della funzionalità distributiva per assicurare la migliore
leggibilità e vivibilità del luogo da parte degli utilizzatori del servizio e, contemporaneamente,
le migliori condizioni operative per le risorse umane impegnate
a fornirlo, il tutto cercando di perseguire il massimo dell’“ economicità ”
della gestione.
Le diverse soluzioni si sono trovate attivando un processo circolare iterativo
di verifiche sulle successive stesure delle proposte progettuali, processo
che ha coinvolto stabilmente tecnici, Direzione Sanitaria e management e, di
volta in volta, qualificate consulenze specialistiche.
La cellula base del progetto di ampliamento è la stanza di degenza che
con la sua dotazione di spazi (circa 40 mq cui si aggiungono 5,5 mq di bagno)
rappresenta, per i due posti letto ospitati, uno degli standard più elevati oggi
conseguibili. Questo livello qualitativo non è assicurato dal solo e semplice
dato dimensionale.
Particolare cura è stata posta nello studio dell’illuminazione naturale e
delle opzioni di oscuramento parziale o totale dell’ambiente, dell’illuminazione
artificiale, dei servizi complementari offerti di intrattenimento e di
comunicazione, delle soluzioni di arredo e nelle finiture, nonché nell’impiantistica
di climatizzazione.
Il risultato è una confortevole unità abitativa nella quale è possibile anche
soggiornare e avere vita di relazione senza i disagi del sovraffollamento e dove
lo stimolo ad uscire e frequentare gli spazi esterni (fattore importantissimo
nell’ambito della terapia riabilitativa) è indotto dalla migliore qualità dei servizi
offerti e delle opzioni reperibili piuttosto che dalla invivibilità dello spazio
di degenza assegnato.
Il piano tipo delle nuove degenze dell’Ospedale Santa Lucia ha una
superficie totale di circa 5.000 mq, conformata ad “ L’’ ed ospita 53 posti
letto distribuiti in ventisette stanze a loro volta suddivise in due sottodivisioni
innestate su un corpo cerniera, destinato a spazi collettivi comuni,
ospitante un grande soggiorno di circa 150 mq, pensato con le caratteristiche
di immagine di un bar-ritrovo, la palestra di piano di circa 350 mq
nonché i servizi di Day Hospital e tutti gli ambienti destinati al personale
medico, paramedico e ausiliario.
Nell’edificio è inglobata la palestra di circa 1.600 mq per le attività sportive
varie. Al piano interrato, sotto il portico, sono localizzati oltre alla palestra,
i depositi, e tutti i locali per attività tecniche e di supporto.
Sul versante impiantistico sono state effettuate scelte che privilegiano
l’alta qualità dei materiali impiegati, il controllo dei consumi, l’affidabilità dei
sistemi e l’integrazione degli stessi per una gestione ottimale del comfort
ambientale, della sicurezza e dell’igiene ospedaliera.
Le scelte attuate non solo rispondono pienamente alle normative vigenti
in materia ma recepiscono anche, dove applicabili, le nuove indicazioni che i
vari Enti preposti sono in via di definizione creando i presupposti perché
l’edificio rientri negli standard europei.
È altresì presente una completa dotazione di impianti speciali (rivelazione
e spegnimento incendi, fonia e trasmissione dati, diffusione sonora e
2006 25

Sezione I
audiovisivi, chiamata infermieri, supervisione e controllo, controllo accessi,
TV a circuito chiuso, distribuzione gas medicali) che svolgeranno il servizio di
intrattenimento, tutela e sicurezza per gli occupanti e forniranno un elevato
numero di facilities per gli operatori del centro.
Dato il tipo di utenza, la tutela degli occupanti l’edificio è stata oggetto di
particolare attenzione sia in termini di sicurezza passiva e di facilità d’esodo
che di prevenzione. Tutti gli ambienti sono controllati dall’impianto di rivelazione
incendi che è gestito, in condizioni di normale funzionamento, da un
sistema di supervisione e controllo che mette a disposizione del personale
preposto alla vigilanza un’interfaccia uomo macchina di immediato e facile
utilizzo.
RISTRUTTURAZIONE EDIFICIO PREESISTENTE
Con le opere previste dal progetto esecutivo, consistenti principalmente –
ma non esclusivamente - nella demolizione e ricostruzione del cosiddetto
“ edificio storico ” dell’Ospedale Santa Lucia (ex fabbricato degenze), si completa
l’intervento di ammodernamento e ampliamento a suo tempo avviato
con la realizzazione del nuovo edificio destinato alle degenze. La parte più
consistente dell’intervento riguarda appunto l’edificio “ G”, dove erano ospitate
le degenze prima di essere trasferite nel nuovo edificio contiguo (v. fig. 1).
L’edificio storico, liberato delle degenze, deve essere demolito e interamente
ricostruito e ampliato realizzando un nuovo fabbricato contenuto, di
massima, nell’ingombro planimetrico e nella sagoma di quello preesistente,
mentre in fregio al vicolo dell’Annunziatella – nell’area da liberare previamente
con la demolizione di alcuni manufatti esistenti – devono essere realizzati
la nuova camera mortuaria e altri servizi più avanti specificati (v. fig. 2).
Edificio nuove degenze
Area intervento edif. G
Area intervento
camera mortuaria e servizi
Figura 1
26 2006

Dati planimetrici
Il nuovo fabbricato “ G”, una volta demolito l’ex fabbricato degenze, si svilupperà
per due piani interrati e quattro fuori terra, di cui due con un fronte cieco
perché attestati sul dislivello esistente tra il piano della piazza interna (convenzionalmente
designato come 2°) e quello della viabilità servente l’accettazione e il
nuovo edificio degenze, convenzionalmente designato come piano terra (v. fig. 3).
Il fabbricato “ G” ricostruito sarà servito da quattro corpi scala e collegato
con le nuove degenze attraverso due strutture ponte che metteranno in diretto
collegamento le degenze con le funzioni accolte nell’edificio ricostruito (v. fig. 2).
L’intervento prevede altresì la realizzazione di un insieme di gallerie interrate
destinate a mettere in comunicazione il nuovo fabbricato “ G”, il fabbricato delle
degenze, la nuova camera mortuaria e i servizi connessi, la piscina, il reparto
diagnostico, gli uffici amministrativi e l’accettazione. In corrispondenza dei collegamenti
orizzontali di queste strutture ponte si realizzeranno due importanti
collegamenti verticali, al servizio dei sei piani di degenza, costituiti da due
impianti di ascensore.
Figura 2
2006 27

Sezione I
Figura 3
La destinazione principale dell’edificio “ G” ristrutturato è per spazi di
relazione, per servizi comuni, per laboratori di riabilitazione e ricerca e per
studi medici. Più in dettaglio gli spazi sono così sommariamente distribuiti:
• al piano primo interrato le zone di deposito della cucina con gli spogliatoi
degli addetti, i locali deposito, i corridoi di collegamento tra la
piscina esistente, la nuova palestra - campo basket, il fabbricato degenze e
la diagnostica; in zona separata sono collocati i locali tecnici dell’impianto
di climatizzazione; al medesimo livello, ma in altra area, posta in fregio al
vicolo dell’Annunziatella, si prevede, dopo la demolizione degli edifici sovrastanti,
la realizzazione della nuova camera mortuaria, degli spogliatoi del
personale dei servizi esterni e di locali tecnici destinati al deposito e smaltimento
dei rifiuti;
• al piano terra i laboratori di riabilitazione e ricerca, i locali tecnici e la
zona dedicata allo scarico merci e derrate destinate alla cucina;
• al piano primo i laboratori di riabilitazione e ricerca, gli studi medici,
la centrale termica e i locali serbatoio per le necessità dell’antincendio;
• al piano secondo tutti gli spazi di relazione e i servizi comuni: la cappella,
i soggiorni, il bar, piccoli negozi, l’edicola, due sale mensa e le cucine;
tutti questi ambienti affacciano su una piazza a livello pavimentata e attrezzata
che, da sempre, rappresenta lo spazio di relazione per eccellenza dell’Ospedale;
queste funzioni sono direttamente collegate al fabbricato degenze
per il tramite di due corridoi aerei;
• al piano terzo si trovano laboratori di riabilitazione e ricerca e gli studi
medici; queste funzioni sono direttamente collegate al fabbricato degenze per
il tramite di due corridoi aerei;
• al piano quarto si trovano laboratori di ricerca e studi medici, gli
alloggi del medico di guardia e del cappellano, oltre ad una estesa terrazza
giardino, il tutto messo in comunicazione con le degenze tramite i collegamenti
aerei.
28 2006

Dati planimetrici
Per quel che attiene le finiture architettoniche il fabbricato, le cui strutture
principali sono previste in cemento armato e conformi alle intervenute
norme antisismiche per la città di Roma, è rivestito da una facciata in GFRC
(cemento rinforzato con fibre di vetro) adeguatamente coibentata e sagomata
a disegno e da specchiature vetrate realizzate parte con infissi strutturali e
parte con infissi a nastro. Tutte le parti vetrate mantengono caratteristiche
tecniche ed estetiche analoghe a quelle delle vetrature già installate nel nuovo
fabbricato degenze.
La copertura del piano terzo, la più estesa, sarà un vero e proprio giardino
pensile realizzato con aiuole, percorsi e aree sosta coperte da pergolati e
prevede un consistente strato di terreno vegetale che, in alcune zone, consente
anche la piantumazione di essenze di medio fusto. La copertura dei corpi più
alti è invece destinata ad ospitare i macchinari degli impianti tecnici. Per la
zona del secondo piano, trattata come “ piazza ”, a livello si prevede la rimozione
e il reimpianto di parte degli alberi esistenti, la creazione di aiuole e
panchine nonché nuove piantumazioni.
L’edificio “ G” è funzionalmente accessibile dall’attuale corpo degenze
con dei collegamenti aerei completamente vetrati situati al secondo, al terzo
e al quarto piano, e al primo piano interrato un sistema di corridoi, illuminato
tramite le intercapedini con finestre di ampia dimensione con luce
naturale e artificiale indiretta con effetto naturale, permette di raggiungere,
raccordando quote altimetriche diverse, tutte le parti del complesso ospedaliero.
Un corridoio separato ed esclusivamente dedicato smaltisce lo “ sporco ”
di tutta l’area raggiungendo una nuova zona di raccolta dei rifiuti semplici e
speciali situata su vicolo dell’Annunziatella dopo la camera mortuaria. Tutte
le parti dell’attuale fabbricato degenze e degli altri manufatti interessati
dovranno, in conseguenza della realizzazione di questi nuovi collegamenti,
subire adeguamenti strutturali, impiantistici ed architettonici di rilevante
entità. Inoltre a servizio dell’attuale fabbricato degenze verranno aggiunti due
ascensori di grande dimensione e di alta tecnologia al servizio di tutti i piani.
Le partizioni interne del fabbricato, ad eccezione di quelle in cemento
armato con funzione strutturale, sono realizzate in laterizio alveolare con
elevata resistenza al fuoco per le parti principali ed i corridoi mentre per le
divisioni degli ambienti sono in pannelli di gesso ceramico fibrorinforzato,
poggianti su pavimentazione continua, al fine di assicurare la massima flessibilità
per eventuali cambi di distribuzione che si rendessero necessari in
futuro. Le finiture interne assicurano una continuità visiva e strutturale fra il
nuovo fabbricato e l’attuale edificio degenze e prevedono pavimenti in
marmo per le scale e gli sbarchi ascensori, in gres ceramico porcellanato per
i corridoi, gli ambienti e i gruppi bagni, pavimenti tecnici per i locali cucine
e i depositi; le pareti sono protette ove necessario da zoccolature ad altezza
variabile in marmo o gres porcellanato e rivestite da parati a resistenza e
caratteristiche tecniche diverse a seconda degli ambienti. Le finestre, di
ampia dimensione, sono dotate di schermature per la protezione dall’irraggiamento
solare con tende situate all’interno dell’infisso stesso o esternamente.
Le zone a maggior irraggiamento solare sono protette da schermature
frangisole.
2006 29

Sezione I
I volumi degli impianti tecnici, nei casi in cui rimangono in vista, sono
schermati da pannellature metalliche.
I collegamenti ponte e il corpo ascensore adiacente, sono rivestiti con un
sistema di vetro strutturale del tipo a vetrate appese.
Tutta l’area superficiale che circonda il fabbricato subirà le necessarie
modifiche ed integrazioni riconfigurando il sistema viario, le aiuole, i marciapiedi,
le alberature, l’illuminazione e quant’altro sia necessario per ridare continuità
fisica e visiva alla parte dell’Ospedale interessata dall’intervento.
È da rilevare che, per dare maggiore continuità tra il nuovo fabbricato
“ G” e l’attuale fabbricato degenze, la pavimentazione stradale tra i due edifici
è prevista, rinforzata, con le stesse caratteristiche estetiche e cromatiche di
quella dell’attuale piano porticato e della nuova “ piazza ”, le parti restanti di
pavimentazione stradale sono previste in asfalto a colore.
Oltre al fabbricato principale è prevista, per la configurazione strutturale
dei percorsi interrati, la demolizione e la successiva riedificazione del piccolo
edificio situato in prossimità dell’accettazione che sarà destinato ad uffici e
depositi dei giardinieri.
Un cenno a parte riguarda l’edificazione interrata della nuova camera
mortuaria, che, come già detto, è collegata tramite i percorsi interrati al fabbricato
degenze.
La posizione appartata è raggiungibile tramite un nuovo accesso carrabile
creato nel muro di recinzione di vicolo dell’Annunziatella, ed è illuminata da
lucernai e da un pozzo di luce situato nel giardino schermato da essenze a
verde che ne garantiscano la riservatezza.
30 2006

Dati planimetrici
DATI PLANIMETRICI
Sede di Roma, Via del Fosso di Fiorano 65
Superficie totale mq 76.350
Cubatura complessiva mc 78.000
Area coperta ristrutturata in laboratori mq 15.000
di cui: FSL (Fondazione Santa Lucia) mq 5.000
EBRI (European Brain Researce Institute) mq 6.000
CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) mq 4.000
Area coperta da ristrutturare in laboratori mq 11.000
2006 31

GRANDE RACCORDO ANULARE
Via di Tor Pagnotta
Via dei Fucilieri
Via dell'Esercito
Via dei Bersaglieri
Via dei Genieri
Via Ardeatina
Fosso di Fiorano
Vc. di Tor Chiesaccia
Vicolo del Bel Poggio
Casale
Prato Smeraldo
Fosso di Fiorano
KM 51
Torre Pagnotta
Piazza
dei
Crabinieri
Cecchignola
Via della Cecchignola
GRANDE RACCORDO ANULARE
➔
V. Casale Bicocca
Via del
Bel Poggio
Via di Tor Pagnotta
Via del Bel Poggio
Via di Tor Pagnotta
Via Ardeatina
Via A. Carruccio
Via D. Centro del Bivio
Via U. Montelatici
Via Ardeatina
32 2006

AEROFOTOGRAFIA ANNO 2003
2006 33

Sezione I
DATI PLANIMETRICI
Sede di Roma, Via della Fotografia 90
Superficie totale mq 1.345
• Sala soggiorno comune
• Cucina comune
• Sala da pranzo comune
• Sala per terapie di gruppo
• Sala per corsi di informatica
• Sala per decoupage
• Sala per attività didattica
• Camere da letto doppie per ospite e familiare accompagnatore
dotata di bagno per disabile
• 4 cucinotti
• Giardino attrezzato
• Ufficio informazioni e segreteria
• Ufficio amministrazione
• Ufficio Psicologi
• Ufficio Assistente Sociale ed Educatore
• Ufficio Direzione A.R.CO. 92 Onlus
• Sala Volontari A.R.CO. 92 Onlus
• Locali di supporto (4 Bagni di servizio, lavanderia, alloggio custode,
dispensa e spogliatoio)
34 2006

Fondazione Santa Lucia
Casa Dago
Via della Fotografia, 90
Grande
Raccordo
Anulare
▼
2006 35

AEROFOTOGRAFIA ANNO 2003
Casa Dago
Via della Fotografia, 90
36 2006

Dati planimetrici
2006 37

Sezione I
CASA DAGO
“ CASA DAGO” è una struttura per il reiserimento sociale e la reintegrazione
familiare supervisionata del soggetto post-comatoso. Ha sede in Roma,
Via della Fotografia 90, nelle vicinanze della Fondazione Santa Lucia in considerazione
della necessità dell’assistenza sanitaria in regime di Day Hospital.
La struttura e la dotazione della Casa Dago consentono alle famiglie del
paziente post-comatoso di verificare, prima del definitivo rientro in famiglia,
le inevitabili difficoltà di gestione e di convivenza con un paziente con persistenti
deficit neuromotori e neuropsicologici.
Casa Dago è dotata di spazi comuni che favoriscono la socializzazione dei
pazienti e l’incontro dei familiari, allo scopo di promuovere quella solidarietà
che può essere di grande aiuto e conforto alle famiglie stesse. Gli ambienti
destinati alle attività sono: una sala computer, un giardino attrezzato, una
sala poli-funzionale adibita allo svolgimento delle terapie di gruppo per
pazienti e familiari e alle Attività Assistite con gli Animali, una sala per attività
didattiche teoriche ed una sala per attività di decoupage, ceramica, ecc.
In sintesi è stato utilizzato un immobile, senza barriere architettoniche,
dotato di spazi esterni adeguati per le attività sopra descritte e costituito da
spazi forniti di mobili, arredi ed attrezzature specifici.
38 2006

Struttura
organizzativa

Sezione I
La Fondazione Santa Lucia è un IRCCS di diritto privato e un
Ospedale di rilievo nazionale e di alta specializzazione per la riabilitazione
neuromotoria. Lo Statuto approvato con decreto ministeriale
del 20/10/1998, pubblicato in estratto sulla GU del 4/11/
1998 serie generale n. 275 è integralmente riportato nelle pagine
seguenti.
Il nuovo Regolamento Organico (in sostituzione di quello del
4/11/1999) è stato inviato al Ministero della Salute il 19/5/2004, ed
è riprodotto nelle pagine seguenti. È stato elaborato in adempimento
alle disposizioni del decreto legislativo 229/1999 ed in particolare
all’art. 15 undecies che prevede l’adeguamento da parte
degli Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico di diritto
privato dei propri ordinamenti del personale al predetto decreto.
Presidente: Maria Adriana Amadio
Direttore Generale: Luigi Amadio
Direttore Scientifico: Carlo Caltagirone
Direttore Sanitario: Antonino Salvia
Direttore Amministrativo: Beniamino Ceccarelli
Direttore Servizi Tecnico Economali: Maria Adriana Amadio
Collegio Sindacale: Enrico Santoro
Michele Lucciola
Fernando Pietrostefani
40 2006

Struttura organizzativa
Comitato Etico: Fiorenzo Angelini
Massimo Biagini
Carlo Caltagirone
Vincenzo Castellano
Francesco Chiappetta
Maria Giulia Colombini
Anna Maria Di Nardo
Piero Fucci
Antonio Ierna
Massimo Musicco
Antonino Salvia
Stefano Paolucci
Bruno Silvestrini
Elena Villa
Consiglio dei Sanitari: Antonino Salvia
Carlo Caltagirone
Rita Formisano
Lucio Fraracci
Maria Grazia Grasso
Marco Molinari
Stefano Paolucci
Luigi Pizzamiglio
Sandra Terziani
Marco Traballesi
Personale dell’Istituto 2006
Laureati in ruolo 72
Contrattisti e borsisti 95
Infermieri e tecnici sanitari 316
Personale tecnico 80
Servizi generali 135
Amministrativi 42
Totale 740
2006 41

Attività editoriale
DIREZIONE
AMMINISTRATIVA
Personale
Amministrazione
Pianificazione
e controllo
Sistemi informativi
Clienti
DIREZIONE GENERALE
Sicurezza
Relazioni esterne
Segreteria generale Pianificazione strategica
DIREZIONE
ECONOMATO
DIREZIONE
SANITARIA
Servizi generali
Servizi socio sanitari
Servizio acquisti
Poliambulatorio
Centro congressi
e didattica
Servizi diagnostici
Servizi tecnici
Unità di degenza
Servizi di supporto
gestione CERC
Riabilitazione
interdivisionale
ed extraospedaliera
Ufficio stampa
SEZIONE
FORMAZIONE
ECM
DIREZIONE
SCIENTIFICA
Coordinamento
Comitato
Tecnico-Scientifico
Comitato Etico
Laboratori e servizi
di ricerca
Polo Didattico
Biblioteca
42 2006

Assistenza
spirituale
Servizi socio-sanitari
Accettazione:
Poliambulatorio
Ricoveri Ordinari
Day Hospital
Assistenza sanitaria
Assistenza sociale
Gestione terapie
Informazioni
Riabilitazione esterna
Servizio mortuario
Servizio dietologico
URP
Casa Dago
Sistema informativo
ospedaliero
Poliambulatorio
Andrologia
Angiologia
Cardiologia
Dermatologia
Ecografia
Foniatria
Medicina dello Sport
Medicina Fisica
e Riabiitazione
Medicina Preventiva
Neurofisiopatologia
Neurologia
Neuropsicologia adulti
Neuropsicologia
dell’età evolutiva
Oculistica/Ortottica
Ortopedia
Otorinolaringoiatria
Penumologia
Psichiatria
Reumatologia
Urologia
DIREZIONE SANITARIA
Segreteria
Servizi sanitari
ausiliari
Aggiornamento
professionale
Sistema
qualità aziendale
Sicurezza
Farmacia
Servizi diagnostici
Reparti di degenza
Servizi riabilitativi
Laboratorio
analisi
Laboratorio
di microbiologia
Diagnostica
per immagini
Radiologia
convenzionale
RMN
ECO
TAC
Unità
Operativa A Day
Hospital
Unità
Operativa B
Unità
Operativa C
Unità
Operativa D
Unità
Operativa E
Unità
Operativa F
Foniatrico
Respiratorio
Neuromotorio
Urologico
Riabilitazione
interdivisionale ed
extraospedaliera
Palestra
Piscina
Neuropsicologia
Servizi di terapia:
Cognitiva
del Linguaggio
della Disfagia
Occupazionale
dell’Eminattenzione
2006 43

Comitato Tecnico
Scientifico
Coordinamento
Organizzazione attività
culturali e relazioni
scientifiche esterne
Monitoraggio
della attività
di ricerca
Programmazione
e verifica degli studi
Analisi e cura
dei fondi
Raccolta e valutazione
dei prodotti di ricerca
DIREZIONE SCIENTIFICA
Comitato Etico
Laboratori e
servizi di ricerca
Neurologia clinica
e comportamentale
Epidemiologia
clinica
Fisiologia
neuromotoria
Neuroscienze
sperimentali
Trials clinici
Sperimentazione
clinico
farmacologica
Neuropsicologia
Neurofisiopatologia
Neuroimmagini
Organizzazione
e gestione
dei servizi sanitari
Centro Studi
su Alimentazione
e Riabilitazione
Ricerca clinica
traslazionale
Polo Didattico
Corso di laurea
di I livello Infermieri
Corso di laurea
di I livello Fisioterapisti
Corso di laurea
di I livello Logopedisti
Corso di laurea
di I livello Tecnici
di Neurofisiopatologia
Sc. di Specializzazione
in Neuropsicologia
Sc. di Specializzazione
in Neurofisiopatologia
SEZIONE
FORMAZIONE ECM
Biblioteca
44 2006

Neurologia clinica
e comportamentale
Neuropsicologia
della memoria
Neuropsicologia
comportamentale
Neurourologia
Neurosonologia
Centro applicazioni
tecnologiche
riabilitative (CARE)
Neuropsichiatria
Morfologia e
morfometria
per neuroimmagini
Neuropsicologia
sperimentale
Neuropsicobiologia
sperimentale
Fisiologia
neuromotoria
Postura e
locomozione
Controllo visuomotorio
e fisiologia
microgravitaria
spaziale
Realtà virtuali
Metodi
computazionali
e biomeccanica
della mano
Chinesiologia
clinica e riabilitativa
Anatomia funzionale
del controllo
neuromotorio
Organizzazione
e gestione
dei servizi sanitari
Ricerca clinica
traslazionale
Laboratori e servizi di ricerca
Neuropsicologia
Neurofisiopatologia
clinica
Neuropsicologia
dell’attenzione
Neuropsicologia
dei disturbi
visuo-spaziali
e della navigazione
Analisi
quali-quantitativa
dell’E.E.G.
Fisiopatologia
delle malattie
extrapiramidali
Dislessia
dell’età evolutiva
Psicofisica
della visione
Neurofisiologia
clinica dei sistemi
somato-sensoriali
e motori
Psicopatologia
del linguaggio
Neuroimmagini
Epidemiologia
dei disturbi cognitivi
Processi
multisensoriali
Neuropsicologia
del movimento
dell’integrazione
cross modale
Centro studi
su alimentazione
e riabilitazione
Applicazioni
cliniche di RM
Spazio e
controllo motorio
Metodi e fisica
Neuroscienze sperimentali
Psicobiologia
Neurochimica
Neurogenetica
Neurobiologia
cellulare
Neuroimmunologia
Neurobiologia
molecolare
Neurofisiologia
Neurologia
sperimentale
Neuroriabilitazione
sperimentale
Neuroendocrinologia
Stabulario
Neurobiofisica
Psichiatria
molecolare e genetica
Neurobiologia del
comportamento
Neurofisiopatologia
sperimentale e
del comportamento
Cell signaling
Neurobiochimica
Neuroproteomica
Neurobiologia
molecolare e cellulare
Apoptosi
Neuroanatomia
Neuroplasticità
Neuroembriologia
Neuroembriologia
molecolare
Neurochimica
dei lipidi
2006 45

Sezione I
STATUTO DELLA FONDAZIONE SANTA LUCIA
Art. 1 – Su iniziativa del “ Centro Residenziale Clinica Santa Lucia S.r.l. ”
è costituita la “ FONDAZIONE SANTA LUCIA ”.
Art. 2 – La Fondazione Santa Lucia ha sede in Roma, Via Ardeatina
n. 306.
Il Consiglio di Amministrazione ha facoltà di istituire altrove succursali,
agenzie, rappresentanze, sezioni distaccate e di sopprimerle.
Art. 3 – La Fondazione che non ha scopo di lucro e che in nessun caso
può distribuire avanzi di gestione si prefigge:
– di operare, in armonia alle normative vigenti, nel settore della rieducazione
funzionale delle malattie conseguenti a lesioni del Sistema Nervoso
Centrale e di altri apparati tramite presidi sanitari ospedalieri ed extraospedalieri,
laboratori di ricerca, centri di studio;
– di perseguire finalità di ricerca nel campo biomedico e in quello della
organizzazione e gestione dei servizi sanitari insieme con prestazioni di ricovero
e cura;
– di fornire agli organi ed enti del SSN e ad analoghe istituzioni europee
il supporto tecnico ed operativo per l’esercizio delle loro funzioni e per il perseguimento
dei piani sanitari nazionali ed europei in materia di ricerca sanitaria
nonché di formazione continua del personale.
La attività scientifica è diretta a sviluppare le conoscenze nel settore specifico
delle neuroscienze, del recupero di funzioni e della sanità pubblica.
In particolare sulla base di una stretta connessione tra ricerca di laboratorio
e ricerca clinica verranno assicurati:
a) il rapido trasferimento dei risultati alla pratica assistenziale;
b) la validazione scientifica di metodologie diagnostiche e terapeutiche;
c) la formulazione e diffusione di protocolli diagnostici e terapeutici;
d) la formazione di personale specializzato per l’assistenza e la ricerca;
e) la diffusione dell’informazione e dell’educazione sanitaria.
Art. 4 – Al fine di conseguire nel modo più qualificato i suddetti scopi e
finalità la Fondazione collaborerà con Istituzioni Scientifiche ed Enti specializzati
nazionali ed internazionali, mettendo a disposizione le proprie strutture
funzionali.
Per il raggiungimento degli scopi statutari la Fondazione provvederà
oltreché con i proventi derivanti dal proprio patrimonio e dalle attività istituzionali
anche con i mezzi derivanti da eventuali contributi per la ricerca scientifica
e da prestazioni ad enti e privati.
Art. 5 – Il patrimonio della Fondazione è costituito dai beni conferiti
dal “ CENTRO RESIDENZIALE CLINICA SANTA LUCIA S.r.l. ” descritti nell’elenco
allegato all’atto costitutivo. Esso potrà essere aumentato sia dai succes-
46 2006

Struttura organizzativa
sivi conferimenti acquisiti a qualsivoglia titolo sia con legati, eredità, erogazioni
da parte di Enti pubblici e privati.
Art. 6 – Sono organi della Fondazione:
a) il Presidente;
b) il Consiglio di Amministrazione;
c) il Direttore Generale;
d) il Comitato Tecnico Scientifico;
e) la Commissione per la Ricerca Scientifica;
f) il Collegio dei Revisori dei Conti.
Art. 7 – Il Presidente ha la legale rappresentanza della Fondazione, convoca
almeno ogni sei mesi il Consiglio di Amministrazione e determina le materie da
sottoporre all’esame e alle deliberazioni del Consiglio stesso.
In caso di sostituzione del Presidente, il Consiglio di Amministrazione
designerà il nuovo Presidente.
Art. 8 – Il Consiglio di Amministrazione è composto da tre membri, compreso
il Presidente, che restano in carica a tempo indeterminato.
I membri che cessano dalla carica per morte o dimissioni vengono sostituiti
dagli altri membri in carica per cooptazione a voti di maggioranza.
Il Consiglio di Amministrazione è dotato di tutti i poteri di ordinaria e
straordinaria amministrazione. Viene convocato di regola ogni sei mesi e
comunque almeno una volta l’anno entro sei mesi dalla chiusura dell’esercizio
finanziario per l’approvazione del bilancio. Delle riunioni verrà redatto formale
verbale in apposito registro dal segretario che verrà nominato dal Consiglio
di Amministrazione. Le deliberazioni sono prese a maggioranza di voto.
Le adunanze del Consiglio di Amministrazione sono valide con la presenza
della maggioranza dei membri.
Art. 9 – Il Direttore Generale viene nominato dal Consiglio di Amministrazione.
Tutti i poteri di gestione ordinaria sono attribuiti al Direttore Generale.
Art. 10 – Il Comitato Tecnico Scientifico ha funzione consultiva generale
in ordine all’attività di ricerca scientifica della Fondazione. Il Consiglio di
Amministrazione con apposito regolamento ne determina la composizione e
le attribuzioni.
Art. 11 – Nell’ambito delle finalità della Fondazione, il Consiglio di
Amministrazione nomina una Commissione per la valutazione, la programmazione
e la verifica degli aspetti economico-finanziari dell’attività di
ricerca scientifica.
Essa è composta dai seguenti membri:
a) presidente del Consiglio di Amministrazione;
b) due membri del Consiglio di Amministrazione;
2006 47

Sezione I
c) presidente del Collegio dei Revisori;
d) direttore scientifico;
e) due esperti in programmazione sanitaria;
f) due rappresentanti del Ministero della Sanità, dei ruoli dirigenziali
dello stesso Ministero;
g) un rappresentante di ciascuna Regione dove hanno sede i presidi dell’Istituto.
Le designazioni dei membri di cui alle lettere f ) e g) vengono rimesse alla
discrezionalità del Ministero della Sanità e delle competenti Regioni. Le funzioni
di Segretario della Commissione sono espletate dal Direttore Generale
dell’Istituto.
La Commissione esprime pareri relativamente a tutti gli aspetti economico-finanziari
dell’attività di ricerca scientifica oltre a svolgere una funzione
consultiva e propositiva generale per l’attività di ricerca scientifica.
Inoltre per il miglior funzionamento della Fondazione il Consiglio di
Amministrazione potrà nominare Commissioni, Comitati ed istituire Centri di
Ricerca, anche su argomenti scientifici determinandone la composizione, le
attribuzioni nonché le modalità di funzionamento e di durata.
Art. 12 – Il Collegio dei Revisori dei Conti esercita le funzioni di controllo
della gestione contabile e amministrativa della Fondazione. I componenti
debbono essere iscritti nell’apposito albo professionale. È composto di tre
membri uno con funzioni di Presidente. I Revisori sono nominati dal Consiglio
di Amministrazione e durano in carica tre esercizi.
Art. 13 – L’esercizio finanziario ha inizio con l’anno solare. Il bilancio
consuntivo deve essere deliberato dal Consiglio di Amministrazione non oltre
sei mesi dalla chiusura dell’esercizio finanziario corrispondente.
Art. 14 – La durata della Fondazione è a tempo indeterminato.
Art. 15 – La Fondazione sarà operante dopo che avrà acquistato la personalità
giuridica ai sensi dell’art. 12 del Codice Civile.
Art. 16 – Se gli scopi della Fondazione non possono essere raggiunti,
ovvero in caso di scioglimento, cessazione o estinzione, il patrimonio verrà
devoluto al Fondatore Centro Residenziale Clinica S. Lucia S.r.l. il quale
dovrà destinare il patrimonio retrocessogli alla realizzazione di scopi analoghi
a quelli già perseguiti dalla Fondazione.
Art. 17 – Per quanto non previsto dal presente Statuto si fa riferimento
alle norme del Codice Civile regolanti le Fondazioni.
48 2006

Struttura organizzativa
REGOLAMENTO ORGANICO DELLA FONDAZIONE SANTA LUCIA
Approvato dal Consiglio di Amministrazione il 19 Maggio 2004
in adeguamento alle disposizioni della Legge 229 del 19 Giugno 1999
e in sostituzione del regolamento del 3 Novembre 1999
TITOLO I – LA FONDAZIONE SANTA LUCIA
Art. 1 – Finalità della Fondazione
La Fondazione Santa Lucia ha sede in Roma, Via Ardeatina n. 306. Il
Consiglio di Amministrazione ha facoltà di istituire altrove succursali, agenzie,
rappresentanze, sezioni distaccate e di sopprimerle.
La Fondazione non ha scopo di lucro e si prefigge:
– di operare, in armonia alle normative vigenti, nel settore della rieducazione
funzionale delle malattie conseguenti a lesioni del sistema nervoso centrale
e di altri apparati tramite presidi sanitari ospedalieri ed extraospedalieri,
laboratori di ricerca, centri di studio;
– di perseguire finalità di ricerca nel campo biomedico e in quello della
organizzazione e gestione dei servizi sanitari insieme con prestazioni di ricovero
e cura;
– di fornire agli organi ed enti del SSN e ad analoghe istituzioni europee
il supporto tecnico ed operativo per l’esercizio delle loro funzioni e per il perseguimento
dei piani sanitari nazionali ed europei in materia di ricerca sanitaria
nonché di formazione continua del personale.
L’attività scientifica è diretta a sviluppare le conoscenze nel settore specifico
delle neuroscienze, del recupero di funzioni e della sanità pubblica.
In particolare sulla base di una stretta connessione tra ricerca di laboratorio
e ricerca clinica verranno assicurati:
a) il rapido trasferimento dei risultati alla pratica assistenziale;
b) la validazione scientifica di metodologie diagnostiche e terapeutiche;
c) la formulazione e diffusione di protocolli diagnostici e terapeutici;
d) la formazione di personale specializzato per l’assistenza e la ricerca;
e) la diffusione dell’informazione e dell’educazione sanitaria.
TITOLO II–ORGANI DELLA FONDAZIONE
Art. 2 – Gli organi della Fondazione
Ai sensi dell’art.6 dello statuto, sono organi della Fondazione:
a) il Presidente;
b) il Consiglio di Amministrazione;
2006 49

Sezione I
c) il Direttore Generale;
d) il Comitato Tecnico Scientifico;
e) la Commissione per la Ricerca Scientifica;
f) il Collegio dei Revisori dei Conti.
I suddetti organi si avvalgono della struttura e del modello organizzativo
indicati nel Titolo III.
Art. 3 – Il Presidente
Il Presidente ha la legale rappresentanza della Fondazione, convoca
almeno una volta l’anno il Consiglio di Amministrazione e determina le materie
da sottoporre all’esame e alle deliberazioni del Consiglio stesso.
In caso di sostituzione del Presidente, il Consiglio di Amministrazione
designerà il nuovo Presidente.
Art. 4 – Il Consiglio di Amministrazione
Il Consiglio di Amministrazione è composto da tre membri, compreso il
Presidente, che restano in carica a tempo indeterminato. I membri che cessano
dalla carica per morte o dimissioni vengono sostituiti dagli altri membri
in carica per cooptazione a voti di maggioranza.
Il Consiglio di Amministrazione è dotato di tutti i poteri di ordinaria e
straordinaria amministrazione.
Viene convocato di regola ogni sei mesi e comunque almeno una volta
l’anno entro sei mesi dalla chiusura dell’esercizio finanziario per l’approvazione
del bilancio.
Delle riunioni verrà redatto formale verbale in apposito registro dal segretario
che verrà nominato dal Consiglio di Amministrazione. Le deliberazioni
sono prese a maggioranza di voto.
Le adunanze del Consiglio di Amministrazione sono valide con la presenza
della maggioranza dei membri.
Art. 5 – Il Direttore Generale
Il Direttore Generale viene nominato dal Consiglio di Amministrazione. Il
Direttore Generale, cui sono attribuiti tutti i poteri di gestione ordinaria per il
raggiungimento degli obiettivi predeterminati dal Consiglio di Amministrazione,
è coadiuvato nelle materie di rispettiva competenza dal Direttore Scientifico,
dal Direttore Sanitario, dal Direttore Amministrativo e dal Direttore
Servizi Tecnico Economali.
Il Direttore Generale deve essere in possesso dei seguenti requisiti:
– diploma di laurea;
– esperienza almeno quinquennale di direzione in enti, aziende, strutture
pubbliche e private, in posizione dirigenziale con autonomia gestionale e
diretta responsabilità delle risorse umane, tecniche e finanziarie.
50 2006

Struttura organizzativa
Il rapporto di lavoro del Direttore Generale è regolato da contratto di
diritto privato di durata non superiore a cinque anni, rinnovabile, stipulato in
osservanza delle norme del titolo terzo del libro quinto del codice civile.
La carica di Direttore Generale è incompatibile con la sussistenza di
altro rapporto di lavoro dipendente o autonomo. Eventuali incarichi a
carattere temporaneo ed occasionale compatibili con la funzione di Direttore
Generale, devono essere preventivamente autorizzati dal Consiglio di
Amministrazione.
In sede di prima applicazione, il Consiglio di Amministrazione può
disporre la proroga del contratto del Direttore Generale in carica all’atto dell’entrata
in vigore del presente regolamento, per un periodo massimo di cinque
anni.
Art. 6 – Il Comitato Tecnico Scientifico
Il Comitato Tecnico Scientifico ha funzione consultiva generale in ordine
all’attività scientifica ed assistenziale dell’Istituto. Esso riassume anche i compiti
del Consiglio dei Sanitari ed è composto da:
1. Direttore Scientifico;
2. Direttore Sanitario;
3. Direttore Amministrativo;
4. dirigenti medici responsabili di unità organizzative e responsabili dei
laboratori di ricerca dell’Istituto e eventuali direttori di dipartimento;
5. titolari di cattedre universitarie, e/o direttori di Istituti universitari ed
altri enti convenzionati con l’Istituto e nello stesso operanti;
6. due rappresentanti del restante personale dipendente medico;
7. due rappresentanti del personale tecnico-laureato;
8. due rappresentanti del personale dipendente tecnico non laureato o
con diploma universitario.
Al Comitato, presieduto dal Direttore Scientifico, può partecipare il Direttore
Generale.
Il Comitato Tecnico Scientifico è nominato con provvedimento del Consiglio
di Amministrazione ed esercita una funzione consultiva generale in
ordine all’attività assistenziale e di ricerca dell’Istituto e si riunisce, su convocazione
del proprio Presidente, trimestralmente.
Il Direttore Generale può, di volta in volta, su singoli argomenti, chiedere
parere al Comitato Tecnico Scientifico prima che gli stessi siano sottoposti
agli organi deliberanti dell’Istituto.
Art. 7 – La Commissione per la Ricerca Scientifica
Nell’ambito delle finalità della Fondazione, il Consiglio di Amministrazione
nomina una Commissione per la valutazione, la programmazione e la
verifica degli aspetti economico-finanziari dell’attività di ricerca scientifica.
2006 51

Sezione I
Essa è composta dai seguenti membri:
a) Presidente del Consiglio di Amministrazione;
b) due membri del Consiglio di Amministrazione;
c) Presidente del Collegio dei Revisori;
d) Direttore Scientifico;
e) due esperti in programmazione sanitaria;
f) due rappresentanti del Ministero della Sanità, dei ruoli dirigenziali
dello stesso Ministero;
g) un rappresentante di ciascuna Regione dove hanno sede i presidi dell’Istituto.
Le designazioni dei membri di cui alle lettere f) e g) vengono rimesse alla
discrezionalità del Ministero della Sanità e delle competenti Regioni. Le funzioni
di Segretario della commissione sono espletate dal Direttore Generale dell’Istituto.
La Commissione esprime pareri relativamente a tutti gli aspetti economicofinanziari
dell’attività di ricerca scientifica oltre a svolgere una funzione consultiva
e propositiva generale per l’attività di ricerca scientifica.
Inoltre per il miglior funzionamento della Fondazione il Consiglio di
Amministrazione potrà nominare Commissioni, Comitati ed istituire Centri di
Ricerca, anche su argomenti scientifici determinandone la composizione, le
attribuzioni nonché le modalità di funzionamento e di durata.
Art. 8 – Il Collegio dei Revisori dei Conti
Il Collegio dei Revisori dei Conti esercita le funzioni di controllo della
gestione contabile e amministrativa della Fondazione.
I componenti del Collegio dei Revisori devono essere iscritti nell’apposito
albo professionale.
Il Collegio è composto di tre membri (di cui uno con funzioni di Presidente),
nominati dal Consiglio di Amministrazione, che durano in carica per
tre esercizi di bilancio.
TITOLO III – STRUTTURA E MODELLO ORGANIZZATIVO
Art. 9 – Struttura organizzativa
Oltre che degli organi istituzionali, la Fondazione per lo svolgimento
delle proprie attività si avvale di specifici strumenti organizzativi per la cui
gestione sono previsti:
a) il Direttore Scientifico;
b) il Direttore Sanitario;
c) il Direttore Amministrativo;
d) il Direttore Servizi Tecnico Economali;
e) il Consiglio Direttivo;
f) il Comitato Etico.
52 2006

Struttura organizzativa
Art. 10 – Il Direttore Scientifico
Il Direttore Scientifico è nominato dal Direttore Generale; il suo rapporto
di lavoro è regolato da contratto di diritto privato, di durata non superiore a
cinque anni, rinnovabile, stipulato in osservanza delle norme del titolo terzo
del libro quinto del codice civile. Eventuali incarichi a carattere temporaneo
ed occasionale assegnati da altre Amministrazioni, compatibili con la funzione
di Direttore Scientifico, devono essere preventivamente autorizzati dal
Direttore Generale.
Coadiuva il Direttore Generale nel governo dell’Istituto svolgendo le attività
che gli vengono assegnate dalla normativa e richieste dal Consiglio di
Amministrazione e dal Direttore Generale nell’ambito delle attribuzioni di
legge e professionali.
È un ricercatore laureato dotato di provata e documentata esperienza
nello specifico campo di attività scientifica dell’Istituto; dirige e coordina, ai
fini della ricerca scientifica le attività dell’Istituto ed ha, in particolare, i
seguenti compiti:
1. presiede il Comitato Tecnico Scientifico;
2. promuove e dirige i piani e progetti di ricerca;
3. è responsabile della gestione dei fondi di ricerca, assegnati all’Istituto
da organismi ed Enti istituzionali ai sensi delle normative vigenti;
4. coordina l’attività editoriale scientifica dell’Istituto;
5. promuove, d’intesa con il Direttore dei Servizi Tecnico Economali, iniziative
per l’organizzazione di convegni, congressi e didattica;
6. propone, d’intesa con il Direttore Sanitario, iniziative per il costante
aggiornamento tecnico-scientifico del personale;
7. rappresenta l’Istituto nei contatti con Enti ed Istituzioni al fine dell’espletamento
delle attività scientifiche e didattiche dell’Istituto;
8. assicura il rispetto del codice etico nell’esecuzione delle diverse ricerche
e delle sperimentazioni cliniche; fatte salve le responsabilità dei singoli
ricercatori secondo i protocolli di volta in volta approvati;
9. promuove e coordina la rilevazione e l’elaborazione dei dati in ordine
all’attività scientifica;
10. presenta annualmente una relazione sull’attività scientifica svolta dall’Istituto;
11. può dirigere servizi di ricerca sperimentale, di ricerca clinica o attività
assistenziali.
Per lo svolgimento di specifiche attività, il Direttore Scientifico può essere
coadiuvato da un Vice Direttore Scientifico, nominato dal Direttore Generale
sentito il Direttore Scientifico stesso.
In sede di prima applicazione, il Direttore Generale può disporre la proroga
del contratto con il Direttore Scientifico in carica all’atto dell’entrata in
vigore del presente regolamento per un periodo massimo di cinque anni.
2006 53

Sezione I
Il predetto contratto, ove incompatibile con nuove normative sugli
IRCCS, si risolverà di diritto entro tre mesi dall’entrata in vigore delle normative
stesse.
Art. 11 – Il Direttore Sanitario
Il Direttore Sanitario, in possesso dei requisiti previsti dalla normativa
vigente, è nominato dal Direttore Generale; il suo rapporto di lavoro è esclusivo
ed è regolato da contratto di diritto privato, di durata non superiore a
cinque anni, rinnovabile, stipulato in osservanza delle norme del titolo terzo
del libro quinto del codice civile.
Eventuali incarichi a carattere temporaneo ed occasionale assegnati da
altre Amministrazioni, compatibili con la funzione di Direttore Sanitario,
devono essere preventivamente autorizzati dal Direttore Generale.
Coadiuva il Direttore Generale nel governo dell’Istituto svolgendo le attività
che gli vengono assegnate dalla normativa e richieste dal Consiglio di
Amministrazione e dal Direttore Generale nell’ambito delle attribuzioni di
legge e professionali.
Ha, in particolare, i seguenti compiti:
1. dirige i servizi sanitari sul piano organizzativo ed igienico-sanitario e
fornisce parere obbligatorio, ma non vincolante, al Direttore Generale, sugli
atti relativi alle materie di competenza;
2. si occupa dell’integrazione operativa dell’attività assistenziale con
quella scientifica ed elabora progetti di ricerca in ambito epidemiologico,
gestionale e di forme innovative di organizzazione per l’assistenza;
3. può dirigere specifici settori di ricerca nell’ambito delle aree di competenza
istituzionale e professionale rapportandosi funzionalmente, per tali
attività, al Direttore Scientifico;
4. svolge attività di indirizzo, coordinamento e supporto nei confronti
dei responsabili delle strutture dell’Istituto, con riferimento agli aspetti organizzativi
ed igienico-sanitari ed ai programmi di intervento nell’area relativa
alla tutela della salute e della sicurezza;
5. collabora al controllo di qualità dei servizi e delle prestazioni erogate
dall’Istituto;
6. sovrintende alla gestione unitaria di tutti i servizi assistenziali;
7. dispone, in base ai criteri generali stabiliti dal Direttore Generale, in
relazione alle esigenze dei servizi, l’impiego, la destinazione, i turni ed i congedi
del personale del ruolo sanitario;
8. è responsabile della gestione, dell’archiviazione e della conservazione
delle cartelle cliniche;
9. propone al Direttore Generale l’acquisto delle apparecchiature, attrezzature
ed arredi sanitari; esprime parere, ai fini sanitari, sulle trasformazioni
edilizie;
10. sovrintende alla trasmissione alle autorità competenti dei dati relativi
al Sistema Informativo Ospedaliero (SIO) e al Sistema Informativo Assistenza
54 2006

Struttura organizzativa
Specialistica (SIAS), delle denunce delle malattie infettive riscontrate in Istituto
e di ogni altra denuncia prescritta dalle disposizioni di legge;
11. rilascia agli aventi diritto copia delle cartelle cliniche e ogni altra certificazione
sanitaria riguardante i pazienti assistiti;
12. propone al Direttore Generale la stipula di convenzioni specialistiche
nel settore sanitario con Enti e strutture pubbliche o private, e con singoli
professionisti, nel rispetto delle vigenti disposizioni di legge.
Il Direttore Sanitario è coadiuvato da un Vice Direttore.
In sede di prima applicazione, il Direttore Generale può disporre la proroga
del contratto con il Direttore Sanitario in carica all’atto dell’entrata in
vigore del presente regolamento per un periodo massimo di cinque anni.
Art. 12 – Il Direttore Amministrativo
Ha la responsabilità delle politiche di gestione del Personale, delle Relazioni
Sindacali, dell’Amministrazione, della Pianificazione, del Controllo di
Gestione e dell’Organizzazione Informatica.
È nominato dal Direttore Generale; il suo rapporto di lavoro è esclusivo
ed è regolato da contratto di diritto privato, di durata non superiore a cinque
anni, rinnovabile, stipulato in osservanza delle norme del titolo terzo del libro
quinto del codice civile. Eventuali incarichi a carattere temporaneo ed occasionale
assegnati da altre Amministrazioni, compatibili con la funzione di
Direttore Amministrativo, devono essere preventivamente autorizzati dal
Direttore Generale.
Coadiuva il Direttore Generale nel governo dell’Istituto svolgendo le attività
che gli vengono assegnate dalla normativa e richieste dal Consiglio di
Amministrazione e dal Direttore Generale nell’ambito delle attribuzioni di
legge e professionali.
Il Direttore Amministrativo è un laureato in discipline giuridiche o economiche
che abbia comprovata esperienza aziendale e risponda a quanto previsto
dalla normativa vigente. Ha, in particolare, i seguenti compiti:
1. dirige i Servizi Amministrativi e fornisce parere al Direttore Generale
sugli atti relativi alle materie di competenza;
2. svolge attività di indirizzo, coordinamento e supporto nei confronti
dei responsabili delle strutture dell’Ospedale, con riferimento agli aspetti
gestionali e amministrativi;
3. può dirigere specifici settori di ricerca nell’ambito delle aree di competenza
istituzionale e professionale rapportandosi funzionalmente, per tali attività,
al Direttore Scientifico;
4. propone al Direttore Generale l’adozione di ogni atto relativo: alla
gestione, alla formazione ed all’aggiornamento del personale; ai rapporti con
le organizzazioni sindacali; alla stipula di accordi e convenzioni con i consulenti
la cui attività rientri nella competenza del proprio settore; all’amministrazione
dei servizi delegati; all’amministrazione, pianificazione economico
finanziaria e controlli gestionali.
2006 55

Sezione I
In sede di prima applicazione, il Direttore Generale può disporre la proroga
del contratto con il Direttore Amministrativo in carica all’atto dell’entrata
in vigore del presente regolamento per un periodo massimo di cinque anni.
Art. 13 – Il Direttore Servizi Tecnico Economali
La fase d’acquisto beni e servizi è conferita ad un’apposita figura dirigenziale
nominata dal Direttore Generale: il Direttore dei Servizi Tecnico
Economali.
Questi ha la responsabilità delle politiche e gestione degli acquisti, dei
servizi tecnici e della conduzione del Centro Congressi.
Art. 14 – Il Consiglio Direttivo
È istituito il Consiglio Direttivo di coordinamento presieduto dal Direttore
Generale e costituito dal Direttore Scientifico, Direttore Sanitario, Direttore
Amministrativo e Direttore Servizi Tecnico Economali.
Il Consiglio Direttivo è finalizzato al miglioramento dell’organizzazione,
al coordinamento per l’ottimale funzionamento di tutti i servizi ed alla
coerente e univoca conduzione del personale, ferme restando le competenze
attribuite ai singoli Direttori.
Art. 15 – Il Comitato Etico
Il Comitato Etico è istituito e gestito in conformità al DM 18 Marzo 1998
e successive modifiche ed integrazioni.
Art. 16 – I servizi
L’Istituto per attuare le proprie finalità è strutturato in:
– servizi di ricerca;
– servizi assistenziali, igienico-organizzativi e socio sanitari;
– servizi amministrativi e del personale;
– servizi tecnico economali.
Ai vari servizi sono assegnati dei collaboratori, che possono esercitare
anche funzioni di coordinamento, nell’ambito del servizio e/o dell’unità operativa
assegnata rispondendone al Direttore responsabile.
Art. 17 – Assistenza
I servizi sanitari e igienico-organizzativi sono articolati in:
– servizi di accoglienza e accettazione;
– servizi socio-sanitari;
– servizio infermieristico;
– servizi di diagnosi e cura;
– servizio informativo ospedaliero (SIO e SIAS);
– servizio farmaceutico.
56 2006

Le modalità di erogazione e le altre informazioni relative sono documentate
attraverso l’apposita carta dei servizi ed altre iniziative di comunicazione.
Art. 18 – Ricerca e didattica
Alla Direzione Scientifica afferiscono:
– i laboratori sperimentali operanti nell’ambito delle linee di ricerca
attualmente presenti (Neurofisiopatologia, Neuropsicologia, Neuropsicologia
Clinica e Comportamentale, Neuroscienze Sperimentali, Fisiologia e Chinesiologia,
Neuroimmagini Funzionali) e di quelle che potranno essere eventualmente
definite in futuro;
– la biblioteca;
– il polo didattico;
– le manifestazioni scientifiche.
Art. 19 – Amministrazione
I servizi amministrativi sono così articolati:
– personale;
– affari generali;
– contabilità industriale;
– pianificazione e controllo;
– revisione dei processi aziendali;
– servizi interni;
– informatica;
– sperimentazioni gestionali e process management.
Art. 20 – Servizi Tecnico Economali
Il servizio tecnico economale si articola nelle seguenti aree:
– attività generali;
– ufficio acquisti;
– ufficio tecnico;
– Centro Congressi.
Struttura organizzativa
Art. 21 – Contabilità
TITOLO IV – ASPETTI GESTIONALI
La Fondazione adotta, nell’ambito del proprio bilancio, la struttura
UE, con lo scopo di determinare il risultato economico d’esercizio e il
patrimonio di funzionamento, secondo i contenuti e le modalità previste
dalle leggi.
2006 57

Sezione I
Art. 22 – Scritture amministrative
L’Istituto, in conformità alla normativa vigente, tiene le prescritte scritture
amministrative tra le quali:
– libro delle adunanze e deliberazioni del Consiglio di Amministrazione;
– libro delle adunanze e deliberazioni del Collegio dei Sindaci Revisori.
L’Istituto può dotarsi di altre scritture amministrative.
TITOLO V – CLASSIFICAZIONE DEL PERSONALE
Art. 23 – Articolazione dei ruoli
Il personale si articola nei seguenti ruoli:
– ruolo sanitario per l’assistenza e la ricerca;
– ruolo professionale;
– ruolo tecnico;
– ruolo amministrativo.
Circa i profili, l’inquadramento, le mansioni e le relative responsabilità si
fa riferimento alle disposizioni di legge ed ai contratti collettivi nazionali di
lavoro applicabili.
Art. 24 – Ruolo sanitario di assistenza e ricerca
Nel ruolo sanitario di assistenza e di ricerca sono compresi:
– il personale laureato in discipline clinico-scientifiche (addetto ai servizi
di ricerca clinica, scientifici, assistenziali ed igienico-oganizzativi);
– il personale non laureato, in possesso di specifico titolo di abilitazione
professionale per l’esercizio di funzioni assistenziali e didattico-organizzative
(nell’ambito sanitario), infermieristiche, tecnico sanitarie, di vigilanza ed ispezione
e di riabilitazione e l’altro personale previsto nel ruolo.
In attesa dell’applicazione della disciplina sulla collocazione in un unico
ruolo della dirigenza sanitaria e delle relative implicazioni in termini di assunzioni
e inquadramento contrattuale, l’Istituto articola la dirigenza medica sui
due livelli previsti dal vigente CCNL.
I criteri generali per la graduazione delle funzioni dirigenziali, per l’assegnazione,
la valutazione e la verifica degli incarichi dirigenziali e per l’attribuzione
del trattamento economico e normativo vengono determinati dalla contrattazione
collettiva nazionale, nel rispetto delle disposizioni di legge vigenti in materia (con
particolare riferimento agli articoli 15 e seguenti del D.Lvo 229/99), e comunque
tenuto conto dell’autonomia giuridico – amministrativa della Fondazione.
Nei confronti del restante personale laureato (chimici, biologi, farmacisti,
psicologi e fisici) trova applicazione, per ciò che concerne l’inquadramento, la
vigente disciplina del CCNL per il personale non medico dipendente da strutture
sanitarie laiche e religiose.
58 2006

Struttura organizzativa
Art. 25 – Ruolo professionale
Nel ruolo professionale sono iscritti, nei corrispondenti profili, gli avvocati,
gli ingegneri, gli architetti.
Art. 26 – Ruolo tecnico
Il ruolo tecnico è ripartito in distinti profili a seconda della professionalità
per la quale è richiesto il possesso di un diploma di laurea o altro titolo. Vi
sono iscritte le figure professionali previste dal DPR 761/79 e successive modificazioni
ed integrazioni.
Art. 27 – Ruolo amministrativo
Nel ruolo amministrativo sono iscritti per i rispettivi profili, il dirigente
amministrativo nonché gli operatori che svolgono funzioni amministrative
con riferimento ai profili e alle posizioni funzionali previsti dal DPR 761/79 e
successive modificazioni ed integrazioni.
Art. 28 – Personale universitario convenzionato
Le unità di ricerca della Fondazione, ai sensi del DPR 382/1980 e successive
modificazioni ed integrazioni, possono essere dirette da un professore
universitario ordinario, straordinario od associato.
Tale attività dovrà essere regolamentata da uno specifico atto convenzionale
con l’Università in conformità con i protocolli di intesa di cui all’art. 6 del
D.Lvo 502/92 e successive modifiche o integrazioni.
TITOLO VI – NORME PER L’ASSUNZIONE DEL PERSONALE
Art. 29 – Norme generali sul rapporto di lavoro
Il rapporto di lavoro dei dipendenti dell’Istituto, quale rapporto di diritto
privato, è disciplinato dalle norme del presente regolamento, dalle disposizioni
del codice civile, dalle leggi sui rapporti di lavoro e dai Contratti Collettivi
Nazionali di Lavoro.
Il personale è tenuto al diligente e sollecito adempimento delle mansioni
previste dalle presenti norme, a tutela degli interessi dell’Istituto e
dei pazienti ricoverati. È tenuto a svolgere i propri compiti con fedeltà
e diligenza e al segreto professionale, non divulgando le informazioni riservate
e quelle oggetto di privacy che possono essere venute comunque a sua
conoscenza.
Il personale ha l’obbligo di svolgere i doveri professionali prescritti dal
codice deontologico proprio di ogni singola professione, garantendo impegno
e competenza professionale, utilizzando modalità corrette e rispettose nei
confronti di quanti frequentano la struttura, adottando atteggiamenti rispet-
2006 59

Sezione I
tosi della dignità umana e di solidarietà verso i malati, tenendo conto delle
competenze inerenti a ciascuna unità di degenza o servizio ed assicurando
una fattiva e responsabile collaborazione.
Art. 30 – Rapporti di lavoro a tempo determinato e speciali
Il Direttore Generale ha facoltà di stipulare contratti di lavoro a tempo
determinato nelle seguenti ipotesi:
– per l’espletamento di funzioni di particolare rilevanza ed interesse strategico,
ai sensi dell’art. 15-septies del D.Lvo 229/99 e successive integrazioni e
modificazioni;
– per l’attuazione di progetti di ricerca per un periodo non superiore a
quello di durata del programma;
– negli altri casi previsti dalle leggi e dai contratti collettivi di lavoro;
– per la copertura di posti vacanti in attesa di concorso;
– per sopperire ad eccezionali e temporanee necessità, per un periodo
massimo di sei mesi.
Per il conferimento di incarichi dirigenziali temporanei potranno essere
utilizzate le graduatorie, ove esistenti ed in corso di validità, di concorsi pubblici;
in mancanza, si potrà procedere ad espletare avviso pubblico. L’incarico
avrà durata non superiore a sei mesi, rinnovabile, e sarà assegnato sulla base
della graduatoria formulata da apposita commissione composta dal Direttore
Scientifico (o Direttore Sanitario o Direttore Amministrativo, secondo le specifiche
competenze), da un dirigente della disciplina oggetto del concorso e
dal segretario nella persona del direttore amministrativo o altro funzionario.
Inoltre, è facoltà del Direttore Generale attivare – in conformità alle normative
vigenti – rapporti di lavoro particolari, quali contratti di formazione,
contratti di mano d’opera o servizi o costituire rapporti di lavoro o di collaborazione
professionale non espressamente previsti dal presente regolamento,
con personale qualificato e, comunque, in possesso dei requisiti professionali
previsti dalla legge.
Art. 31 – Convenzioni con enti ed altre istituzioni
In conformità alla normativa vigente la Fondazione può stipulare con le
Università e con istituzioni di ricerca biomedica, convenzioni per la formazione
di medici specializzandi, nonché di altro personale sanitario, secondo
specifici protocolli.
Le convenzioni di ricerca, sia con Enti pubblici che con Enti privati europei
ed extraeuropei, e le convenzioni per l’erogazione di assistenza sanitaria
con i competenti soggetti del SSN sono deliberate dal Direttore Generale conformemente
alle vigenti disposizioni in materia.
Nel rispetto di quanto previsto dalle leggi, la Fondazione può stipulare
inoltre convenzioni con ordini religiosi, congregazioni, istituti secolari e
società di vita apostolica ed altri enti, per l’espletamento di qualsiasi funzione
o attività propria della Fondazione.
60 2006

Struttura organizzativa
L’Istituto può concedere la frequenza per l’effettuazione di stages o tirocini
abilitanti, in base a specifici accordi con Enti, Istituzioni di Ricerca, Università,
europei ed extraeuropei, in attuazione di normative di legge e delle
finalità dell’Istituto.
Inoltre, la Fondazione consente l’ammissione alla frequenza e la partecipazione
di Associazioni di volontariato ed altri enti alla vita professionale e sociale
dell’Istituto, purché i partecipanti abbiano idonea copertura assicurativa.
Art. 32 – Borse di studio
L’Istituto può istituire borse di studio per favorire la formazione o la
specializzazione di personale di ricerca.
Per ciò che concerne la disciplina delle borse di studio si fa esplicito rinvio
al regolamento per il conferimento delle borse di studio redatto dall’Istituto
stesso.
Art. 33 – Modalità di selezione e assunzione del personale
Le disposizioni normative relative agli IRCCS di diritto pubblico si applicano
per quanto compatibili con la natura giuridica di diritto privato della
Fondazione Santa Lucia e, di conseguenza, con la sua autonomia giuridica e
amministrativa.
In ogni caso, per le modalità di selezione ed assunzione del personale –
sia quello dirigenziale che quello appartenente ai profili non dirigenziali – si
farà ricorso alle procedure utilizzate per gli IRCCS di diritto pubblico (ovvero
DPR 483/97, DPR 484/97, D.Lvo 229/99 e D.Lvo 288/03).
TITOLO VII – INCOMPATIBILITÀ E ATTIVITÀ LIBERO PROFESSIONALE INTRAMURARIA
DEL PERSONALE DIPENDENTE
Art. 34 – Regolamentazione dell’incompatibilità
Il dipendente, oltre a quanto stabilito dall’art. 2105 del codice civile, non
può esercitare attività commerciali ed industriali, né assumere altri impieghi
o incarichi alle dipendenze di altri Enti o società pubbliche e private.
Circa la possibilità di svolgere altre attività al di fuori della Fondazione,
valgono le norme legislative, contrattuali e regolamentari in materia.
In ogni caso, il dipendente è tenuto a comunicare alla Fondazione le attività
estranee al servizio ospedaliero e di ricerca.
Il personale medico che svolge rapporto di lavoro a tempo definito potrà
richiedere il passaggio al tempo pieno, che dovrà essere concesso entro
24 mesi; in conseguenza della maggiore disponibilità di ore di servizio, la
Fondazione provvederà alla revisione degli organici per il corrispondente
numero di ore.
L’accertamento delle incompatibilità, e l’adozione dei conseguenti provvedimenti,
competono al Direttore Generale, sentito il Direttore Sanitario o il Direttore
Scientifico o il Direttore Amministrativo, secondo le rispettive competenze.
2006 61

Sezione I
Art. 35 – Attività libero professionale intramuraria
Le modalità di svolgimento dell’attività libero professionale intramuraria
sono disciplinate con apposita regolamentazione emanata dall’Istituto in data
1 luglio 1997, nonché dalle successive modifiche ed integrazioni che saranno
apportate in ragione delle innovazioni legislative e delle esigenze gestionali
che dovessero intervenire nel corso del tempo.
TITOLO VIII – DISPOSIZIONI TRANSITORIE E FINALI
Art. 36 – Rinvio
Per quanto non previsto dalle presenti norme, si applicano le disposizioni
contrattuali e legislative concernenti gli Istituti di Ricovero e Cura a Carattere
Scientifico di diritto privato e le Fondazioni.
62 2006

Struttura organizzativa
DELIBERA DI ISTITUZIONE
DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE (CEI)
(n. 16/98 del 16 ottobre 1998)
L’AMMINISTRATORE UNICO
vista
la circolare n. 8 del 10 luglio 1997 del Ministero della Sanità, relativa alla sperimentazione
clinica dei farmaci;
visto
il decreto del 18 agosto 1997 del Ministero della Sanità, relativo al “ Recepimento
delle Linee guida dell’Unione Europea di Buona Pratica Clinica (GCP)
per l’esecuzione delle sperimentazioni cliniche dei farmaci ”;
vista
la delibera n. 4/98 del 28 febbraio 1998 di costituzione del Comitato Etico e
n. 5/98 del 12 marzo 1998 di nomina dei relativi membri, atti assunti in attesa
dell’emanazione della normativa in materia;
visti
i due successivi decreti del 18 marzo 1998 del Ministero della Sanità, concernenti
rispettivamente “ Linee Guida di riferimento per l’istituzione ed il funzionamento
dei Comitati Etici ” e “ Riconoscimento della idoneità dei centri
per la sperimentazione clinica dei farmaci ”;
ritenuto
di adeguare, ai sensi delle suddette normative, la composizione e le attribuzioni
del Comitato Etico dell’Istituto S. Lucia;
DELIBERA
Art. 1 – È istituito il Comitato Etico Indipendente (CEI) dell’Istituto
di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico “ Centro Residenziale Clinica
S. Lucia ” (IRCCS S. Lucia) (ndr: leggi oggi Fondazione Santa Lucia), con
sede presso l’Istituto medesimo.
Art. 2 – Nell’ambito dell’Istituto il CEI risulta, secondo i principi di GCP,
“ una struttura indipendente, costituita da professionisti medico-scientifici e
membri non medico-scientifici, con la responsabilità di garantire la tutela
dei diritti, della sicurezza e del benessere dei soggetti coinvolti in uno studio
clinico e di fornire pubblica garanzia di tale protezione ”.
Art. 3 – Il CEI ha come riferimento, per le valutazioni etiche, la Dichiarazione
di Helsinki del 1964 e successive modifiche, nonché, ove applicabili, le
indicazioni di carattere generale emanate dal Comitato Nazionale di bioetica.
Riguardo alla valutazione scientifica/metodologica delle ricerche ed in
2006 63

Sezione I
particolare dei protocolli per la sperimentazione clinica di farmaci, dovrà far
riferimento alla norme di GCP citate nelle premesse, nonché alla bibliografia
esistente sull’argomento.
Art. 4 – Il CEI è composto da 14 membri che garantiscono l’interdisciplinarietà,
la complementarietà e la presenza di entrambi i sessi.
Esso è costituito dalle seguenti figure:
– un biostatistico con esperienza di sperimentazioni dei farmaci (esterno);
– tre clinici con esperienza di sperimentazioni dei farmaci (interni);
– il farmacista del servizio farmaceutico dell’Istituto (interno);
– un farmacologo (esterno);
– un medico legale (esterno);
– cinque esperti e rappresentanti nei seguenti ambiti:
• etico (esterno);
• giuridico (esterno);
• infermieristico (interno);
• volontariato (esterno);
• utenza (esterno);
– il Direttore Scientifico, ex officio (interno);
– il Direttore Sanitario, ex officio (interno).
I membri del CEI non possono delegare altri in proprio luogo.
I componenti del CEI restano in carica tre anni e possono essere confermati
consecutivamente per non più di una volta, eccetto per chi è nominato
ex officio.
Il CEI si può avvalere, di volta in volta, di esperti non facenti parte del
Comitato stesso.
I componenti del CEI ed il personale della Segreteria del Comitato, di cui
al successivo art. 5, sono tenuti a mantenere la segretezza riguardo alle informazioni
riservate.
Art. 5 – È istituita la Segreteria del CEI alle dipendenze di un qualificato
responsabile, dotato di risorse umane e strumentali utili per la ricerca bibliografica,
l’archiviazione dei dati, la sistematizzazione e duplicazione documentale
per i lavori del Comitato e la verbalizzazione degli stessi, nonché per la
conservazione e l’aggiornamento del Registro delle Sperimentazioni ed i rapporti
diretti con il preposto Ufficio del Ministero della Sanità, ai fini della vigilanza
dello stesso nella materia.
Art. 6 – Il CEI lavora e manifesta le proprie valutazioni e i propri pareri in
assoluta indipendenza. Ciò è garantito:
– dalla mancanza di subordinazione gerarchica del Comitato nei confronti
dell’Istituto;
– dalla presenza di componenti indipendenti dall’Istituto (di personale,
cioè, che non intrattiene rapporti di lavoro a tempo pieno, parziale o di consulenza
con l’Istituto);
64 2006

Struttura organizzativa
– dalla estraneità dei votanti alla sperimentazione o studio proposto;
– dal rispetto delle seguenti norme di incompatibilità:
a) non possono appartenere al CEI coloro che:
• hanno ricoperto nei tre anni precedenti, o ricoprono tuttora, posizioni
apicali in un’impresa farmaceutica;
• hanno partecipazioni finanziarie in un’impresa farmaceutica o in
imprese collegate;
• ricoprono incarichi stabili di consulenza per un’impresa farmaceutica;
• sono dipendenti di una impresa farmaceutica;
• hanno relazioni di parentela fino al secondo grado con soggetti
che rientrino nei casi precedenti.
b) non possono partecipare a valutazioni, votazioni, pareri sulle sperimentazioni
coloro che possono avere conflitti di interesse; il componente
del CEI che può avere conflitti di interesse si deve allontanare
volontariamente dalla seduta, dandone comunicazione al presidente,
da registrare a verbale;
c) gli interessi di tipo indiretto (pur non rappresentando causa di
incompatibilità) devono essere dichiarati al momento dell’accettazione
della nomina o nel momento in cui si manifestino.
Art. 7 – Il CEI durante la prima seduta elegge al proprio interno un presidente
ed un vicepresidente ed adotta un regolamento che preveda tutti gli
aspetti del funzionamento proprio e dell’ufficio di segreteria, con particolare
attenzione:
– ai tempi ed alle modalità di convocazione delle riunioni;
– alle modalità di presentazione della documentazione ai componenti
con il necessario anticipo per gli approfondimenti da parte dei componenti
stessi;
– alle modalità di designazione dei relatori e di coinvolgimento degli
esperti esterni per specifiche tematiche;
– ai criteri adottati per la valutazione dei risultati e di possibili eventi
avversi;
– alla verbalizzazione delle attività del Comitato ed alle modalità di pubblicazione
delle decisioni;
– alle procedure di decadimento o di dimissioni dei componenti;
– alle modalità da adottare durante le sedute, al fine di evitare ogni possibile
conflitto di interesse.
Durante la stessa seduta, il CEI prende atto delle indicazioni di propria
competenza, presenti nelle circolari e nei decreti ministeriali citati nelle premesse,
assumendo le stesse quali norme di comportamento e valutazione.
Art. 8 – Le sedute del CEI sono valide in presenza della metà più uno dei
componenti.
2006 65

Sezione I
Le determinazioni sono prese dalla maggioranza dei presenti, prevalendo,
in caso di parità, il parere/voto del presidente.
Art. 9 – Gli oneri per l’attività del Comitato Etico Indipendente sono a
carico del proponente la sperimentazione o lo studio.
Tali oneri, non avendo il CEI scopo di lucro, sono limitati al rimborso
delle spese sostenute dai componenti, nonché dalla Segreteria e dalla struttura
per il funzionamento del Comitato.
Art. 10 – Con successivi atti avverrà la nomina dei membri del CEI e
saranno definite l’organizzazione della Segreteria del CEI e le relative risorse
umane e strumentali necessarie al suo funzionamento.
66 2006

Struttura organizzativa
REGOLAMENTO DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE (CEI)
Art. 1 – Definizione e funzioni generali
1.1. Il Comitato Etico Indipendente presso la Fondazione Santa Lucia è
stato a suo tempo istituito con delibera 16/98 del 16 ottobre 1998 per la valutazione
di studi e sperimentazioni cliniche, comprese quelle sui farmaci, ai
sensi del Decreto del Ministero della Sanità del 15 luglio 1997 e successive
modificazioni o disposizioni ministeriali.
1.2. La dichiarazione di Helsinki del 1964 e successivi emendamenti e le
norme di Good Clinical Practice: Consolidated Guideline dell’Unione Europea,
adottate dall’Agenzia Europea per la valutazione dei medicinali (EMEA),
costituiscono il principale riferimento per le decisioni e le attività del CEI in
merito agli studi ed alle sperimentazioni di cui al punto 1.1.
1.3. Il presente regolamento analizza ed aggiorna le attività del CEI conformandole
sulla base di quanto riportato dal Decreto Legislativo 211 del
24 giugno 2003 (attuazione della direttiva 2001/20/CE) e con riferimento alla
Circolare Ministeriale n. 6 del 2 settembre 2002 (sperimentazioni non interventistiche),
alla circolare Ministeriale n. 173 del 28 luglio 2003 (autorizzazione
dei medicinali per uso terapeutico), ed al Decreto Ministeriale del
17 dicembre 2004 (sperimentazioni “ no profit ”).
Art. 2 – Composizione e partecipazione
2.1. Il CEI è un organismo collegiale, multidisciplinare ed indipendente
nominato dalla Presidenza della Fondazione i cui membri hanno le qualifiche
e le competenze necessarie per esaminare e valutare gli aspetti scientifici,
metodologici, medici ed etici degli studi proposti.
2.2. I componenti del CEI eleggono a maggioranza al loro interno, un
Presidente, preferibilmente non dipendente della Fondazione, due vicepresidenti
con funzioni vicarie in caso di assenza o di impedimento del Presidente.
2.3. È presente un ufficio di Segreteria secondo quanto previsto dal
Decreto Ministeriale, 18 Marzo 1998 “ Linee guida di riferimento per l’istituzione
ed il funzionamento dei Comitati Etici ”.
2.4. Le dimissioni di uno dei componenti devono essere presentate alla
Presidenza della Fondazione e al CEI per conoscenza.
2.5. Ai fini del buon funzionamento del CEI il componente che risulti
assente, anche se giustificato, per più della metà delle sedute tenutesi nell’arco
di un anno dalla sua nomina, è escluso dal quorum di cui al successivo punto
4.3 ed il CEI ne propone la sostituzione alla Fondazione con analoga figura
professionale.
Art. 3 – Competenze
3.1. È di competenza del CEI la valutazione di tutte le forme di studio e
sperimentazione per le quali venga presentata regolare domanda; in partico-
2006 67

Sezione I
lare, attesa la peculiare funzione istituzionale della Fondazione Santa Lucia,
Istituto di Ricovero e Cura riconosciuto a Carattere Scientifico (IRCCS), sono
oggetto di valutazione e di espressione di parere:
– le attività di ricerca aventi connotati di sperimentazione clinica,
condotte nell’ambito della programmazione scientifica della Fondazione
medesima, in relazione ai propri interessi biomedici riconducibili ai settori di
riconoscimento del carattere scientifico;
– i protocolli di ricerca e sperimentazione clinico-farmacologiche sponsorizzati
da Enti od Organismi pubblici e privati, comprese Ditte Farmaceutiche,
secondo quanto riportato nel Decreto Legislativo 211/03;
– le sperimentazioni cosiddette “ no profit ” di cui al Decreto Ministeriale
17 dicembre 2004, i cui requisiti sono riportati all’art. 1.2 dello stesso DM.
3.2. Il CEI, nell’ambito della valutazione delle richieste, pone particolare
attenzione alla qualifica dello Sperimentatore ed alla validità della Unità
o struttura proposta per la sperimentazione, con specifico riferimento
alla presenza di idonea strumentazione e di provata professionalità del personale
sanitario e, più in generale, all’adeguatezza delle risorse richieste per lo studio.
3.3. Il CEI ha compiti di controllo sulla conduzione delle sperimentazioni
tramite l’esame della documentazione esistente e relativa a ciascun soggetto
dello studio, verificando i seguenti punti:
– riservatezza, informazioni al paziente e consenso, informazione al
medico curante ed al personale sanitario interessato;
– aderenza a quanto approvato dal CEI nella esecuzione degli esami e
delle visite e nell’impegno economico;
– modalità di gestione dei prodotti relativi alla sperimentazione.
3.4. Al di là delle conoscenze e verifiche previste dalla normativa vigente
[art. 2 del D.L. 211/2003, lettera m) e t); art. 3, comma 1, lettera a); art. 12,
comma 3, 4, 5, 6] il CEI mantiene un diretto contatto con le attività di sperimentazione
in corso, sorvegliandone il buon andamento, anche dal punto di
vista del mantenimento degli standard clinico-assistenziali e riesaminandole
periodicamente con tempistica correlata alla durata degli studi.
Art. 4 – Convocazione
4.1. Il CEI si riunisce di norma una volta al mese (salvo particolari necessità
che richiedano diversa programmazione), previa convocazione da parte
del Presidente tramite la Segreteria con allegato ordine del giorno.
4.2. L’eventuale impossibilità alla partecipazione alla seduta deve essere
tempestivamente comunicata alla Segreteria.
4.3. Si considera valida la seduta se è presente il quorum (metà + 1) dei
componenti del CEI, esclusi gli assenti giustificati mediante comunicazione
scritta, purché sia presente almeno un terzo dei componenti.
4.4. Rilevate le presenze da parte della Segreteria, si procede all’apertura
dei lavori.
68 2006

Struttura organizzativa
Art. 5 – Procedure
5.1. Anche con riferimento a quanto definito al precedente punto 3.1, ed
in particolare alla opportunità che gli studi da condurre rientrino in una strategia
programmatoria e comunque nel settore di interesse scientifico della
Fondazione, la documentazione relativa ai protocolli di studio e di sperimentazione
viene esaminata dal CEI secondo l’ordine cronologico di trasmissione
alla Segreteria, salvo casi particolari, di volta in volta valutati, in relazione a
specifici interessi o urgenze. Di tale deroga viene fatta menzione nel verbale
relativo alla seduta del CEI di riferimento.
La Segreteria protocolla la documentazione in entrata, ne registra la data
di acquisizione e comunica la stessa allo Sperimentatore.
I tempi tecnici di valutazione di cui al successivo punto 5.6 partono da
tale data di presentazione.
5.2. La lingua ufficiale del CEI è l’italiano; pertanto, la domande di sperimentazione
e tutta la documentazione allegata deve essere prodotta in italiano.
5.3. Ogni componente riceve la documentazione relativa ai progetti di
sperimentazione con congruo anticipo, al fine di poterne prendere visione ed
effettuare un esame preventivo.
5.4. Non sono prese in esame domande presentate non complete nella documentazione
prevista dalla normativa vigente e nella modulistica predisposta.
5.5. Lo Sperimentatore, ove necessario, dovrà richiedere ai Primari/
Direttori o comunque ai Responsabili delle strutture ove intende svolgere la
ricerca, l’autorizzazione all’utilizzo delle strutture medesime.
5.6. Il CEI, in caso di sperimentazioni monocentriche, è tenuto a formulare
un parere entro sessanta giorni dal ricevimento della richiesta completa
di tutta la documentazione (art. 6.3 D.Lgl. 211/03); eventuali richieste di chiarimento,
ovvero di integrazione della documentazione prodotta, da potersi
richiedere solo una volta, determinano l’interruzione dei termini per il
periodo compreso tra la data di inoltro e quella di ricevimento degli elementi
integrativi sollecitati (art. 4 D. Lgl. 211/03).
5.7. Il CEI, in caso di sperimentazioni multicentriche nelle quali venga
indicato come Comitato Etico al quale afferisce lo sperimentatore del Centro
Coordinatore, fornisce parere motivato entro 30 giorni a decorrere dalla data
di ricevimento della richiesta (parere unico).
5.8. Il CEI, in caso di sperimentazioni multicentriche nelle quali venga
indicato come Comitato Etico al quale afferisce lo Sperimentatore di un Centro
partecipante, può comunicare al Comitato Etico del Centro Coordinatore
eventuali osservazioni sul protocollo entro 30 giorni dalla presentazione della
domanda e comunque è tenuto a formulare il proprio parere entro 30 giorni
dopo aver ricevuto dal Comitato Etico del Centro coordinatore il parere unico.
5.9. Ai sensi dell’articolo 7.3 del Decreto Legislativo 211/03, il CEI ha
competenza nel giudicare tutti gli aspetti del protocollo alla base della richie-
2006 69

Sezione I
sta di parere. Peraltro, nel caso che al CEI afferisca lo Sperimentatore del
Centro coordinatore, il CEI può chiedere eventuali modifiche e/o integrazioni
su tutto il protocollo prima dell’espressione del parere, mentre nel caso che al
CEI afferisca lo sperimentatore di un Centro partecipante, oltre le considerazioni
da inviare eventualmente al Comitato Etico del Centro coordinatore, il
CEI può solo accettare o rifiutare il parere favorevole dello stesso Centro nel
suo complesso, potendo, comunque, richiedere l’eventuale modifica del solo
consenso informato limitatamente ai soggetti in sperimentazione presso il
centro a cui riferisce.
5.10. Gli accertamenti clinici strumentali e/o di laboratorio devono
essere eseguiti presso strutture ritenute idonee dal CEI.
5.11. Le decisioni vengono prese a maggioranza dei presenti tramite
espressione di voto palese da parte degli aventi diritto. In caso di parità, il
voto del presidente vale doppio.
5.12. I componenti del CEI non possono prendere parte a decisioni su
sperimentazioni nelle quali siano coinvolti.
5.13. Il CEI esprime parere favorevole o non favorevole sulle sperimentazioni
con motivazione.
5.14. Il CEI ha facoltà di revocare il parere favorevole alla sperimentazione
in corso con provvedimento motivato.
5.15. Il parere espresso dal CEI, viene trasmesso dalla Segreteria allo
Sponsor e alla Presidenza della Fondazione, autorità competente del Centro
secondo la definizione del Decreto Legislativo 211/03, per l’adozione del conseguente
provvedimento deliberativo. Il provvedimento autorizzativo del Presidente
dovrà essere comunicato al CEI oltre che allo Sperimentatore, al
Direttore o Primario, alla Direzione Sanitaria ed alla Direzione Scientifica, al
Servizio di Farmacia, al Settore economico e finanziario. Lo Sperimentatore
potrà iniziare la sperimentazione solo dopo la ricezione di tale autorizzazione
e darà comunicazione al CEI della data di inizio.
Art. 6 – Oneri finanziari e compensi
6.1. Le sperimentazioni possono essere promosse da aziende farmaceutiche,
da altri enti o istituzioni pubbliche o private o da unità operative della
Fondazione Santa Lucia. Qualora la sperimentazione venga finanziata da
Sponsor commerciali, la quota di cui al successivo punto 6.2, lettera B, è comprensiva
in ogni caso delle seguenti voci:
– Fornitura di prodotti da sperimentare per tutta la durata della ricerca e
per tutti i pazienti arruolati, compresa quella di placebo e/o farmaci di controllo,
opportunamente preparati ed etichettati in modo da assicurare,
quando prevista, la cecità della sperimentazione.
– Pagamento di ogni spesa connessa alla sperimentazione e non correlata
alla normale gestione del paziente.
– Compensi destinati agli sperimentatori.
70 2006

Struttura organizzativa
6.2. Lo Sponsor commerciale dovrà versare due quote distinte:
A. Quota per l’esame istruttorio per gli oneri di funzionamento del CEI –Al
momento della presentazione della domanda di sperimentazione deve essere
esibita copia della ricevuta di versamento della quota iniziale pari a Euro
2.600 + IVA al 20%, necessaria per coprire le spese di istruttoria, che
andranno così ripartite:
– il 15 % è riservato alla Segreteria per le spese relative all’acquisizione di
apparecchiature, materiale d’uso, bibliografia specifica, cancelleria, e,
più in generale, di tutto quanto attiene allo sviluppo delle attività derivanti
dalle competenze assegnate dalle normative vigenti;
– il 5% è di competenza della Fondazione Santa Lucia per le spese di
affitto locali, utenze, ecc.;
– il restante 80% è utilizzato per la definizione del gettone annuale di partecipazione
(gettone di presenza x numero di sedute effettuate), comprensivo
del rimborso delle spese, a favore dei componenti esterni del
Comitato Etico. Qualora il Comitato si avvalga di esperti con la qualifica
di membro straordinario, agli stessi spetta un compenso pari al gettone
di presenza. Il gettone di partecipazione è assegnato a fine anno solare.
La posizione del personale di ruolo della Fondazione, nominato componente
del Comitato Etico o costituente la Segreteria, deve essere considerata
quale incarico assegnato dalla Fondazione medesima a propri
dipendenti e come tale deve essere valutata e gestita. Nel caso specifico i
dipendenti svolgono tale incarico fuori dall’orario di lavoro e la quota a
loro spettante viene erogata in regime di intramoenia.
B. Quota relativa allo svolgimento della sperimentazione – Tale quota deve
essere oggetto di una proposta di convenzione presentata dallo Sponsor/Sperimentatore.
Quanto ritenuto necessario quale rimborso per le spese generali di
gestione contrattuale sarà trattenuta dalla Fondazione, mentre la restante
somma costituirà la percentuale a disposizione dello Sperimentatore per le
necessità operative dell’Unità di appartenenza, con particolare riferimento
alla conduzione dello studio.
6.3. Per le sperimentazioni cosiddette “ no profit ” di cui al Decreto Ministeriale
17 dicembre 2004 (ai sensi dell’articolo 2.5 dello stesso decreto) e più
in generale per alcune sperimentazioni per la cui conduzione, in base al protocollo
di ricerca, non siano previste particolari spese, o alcun finanziamento,
e che risultino particolarmente rilevanti sul piano dell’acquisizione delle conoscenze
scientifiche, il CEI esonera lo Sponsor/Sperimentatore dal rimborso
degli oneri di funzionamento del CEI stesso di cui al precedente punto 6.2,
lettera A.
Art. 7 – Approvazione e modifiche del regolamento
7.1. Il regolamento del CEI ed eventuali successive modificazioni sono
approvati dalla maggioranza (metà + uno) dei componenti del Comitato.
2006 71

Sezione I
7.2. Le proposte di modifica del regolamento presentate e discusse nel
corso di una seduta sono sottoposte ad approvazione del CEI nel corso della
seduta successiva.
Art. 8
Sono allegati al presente regolamento e ne costituiscono parte integrante:
– il modulo di sintesi da utilizzare da parte dello sponsor/sperimentatore
per la presentazione della richiesta di parere. Tale modulo è inviato a
domanda degli interessati dalla Segreteria del CEI e deve accompagnare sempre
la documentazione relativa alla sperimentazione (allegato 1);
– le indicazioni per la predisposizione del modello di consenso informato
(allegato 2).
Art. 9
Per tutto quanto non previsto nel presente regolamento, si deve far riferimento
alla normativa vigente.
Il presente regolamento entra in vigore alla data della sua sottoscrizione.
Letto e sottoscritto il 22 settembre 2006
Il Comitato Etico
72 2006

Struttura organizzativa
Allegato 1
RICHIESTA DI PARERE
DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE
PRESSO LA FONDAZIONE SANTA LUCIA DI ROMA
PER L’APPROVAZIONE
DI STUDI E SPERIMENTAZIONI CLINICHE
(Decreto Legislativo 211 del 24 giugno 2003)
Al COMITATO ETICO
Via Ardeatina, 306
00179 ROMA
…l… sottoscritt… prof./dr. .....................................................................................
Qualifica ...................................................................................................................
Reparto/servizio .......................................................................................................
Sede ..........................................................................................................................
telefono …………………. fax …………..……
e-mail ………………………..
CHIEDE
il parere etico sullo studio/sperimentazione clinica
(titolo) .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Sponsor ....................................................................................................................
Con sede legale in ....................................................................................................
Rappresentante sponsor .........................................................................................
telefono …………………. fax …………..……
e-mail ………..………………
2006 73

Sezione I
Si allegano i seguenti documenti (tutti in lingua italiana):
(barrare l’indicazione di documenti allegati ed aggiungere quella di eventuali ulteriori documenti)
1. Modulistica per lo studio/sperimentazione clinica (modello 1).
2. Protocollo di studio (se lo studio viene presentato in lingua inglese si
rende necessario presentare un riassunto sostanziale in italiano che riporti
ogni elemento utile ad una opportuna e completa valutazione).
3. Investigator Brochure del farmaco/sostanza in sperimentazione.
4. Scheda rilevazione dati.
5. Eventuale delibazione/giudizio di notorietà.
6. Copia della Polizza Assicurativa a copertura della responsabilità civile
dei partecipanti autorizzati alla sperimentazione, anche per eventuali danni
subiti dai soggetti coinvolti nella sperimentazione e derivanti da comportamenti
colposi degli sperimentatori, nonché a copertura delle spese legali.
Detta copia dovrà essere autenticata, per copia conforme, da un responsabile
dello sponsor e corredata da timbro e firma leggibile.
7. Foglio informativo e modulo di consenso informato.
8. Proposta di convenzione economica.
9. Copia della ricevuta del versamento di € 2.600 + I.V.A. sul c/c intestato
alla Fondazione Santa Lucia che dovrà riportare nella causale la dizione
“ COMITATO ETICO”, nonché l’indicazione dello Sponsor, del farmaco sperimentato,
dello Sperimentatore e dell’Unità strutturale di appartenenza.
10. Curriculum degli sperimentatori.
Lo Sperimentatore richiedente
(timbro e firma)
………………………………….
Roma, ....................................
La presente domanda, unitamente a tutti gli allegati, viene inviata in
15 copie, di cui una in originale. L’investigator Brochure viene inviata in
sole 3 copie.
74 2006

Struttura organizzativa
Modello 1
1) Struttura della Fondazione presso cui si svolge la ricerca
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
2) Nome e cognome del responsabile della sperimentazione e di coloro
che saranno autorizzati al suo svolgimento (allegare curriculum vitae)
Responsabile: ...........................................................................................................
Autorizzati: ...............................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Il sottoscritto responsabile della ricerca garantisce:
– la competenza e l’adeguatezza del personale;
– l’idoneità dei locali e la conformità delle attrezzature disponibili alle norme
vigenti.
3) Presentazione dello studio (breve abstract)
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
2006 75

Sezione I
4) Identificazione del farmaco
(solo per le sperimentazioni farmacologiche)
Principio attivo ........................................................................................................
Forma farmaceutica ................................................................................................
Dosaggio ...................................................................................................................
Nome commerciale .................................................................................................
Ditta ..........................................................................................................................
Il farmaco è già registrato in Italia? ■ sì ■ no
– Se “ sì ”, specificare eventuale autorizzazione ministeriale per la sperimentazione
in Italia .......................................................................................................
................................................................................................................................
Il farmaco è già registrato in altri paesi? ■ sì ■ no
– Se “ sì ” quali? .......................................................................................................
5) Eventuali ulteriori informazioni che lo sperimentatore intende fornire
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Lo sperimentatore responsabile
(timbro e firma)
.....................................................
NULLA OSTA PER L’UTILIZZAZIONE DELLA STRUTTURA
Il responsabile
(timbro e firma)
..............................
76 2006

Struttura organizzativa
Allegato 2
INDICAZIONI PER LA STESURA
DI MODULI DI CONSENSO INFORMATO
ALLA PARTECIPAZIONE A STUDI CLINICI SPERIMENTALI
Le indicazioni qui presentate definiscono le caratteristiche irrinunciabili
che devono presentare i moduli di consenso informato per la partecipazione
di soggetti umani a studi sperimentali.
Il consenso del soggetto può essere richiesto solo dopo che gli sono state
fornite adeguate informazioni sullo studio, nonché sui suoi diritti e responsabilità.
Con il termine di “ consenso informato ”, quindi, ci si riferisce all’assenso
volontario di un soggetto a partecipare ad uno studio e alla documentazione
comprovante tale assenso.
Le indicazioni che vengono date nel presente documento sono da ritenersi
valide e rilevanti anche per la conduzione di un approfondito colloquio,
di cui la lettura e la firma del modulo di consenso, con relativo foglio informativo,
costituiscono solo l’atto finale o suggello.
Secondo il Comitato Nazionale per la Bioetica i requisiti del consenso
informato, sotto il profilo operativo, sono i seguenti:
1. offerta dell’informazione;
2. comprensione dell’informazione;
3. libertà decisionale;
4. capacità decisionale.
* * *
1. Offerta dell’informazione:
contenuti essenziali del consenso informato
Si analizzano di seguito quali modalità devono essere seguite nel sottoporre
al soggetto le informazioni per consentirgli di scegliere se partecipare
allo studio proposto o meno.
Si considerano, altresì, quali elementi informativi devono essere inclusi
nella documentazione informativa, acclusa al vero e proprio modulo di consenso
informato, predisposta per consentire una scelta consapevole a soggetti
cui venga proposto di partecipare ad uno studio sperimentale.
a) Il testo del consenso informato deve essere in italiano o comunque in
una lingua compresa dal soggetto.
b) Qualora il soggetto non sia in grado di dare un consenso consapevole
di persona (se si trova in stato di incoscienza, se è affetto da grave malattia
mentale o menomazione fisica) la possibilità di arruolare tale tipo di paziente
deve essere preventivamente sottoposta al Comitato Etico cui viene richiesto
2006 77

Sezione I
il parere sullo studio. Inoltre, in tali evenienze, deve essere registrato il consenso
informato di un rappresentante legalmente valido del paziente cui sia
stato adeguatamente spiegato che la partecipazione favorisce il benessere e
l’interesse del soggetto. Nei rari casi in cui non sia possibile, per valide
ragioni, rispettare queste indicazioni, lo sperimentatore deve documentare e
motivare il proprio comportamento.
c) Ai soggetti deve essere concesso un tempo adeguato per decidere se
vogliono partecipare o meno allo studio, così da poter avere la possibilità di
consultare persone di fiducia.
d) Il consenso deve essere sempre firmato dal soggetto o, nel caso di
impossibilità di questi, da un rappresentante legalmente valido del paziente o
da 2 testimoni che attestino l’osservanza degli interessi del paziente.
e) Il soggetto interpellato perché partecipi ad una sperimentazione deve
essere informato sugli obiettivi, metodi e benefici previsti come sui rischi,
effetti collaterali e disturbi potenziali; questo bilancio tra benefici ottenibili e
rischi potenziali è uno dei criteri fondamentali di giudizio e per questo deve
essere posto all’inizio del consenso informato o del modulo informativo ad
esso allegato. Le informazioni devono essere comprensibili, veritiere e complete,
evitando eccessivi dettagli tecnici.
f) L’esposizione dei benefici e dei rischi deve essere integrata con una
illustrazione dei trattamenti e delle procedure standard di uso corrente.
g) Deve essere spiegato con chiarezza il significato del concetto “ attribuzione
casuale ” o “ attribuzione randomizzata ” dei soggetti ad un gruppo
sperimentale o al gruppo di controllo. In particolare, nella sperimentazione
di farmaci, dove essere ben chiarito che un soggetto può essere assegnato ad
un gruppo che assumerà una sostanza inattiva. Il termine “ placebo ” non
può essere solo citato, ma deve essere spiegato con parole del linguaggio
comune; lo stesso vale per termini quali “ studio in doppio cieco ”, “ crossover
”, ecc.
h) Il modulo di consenso informato non deve servire di occasione per
comunicare informazioni diagnostiche o prognostiche che non siano ancora
note al paziente.
i) Deve essere chiaramente spiegata la procedura con la quale verrà condotto
lo studio; debbono essere precisati, in modo circostanziato, i “ compiti ”
assegnati al soggetto e le richieste che gli verranno fatte in termini di controlli
clinici e strumentali, nonché la frequenza di tali controlli. La precisione, a
questo riguardo, consentirà di vagliare chiaramente l’impegno richiesto al
soggetto e di spiegare le ragioni di tale impegno.
j) Deve risultare ben chiaro dal testo del consenso informato che il
paziente ha diritto di non partecipare alla sperimentazione che gli viene proposta,
senza che ciò comporti di essere privato del miglior trattamento possibile
per la sua malattia. Nel caso in cui accetti, può ritirarsi in qualsiasi
momento senza essere obbligato a fornire alcuna giustificazione.
k) Deve essere chiarito che il medico referente sospenderà la partecipa-
78 2006

Struttura organizzativa
zione del soggetto alla sperimentazione qualora ciò sia nell’interesse del
paziente e gli darà ragione dei motivi della sospensione.
l) Deve essere specificato che i soggetti verranno prontamente informati di
qualunque notizia per loro rilevante che si renda disponibile durante lo studio.
m) Deve essere garantita la segretezza dei dati relativi ai soggetti e, precisando
la possibilità di ispezione della documentazione sanitaria da parte di
personale autorizzato e tenuto a sua volta alla riservatezza, dovranno essere
indicati gli Enti e/o le persone che potranno effettuare tale ispezione.
n) Deve essere precisata l’esistenza di una polizza assicurativa a copertura
di eventuali danni che il paziente dovesse subire a causa della sperimentazione.
o) Deve essere chiarito che la partecipazione alla sperimentazione non
comporterà per il soggetto alcun aggravio di spesa.
p) Il paziente deve essere informato esplicitamente che la sperimentazione
cui aderisce è stata approvata dai comitati riconosciuti dall’Autorità
sanitaria competente.
q) Deve risultare che il soggetto, o il suo rappresentante legalmente
valido, ha effettivamente avuto la possibilità di fare domande e di ottenere
risposte in quantità sufficiente, nonché un tempo di riflessione congruo per
compiere una scelta consapevole
r) Al soggetto deve essere fornito un documento, a cura dello sperimentatore,
da cui risulti che il soggetto stesso sta partecipando ad uno studio. Tale
documento deve riportare le caratteristiche essenziali dello studio, i nomi dei
responsabili dello studio stesso con relativo indirizzo e numero di telefono.
s) Dopo aver ottenuto l’assenso del soggetto a questo proposito, si deve
informare il medico di famiglia della partecipazione del soggetto stesso alla
sperimentazione.
t) Deve essere specificato che l’approvazione della sperimentazione da
parte della competente Autorità sanitaria include che i risultati dello studio
verranno portati a conoscenza della comunità scientifica ed i dati raccolti
durante la sperimentazione non potranno rimanere di proprietà di singoli o
gruppi che li possano utilizzare secondo il loro esclusivo interesse.
2. Comprensione dell’informazione
La modalità con la quale si presentano ad un soggetto i contenuti selezionati
ha grande rilevanza nell’invitare o meno il destinatario del consenso
informato a leggerlo attentamente e a comprenderlo. Ostacoli alla comprensione
possono essere rappresentati anche da condizioni e/o sentimenti connessi
con la malattia: il medico, quindi, non deve proporre direttamente la
partecipazione ad una ricerca ad una persona manifestamente non in grado
di esaminare adeguatamente tale proposta.
Giova, infine, sottolineare anche che lo studio della comunicazione
medico-paziente ha indicato come un terzo di ciò che viene detto al paziente
2006 79

Sezione I
viene dimenticato e come meno del 50% delle indicazioni e dei consigli viene
ricordato; inoltre la proporzione di elementi dimenticati cresce con la quantità
di informazioni presentate ed i pazienti sembrano più abili a ricordare ciò
che è stato loro detto per primo. La conoscenza di questi elementi deve guidare
la scelta del modo in cui presentare al paziente le informazioni che gli
sono indispensabili per una decisione consapevole.
3. Libertà decisionale
Nel proporre la partecipazione ad una sperimentazione non deve essere
invocato un “ consenso implicito ”, anche se a proporre studi sperimentali
sono medici con cui i pazienti hanno già instaurato un rapporto fiduciario. Si
ricorda, in tal senso che anche dal punto di vista giurisprudenziale “ il consenso
non è mai implicito, neppure allorché tra medico e paziente si instaura
un rapporto di competente collaborazione ”.
Dunque, per ottenere un consenso realmente informato a partecipare ad
uno studio sperimentale, occorre esplorare ciò che il paziente ritiene giusto
per se stesso, la qual cosa può essere diversa da ciò che il medico si attende.
Bisogna altresì indagare con tatto se vi siano state influenze e pressioni sul
paziente da parte del contesto sociale o familiare in cui questo vive. Inoltre,
l’operatore non può far pesare il proprio condizionamento ideologico sul
modo con cui presenta al paziente le alternative terapeutiche e nell’indicare i
passaggi fondamentali che portano alle diverse decisioni.
4. Capacità decisionale
Secondo il Comitato Nazionale per la Bioetica, per riconoscere la competenza
decisionale di un soggetto sembra importante l’esame delle modalità
con cui avviene il processo deliberativo. In forza di tale criterio occorre accertare
se il soggetto:
– sia in grado di comunicare con i curanti;
– dia segni esteriori di aver compreso l’informazione e d’essere pronto a
decidere;
– intenda le alternative e ne capisca la natura;
– dia risposte dotate di coerenza e persista nelle conclusioni espresse.
Nel caso in cui il soggetto manifesti di non possedere queste capacità
occorre sottoporre la proposta di partecipazione allo studio ad un rappresentante
legalmente valido del paziente.
80 2006

Struttura organizzativa
FOGLIO INFORMATIVO
PER LA RICHIESTA DI CONSENSO INFORMATO
ALLA PARTECIPAZIONE AD ATTIVITÀ DI RICERCA SCIENTIFICA
ED AL CONSEGUENTE TRATTAMENTO DEI DATI PERSONALI
Gentile Signore/a .....................................................................................................
la Fondazione Santa Lucia è un Istituto di Ricovero e Cura riconosciuto a
Carattere Scientifico, che svolge, insieme all’attività di assistenza, quella di
ricerca sanitaria e di formazione nel settore della riabilitazione neuromotoria
e delle neuroscienze.
Nell’ambito di tale esercizio, è in corso (o è programmato) lo svolgimento
di una ricerca dal titolo [inserire il titolo della ricerca, studio o sperimentazione] “............
.................................................................................................................................”.
Lo studio prende in considerazione [descrivere in maniera semplice l’ambito dello
studio] ............................................................. e si prefigge di [descrivere in maniera
semplice gli obiettivi] ....................................... attraverso [descrivere in maniera semplice,
ma completa, le modalità di conduzione] ...........................................................................
I benefici previsti sono [descrivere le finalità in termini di benefici attesi. Precisare se i
benefici non saranno specificamente diretti per il partecipante, ma potranno concretizzarsi in
futuro per soggetti portatori della stessa patologia o se, comunque, il beneficio si concretizzerà
nell’aumento delle conoscenze specifiche di settore] ............................................
....................................................................................................................................
I rischi per le persone che partecipano allo studio si riassumono in [descrivere
gli eventuali rischi derivanti dalla partecipazione] .............................................., mentre
sono/non sono prevedibili effetti collaterali, costituiti da [descrivere anche
eventuali effetti collaterali, anche non di particolare evidenza prognostica (es. ematoma dopo prelievo
ematico)] ..........................................................................................
....................................................................................................................................
Attualmente, per la gestione della questione trattata, sono previsti trattamenti/procedure
standard di uso corrente costituiti/e da [descrivere le procedure
standard di diagnosi/trattamento della patologia] .......................................................
....................................................................................................................................
Lo studio, rispetto a tali trattamenti, mira a [sottolineare il possibile o l’auspicato
valore aggiunto dello studio] ................................................................................
....................................................................................................................................
Con il presente modulo Le viene proposto di prendere parte al programma
di studio, il cui responsabile scientifico è il Prof./Dott. [nome del responsabile
dello studio] ...............................................................................................
....................................................................................................................................
Se Lei deciderà di partecipare allo studio, sarà inserito, dopo la raccolta
dei suoi dati da parte del personale addetto, nel gruppo sperimentale o nel
2006 81

Sezione I
gruppo di controllo secondo i seguenti criteri [descrivere i criteri di inserimento del
soggetto] ................................................................................................................
....................................................................................................................................
Durante lo studio saranno effettuati controlli clinici e strumentali consistenti
in [elencare e descrivere tutte le attività diagnostiche e terapeutiche/riabilitative sia cliniche
che strumentali facenti parte delle studio] ....................................................
....................................................................................................................................
L’impegno a Lei richiesto per partecipare allo studio consiste [descrivere in che
cosa consisterà l’impegno del soggetto rispetto al quanto descritto al paragrafo precedente]
................................................................................................................
....................................................................................................................................
La durata del Suo impegno è prevista in [indicare la durata dell’impegno, a
seconda dei casi in minuti/ore o in giorni/settimane/mesi. In questo caso specificare il tempo
all’interno di tale periodo] .............................................................................................
A seconda del gruppo in cui sarà inserito, Le potrebbe essere richiesto di
assumere delle sostanze cosiddette “ placebo ”: sostanze cioè con nessuna
azione farmacologica. Ciò risulta importante dal punto di vista della ricerca
per poter valutare la reale risposta al farmaco attivo somministrato a soggetti
che fanno parte di altri gruppi. L’assunzione della sostanza placebo al posto
della sostanza attiva non pregiudica in alcun modo i modi ed i tempi dell’assistenza
che Le verrà fornita.
Il medico referente, nella persona del Dott. [indicare il nome del sanitario di riferimento
per il soggetto. Di norma è il sanitario che sottomette al soggetto il foglio di consenso]
........................................................................, sarà sempre a Sua disposizione
per qualsiasi chiarimento, La informerà prontamente di qualunque notizia si
renda disponibile durante lo studio e provvederà a sospendere la Sua partecipazione
allo studio qualora ciò risulti nel Suo interesse, comunicandoLe i
motivi di tale sospensione.
Nel corso dello studio al quale prenderà parte, Lei sarà assicurato a
copertura di eventuali danni da esso derivante.
La partecipazione allo studio non comporta per Lei alcun aggravio
di spesa.
Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico Indipendente della Fondazione
Santa Lucia ed il suo svolgimento ed i suoi risultati sono monitorati
dallo stesso Comitato.
Lei ha il diritto di non partecipare allo studio che Le viene proposto. Questo
non comporterà assolutamente una minore assistenza nei Suoi confronti e
Lei sarà in ogni caso sottoposto al miglior trattamento possibile per il suo
stato di malattia.
Anche nel caso di accettazione a partecipare allo studio, Lei ha il diritto di
82 2006

Struttura organizzativa
ritirarsi dallo stesso in qualsiasi momento, senza essere obbligato a fornire
alcuna giustificazione.
Si precisa che i risultati dello studio verranno portati a conoscenza della
comunità scientifica ed i dati raccolti durante la sperimentazione non
potranno rimanere di proprietà di singoli o gruppi che li possano utilizzare
secondo il loro esclusivo interesse.
La procedura dello studio garantisce, peraltro, la riservatezza dei Suoi
dati personali con riferimento al relativo Codice (D.lgs. del 30 giugno 2003,
n. 196), ai sensi del cui art. 13 si sottopone la seguente informativa.
In conformità alle disposizioni del Codice in materia di protezione dei
dati personali (di seguito “Codice”), la Fondazione Santa Lucia La informa
che intende svolgere attività di trattamento di dati personali (di seguito
“Dati”), anche sensibili, 1 che La riguardano.
Finalità e modalità del trattamento dei dati
I Dati forniti vengono acquisiti e trattati nel rispetto della normativa sopra
richiamata, con il supporto di mezzi cartacei, informatici o telematici atti a
memorizzare, gestire e trasmettere i dati stessi e comunque mediante strumenti
idonei a garantire la loro sicurezza e riservatezza, nel rispetto delle regole fissate
dal Codice, per le finalità della ricerca in precedenza descritta riguardo agli obiettivi,
alle procedure, ai benefici e rischi della partecipazione, all’impegno operativo
e temporale richiesto.
Natura del conferimento e conseguenze di un eventuale rifiuto
L’eventuale rifiuto di fornire i Dati funzionali all’esecuzione della ricerca su
menzionata non comporta alcuna conseguenza relativamente ad eventuali trattamenti
terapeutici in corso, salva l’eventuale impossibilità di dare seguito alle
operazioni connesse alla ricerca.
Lei è libero/a di non partecipare alla ricerca o di ritirarsi dalla stessa anche
senza preavviso o motivazione. Qualora, durante la ricerca, divengano disponibili
dati che possano influenzare la Sua volontà di continuare Lei sarà tempestivamente
ed opportunamente informato e, se necessario, Le sarà richiesto nuovamente
il Consenso Informato a proseguire il trattamento in corso.
Comunicazione dei dati
I Dati potranno inoltre venire a conoscenza dei responsabili della cui opera
la Fondazione Santa Lucia si avvale nell’ambito di rapporti di esternalizzazione
1
L’art. 4 del Codice definisce “sensibili” i dati personali idonei a rivelare l’origine razziale ed
etnica, le convinzioni religiose, filosofiche o di altro genere, le opinioni politiche, l’adesione a partiti,
sindacati, associazioni od organizzazioni a carattere religioso, filosofico, politico o sindacale, nonché
i dati personali idonei a rivelare lo stato di salute o la vita sessuale.
2006 83

Sezione I
per la fornitura di servizi, nonché dei responsabili e degli incaricati del trattamento
dei dati per le finalità di cui alla presente informativa, l’elenco aggiornato
dei quali è a disposizione presso la sede della Fondazione Santa Lucia.
I Dati relativi ai risultati della ricerca sono strettamente confidenziali e soggetti
ad anonimato. I risultati potranno essere portati a conoscenza di terzi o
pubblicati, ma escludendo ogni possibile riferimento personale al paziente.
Durata del trattamento
I Dati verranno trattati dalla Fondazione Santa Lucia solamente per la
durata della ricerca [indicare fra parentesi la durata dello studio] ...................................
Diritti dell’interessato
L’art. 7 del Codice riconosce all’interessato numerosi diritti che La invitiamo
a considerare attentamente. Tra questi, Le ricordiamo sinteticamente i diritti di:
• ottenere la conferma dell’esistenza o meno dei Dati che lo riguardano,
anche se non ancora registrati, e la loro comunicazione in forma intelligibile;
• ottenere l’indicazione dell’origine dei Dati, delle finalità e modalità del trattamento,
degli estremi identificativi del titolare, dei responsabili, dei soggetti o
delle categorie di soggetti ai quali i Dati possono essere comunicati o che possono
venirne a conoscenza in qualità di responsabili o incaricati;
• ottenere l’aggiornamento, la rettificazione o l’integrazione dei Dati (qualora
vi sia un interesse in tal senso) ovvero la cancellazione, la trasformazione in
forma anonima o il blocco dei dati trattati in violazione di legge, nonché l’attestazione
che tali operazioni sono state portate a conoscenza di coloro ai quali i
Dati sono stati comunicati o diffusi;
• opporsi, in tutto o in parte, al trattamento dei Dati che lo riguardano per
motivi legittimi ovvero per fini di invio di materiale pubblicitario o di vendita diretta
o per il compimento di ricerche di mercato o di comunicazione commerciale.
Lei, per l’intera durata del trattamento, potrà chiedere informazioni o porre
domande al medico circa i dati acquisiti nel corso della sperimentazione e circa
l’andamento della stessa relativamente al suo caso; allo stesso modo, al termine
della ricerca, se richiesto, i risultati che La riguardano saranno comunicati a Lei
ed al suo medico di base.
Titolare del trattamento
Titolare del trattamento è la Fondazione Santa Lucia, Via Ardeatina 306, Roma.
Per qualsiasi ulteriore informazione, chiarimento e comunicazioni a disposizione
il responsabile dei dati è:
Dott. Responsabile della sperimentazione: .....................................................
Unità Operativa: ................................................................................................
Roma, lì …………..
84 2006

Struttura organizzativa
MODULO CONSENSO INFORMATO
Io sottoscritto …………………….…..................…….…………., dichiaro di
aver preso visione del protocollo concernente lo studio “…........…………
……………………………..” che si svolgerà presso la Fondazione Santa Lucia.
In particolare dichiaro:
• di aver ricevuto, all’interno di tale foglio illustrativo, l’informativa prevista
dall’articolo 13 del D.lgs. 196/2003 riguardo al trattamento dei dati personali;
• di avere avuto a disposizione tempo sufficiente per poter leggere attentamente
e comprendere quanto contenuto nel suddetto foglio illustrativo;
• di aver ricevuto dal Dott. .............................……………. che opera presso
………………….........................................................……… esaurienti spiegazioni
in merito alla richiesta di partecipazione allo studio;
• di essere stato informato del diritto di ritirarmi dalla ricerca in qualsiasi
momento, senza dover dare spiegazioni e senza compromettere l’assistenza
medica futura;
• di aver ricevuto il nominativo del Dott. .............................…………….
come medico referente per qualsiasi ulteriore chiarimento o informazione
relativa alla sperimentazione;
• di aver avuto modo di esporre le mie considerazioni e di domandare
ulteriori precisazioni, nonché di avere avuto il tempo necessario per prendere
una decisione ponderata e non sollecitata.
Pertanto, sono consapevole delle attività previste e delle modalità di una
mia adesione.
Ciò premesso dichiaro: di acconsentire ■ di non acconsentire ■
a partecipare allo studio ed al conseguente trattamento dei miei dati personali
sensibili.
cognome e nome della persona
firma della persona
......................................... .........................................
cognome e nome del rappresentante
legalmente valido
oppure
firma del rappresentante
legalmente valido
......................................... .........................................
cognome e nome del medico
che raccoglie il consenso
firma del medico
che raccoglie il consenso
......................................... .........................................
NB: il presente modulo è valido solo se accompagnato dal corrispondente
foglio illustrativo.
2006 85

Sezione I
LETTERA INFORMATIVA AL MEDICO DI FAMIGLIA
Al medico di famiglia del/la
Sig./Sig.ra ...............................................
Si comunica che il/la Sig./Sig.ra .....................................................................
partecipa al progetto di ricerca svolto presso la Fondazione Santa Lucia IRCCS
di Roma dal titolo “ ...................................................................................” consistente
in .................................................................................................
Al/Alla Sig./Sig.ra ..................................................................... è stato illustrato
il protocollo di studio e le modalità della sua partecipazione.
Il/La Sig./Sig.ra ........................................................................ ha sottoscritto
apposito modulo di consenso informato.
Distinti saluti
Il medico responsabile
(timbro e firma)
.........................................
Roma, lì …………..
86 2006

Dati statistici
sull’attività
assistenziale

Sezione I
DEGENZE
Quadro generale 2004 2005 2006
Posti letto convenzionati 296 296 290
Richieste di ricovero 4.778 5.114 5.321
Pazienti ricoverati 1.848 1.795 1.629
Pazienti non ricoverabili 1.352 1.428 1.584
Pazienti in attesa 1.578 1.891 2.108
Durata media di degenza gg 60 63 65
Giornate di degenza 112.033 113.031 106.133
Numero dei pazienti dimessi 1.850 1.790 1.646
Sesso dei pazienti dimessi
Uomini 930 914 863
Donne 920 876 783
Pazienti dimessi per classi di età
sino a 34 anni (10,00%) 185 (9,61%) 172 (12,34%) 203
da 35 a 54 (24,82%) 459 (19,30%) 342 (18,65%) 307
da 55 a 74 (35,72%) 661 (40,00%) 716 (40,34%) 664
oltre 75 anni (29,46%) 545 (31,29%) 560 (28,67%) 472
Attività lavorativa
dei pazienti dimessi
2004 2005 2006
Commerciante 41 42 42
Operaio 59 41 39
Impiegato 118 109 101
Casalinga 146 141 150
Pensionato 1.265 1.271 1.121
Studente 64 58 57
Militare 9 7 4
Disoccupato 86 81 77
Altri 62 40 55
88 2006

Dati statistici sull’attività assistenziale
Regione di provenienza
dei pazienti ricoverati
2004 2005 2006
Lazio 1.421 1.434 1.256
Piemonte 8 2 1
Valle d’Aosta – – –
Liguria 3 – –
Lombardia 8 4 8
Trentino – Alto Adige – – –
Veneto 1 2 2
Friuli – Venezia Giulia 2 – –
Emilia Romagna 7 4 6
Marche 9 8 11
Toscana 29 19 19
Umbria 23 27 31
Campania 71 52 58
Abruzzo 44 43 54
Molise 10 10 13
Puglia 41 24 31
Basilicata 13 18 7
Calabria 77 63 73
Sicilia 58 66 47
Sardegna 22 18 12
Paesi UE – – –
Paesi Extra UE convenzionati 1 1 –
Paesi Extra UE non convenzionati – – –
Totale ricoveri 1.848 1.795 1.629
Pazienti ricoverati fuori regione 2004 2005 2006
23% 21% 23%
2006 89

Sezione I
Quadro generale
120.000
115.000
110.000
105.000
112.033
113.031
106.133
100.000
8.000
7.500
7.000
6.500
6.000
5.500
5.000
4.778 5.114 5.321
4.500
4.000
3.500
3.000
2.500
2.000
1.500
1.848
1.795
1.629
1.352 1.428 1.584
1.578 1.891 2.108
1.850
1.790
1.646
1.000
930
914
863
920
876
783
500
0
296
296
290
60
63
65
Posti letto
convenzionati
Richieste
di ricovero
Pazienti
ricoverati
Pazienti non
ricoverabili
Pazienti
in attesa
Durata media
degenza gg
Giornate
di degenza
Numero
pz. dimessi
Pz. dimessi
uomini
Pz. dimessi
donne
2004 2005 2006
90 2006

Dati statistici sull’attività assistenziale
Pazienti dimessi per classi di età
2004
10,00%
29,46%
24,82%
35,72%
2005
9,61%
31,29%
19,30%
2006
12,34%
28,67%
18,65%
sino a 34 anni
da 35 a 54 anni
da 55 anni a 74 anni
40,00%
oltre 75 anni
40,34%
2006 91

41
42
42
59
62
40
55
Sezione I
Attività lavorativa dei pazienti dimessi
1500
1265
1271
1200
1121
900
600
300
118
109
101
146
141
150
64
58
57
86
81
77
41
39
9
7
4
0
Commerciante
Operaio
Impiegato
Casalinga
Pensionato
Studente
2004 2005 2006
Militare
Disoccupato
Altri
92 2006

Dati statistici sull’attività assistenziale
Regione di provenienza dei pazienti ricoverati
2004
2005
8
8
1
2
2
4
2
3
7
4
29
23
9
19
27
8
1421
44
10
71
41
1434
43
10
52
24
22
13
18
18
77
63
58
66
2006
1
8
2
6
19
31
11
1256
54
13
31
58
12
7
73
47
2006 93

PAZIENTI DIMESSI PER TIPOLOGIA DI RICOVERO
DRG Descrizione
2004 2005 2006
ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri
ordinari in DH ordinari in DH ordinari in DH
MDC 1 - Malattie e disturbi del sistema nervoso
9 Malattie e traumatismi del midollo spinale 237 63 219 150 262 146
12 Malattie degenerative del sistema nervoso 647 97 630 126 563 144
13 Sclerosi multipla ed atassia cerebellare 137 39 116 50 110 60
14 Malattie cerebrovascolari specifiche eccetto attacco ischemico transitorio 8 1 16 – 7 1
15 Attacco ischemico transitorio e occlusioni precerebrali – 1 – – – –
16 Malattie cerebrovascolari aspecifiche con cc 1 – 1 – 1 1
17 Malattie cerebrovascolari aspecifiche senza cc 4 – 2 1 1 1
18 Malattie dei nervi cranici e periferici con cc 3 – 5 1 9 1
19 Malattie dei nervi cranici e periferici senza cc 41 1 20 6 9 12
20 Infezioni del sistema nervoso eccetto meningite virale 4 – 5 – 3 1
23 Stato stuporoso e coma di origine non traumatica 1 – 2 1 3 –
24 Convulsioni e cefalea, età > 17 con cc – – – – 1 –
27 Stato stuporoso e coma di origine traumatica, coma > 1 ora 2 – 1 – 2 3
28 Stato stuporoso e coma di origine traumatica, coma < 1 ora, età > 17 con cc – – – – 1 –
29 Stato stuporoso e coma di origine traumatica, coma < 1 ora, età > 17 senza cc 3 – – – 1 –
34 Altre malattie del sistema nervoso con cc 4 2 50 26 43 16
35 Altre malattie del sistema nervoso senza cc 140 51 75 42 64 35
MDC 2 - Malattie e disturbi dell’occhio
47 Altre malattie dell’occhio, età > 17 senza cc 1 – – – – –
MDC 3 - Malattie e disturbi dell’orecchio, del naso, della bocca e della gola
65 Alterazioni dell’orecchio 1 – – – – –
73 Altre diagnosi relative a orecchio, naso, bocca e gola, età > 17 – 5 – 4 – 3
MDC 4 - Malattie e disturbi dell’apparato respiratorio
87 Edema polmonare e insufficienza respiratoria 1 11 – 18 2 56
88 Malattia polmonare cronica ostruttiva – 196 – 199 – –
90 Polmonite semplice e pleurite, età > 17 senza cc – 1 – – – –
92 Malattia polmonare interstiziale con cc – 1 – – – –
93 Malattia polmonare interstiziale senza cc – – – 2 – –
96 Bronchite e asma, età > 17 con cc – 2 – 2 – –
94 2006

97 Bronchite e asma, età > 17 senza cc – 32 – 13 – –
98 Bronchite e asma, età < 18 – – – 1 – –
99 Segni e sintomi respiratori con cc – 1 – 1 – 29
100 Segni e sintomi respiratori senza cc – 2 – 7 – 144
101 Altre diagnosi relative all’apparato respiratorio con cc – 1 – 1 – –
102 Altre diagnosi relative all’apparato respiratorio senza cc – 1 – 1 – –
MDC 6 - Malattie e disturbi dell’apparato digerente
182 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età > 17 con cc 1 1 5 7 2 3
183 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente,
età > 17 senza cc 11 85 10 93 14 71
184 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età < 18 – – – – – 1
Dati statistici sull’attività assistenziale
MDC 8 - Malattie e disturbi del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto connettivo
234 Altri interventi sul sistema muscolo-scheletrico e tessuto connettivo senza cc – – 1 – – –
235 Fratture del femore – – – 1 – –
237 Distorsioni, stiramenti e lussazioni di anca, pelvi e coscia – – – – 2 –
240 Malattie del tessuto connettivo con cc – 1 2 – 1 –
241 Malattie del tessuto connettivo senza cc 6 5 10 8 1 –
243 Affezioni mediche del dorso 38 4 36 11 25 6
244 Malattie dell’osso e artropatie specifiche con cc 5 – 5 – 1 –
245 Malattie dell’osso e artropatie specifiche senza cc 24 – 26 1 7 –
246 Artropatie non specificate – – – – 1 –
247 Segni e sintomi relativi al sistema muscolo-scheletrico e al tessuto connettivo 1 – – – – –
248 Tendinite, miosite, borsite 32 1 41 3 34 –
249 Ass. riabilitativa per malattie del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto
connettivo 247 10 249 23 195 17
250 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,
età > 17 con cc 2 – – – – –
251 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,
età > 17 senza cc 1 1 – – 2 1
253 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,
età > 17 con cc – – – 1 1 –
254 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni del braccio, gamba, eccetto piede,
età > 17 senza cc – – – – 1 2
256 Altre diagnosi del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto connettivo 237 1 250 16 269 16
MDC 9 - Malattie e disturbi della pelle, del tessuto sotto-cutaneo e della mammella
282 Traumi della pelle, del tessuto subcutaneo e della mammella, età

PAZIENTI DIMESSI PER TIPOLOGIA DI RICOVERO (continua)
Sezione I
2004 2005 2006
ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri
ordinari in DH ordinari in DH ordinari in DH
DRG Descrizione
MDC 10 - Malattie e disturbi endocrini, nutrizionali e metabolici
297 Disturbi della nutrizione e miscellanea di disturbi del metabolismo,età > 17 senza cc 1 – – – – –
MDC 11 - Malattie e disturbi del rene e delle vie urinarie
325 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età > 17 con cc – – – 2 – 8
326 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età > 17 senza cc – 50 – 40 – 60
331 Altre diagnosi relative a rene e vie urinarie, età > 17 con cc 1 1 – 3 – 7
332 Altre diagnosi relative a rene e vie urinarie, età > 17 senza cc 1 22 – 45 – 36
MDC 12 - Malattie e disturbi dell’apparato riproduttivo maschile
350 Infiammazioni dell’apparato riproduttivo maschile – – – – – 1
MDC 13 - Malattie e disturbi dell’apparato riproduttivo femminile
369 Disturbi mestruali e altri disturbi dell’apparato riproduttivo femminile – 18 – 9 – 24
MDC 15 - Malattie e disturbi del periodo neonatale
390 Neonati con altre affezioni significative – – – 2 – –
MDC 19 - Malattie e disturbi mentali
425 Reazione acuta di adattamento e disfunzione psicosociale – – 1 – – –
429 Disturbi organici e ritardo mentale 5 1 8 10 5 10
430 Psicosi – – – – – 3
431 Disturbi mentali dell’infanzia – 1 2 11 – 5
MDC 21 - Traumatismi, avvelenamenti ed effetti tossici dei farmaci
445 Traumatismi età > 17 senza cc 1 – – – – –
454 Altre diagnosi di traumatismi, avvelenamenti ed effetti tossici, con cc – – 1 – – –
MDC 23 - Fattori che influenzano lo stato di salute ed il ricorso ai servizi sanitari
467 Altri fattori che influenzano lo stato di salute – – 1 – – –
1850 710 1790 937 1646 924
Totale dimessi 2560 2727 2570
96 2006

Dati statistici sull’attività assistenziale
DAY HOSPITAL
2004 2005 2006
Posti letto convenzionati 24 24 35
Pazienti dimessi 710 946 924
Giornate complessive 18.634 23.809 21.731
Sesso dei pazienti dimessi
Donne 277 386 373
Uomini 433 560 551
POLIAMBULATORIO (SSN)
2004 2005 2006
Anestesia 4 – –
Angiologia 1109 1028 1.110
Cardiologia 2657 2681 2.305
Dermatologia 2184 2279 2.595
Laboratorio Analisi 133904 132733 144.293
Medicina Fisica e Riabilitazione 14919 19783 17.759
Medicina sportiva 744 375 531
Neurologia 9375 8008 6.432
Oculistica 4340 4900 6.110
Oncologia 67 95 117
Ortopedia e traumatologia 2028 1868 1.896
Ostetricia e ginecologia 7 13 15
Otorinolaringoiatria 2465 2168 1.911
Pneumologia 1575 1873 1.818
Psichiatria 0 160 304
Radiodiagnostica 16405 15496 16.389
Risonanza magnetica 2373 2956 3.246
Urologia 2006 2133 2.162
Totale 196.162 198.549 208.993
2006 97

Sezione I
TRATTAMENTI RIABILITATIVI EXTRAOSPEDALIERI
(ex Art. 26 Legge 833/78)
2004 2005 2006
AMBULATORIALI
Posti convenzionati 132 132 132
Numero dei trattamenti (accessi) 37.437 42.061 68.395
Numero dei pazienti trattati 417 524 536
Numero medio dei trattamenti per paziente 90 80 127
Giornate di presa in carico 46.924 54.389 58.610
Media giornaliera pazienti 154 179 194
SEMINTERNATO
Posti convenzionati 55 55 55
Giornate di trattamento 11.137 10.122 9.876
Numero dei pazienti trattati 99 80 71
Numero medio dei trattamenti per paziente 112 126 139
Giornate di presa in carico 16.812 16.445 16.065
Media giornaliera pazienti 55 54 53
98 2006

Servizio
di documentazione
e biblioteca

Sezione I
Sin dall’inizio della sua attività il S. Lucia ha particolarmente
curato la raccolta di testi sul recupero e sulla rieducazione funzionale
dei neuromotulesi. La Biblioteca che si è venuta così costituendo
offre quindi una buona documentazione nei settori di studio
e di attività propri della Fondazione; le raccolte riguardano la
fisiatria, l’ortopedia, la reumatologia, la neurologia, la medicina
del lavoro, la psicologia applicata. Particolarmente documentate
sono le tecniche riabilitative e adeguato spazio trovano anche la
medicina alternativa, la geriatria e l’impiego terapeutico dello
sport. Con monografie e periodici è curato l’aspetto sociosanitario
del problema handicap sul quale la Biblioteca offre strumenti idonei
alla conoscenza delle strutture e delle Associazioni pubbliche e
private che operano nel settore.
Costituiscono documentazione storica di particolare rilievo
alcune donazioni (in particolare quelle delle famiglie Zucchi, De
Logu, Piantoni) che consentono di ricostruire l’evoluzione della
medicina riabilitativa nel corso del XX secolo. In particolare si
segnalano le annate dal 1918 al 1988 di “ Archivio di ortopedia ” e
gli “ Atti della SIOT” dal 1957 ad oggi.
È in continua espansione, inoltre, la raccolta di video e audiocassette
che documentano vecchie e nuove tecniche riabilitative.
Per la rarità documentale si segnalano le videocassette che presentano
film realizzati dall’Inail tra il 1950 e il 1960 sulla riabilitazione
dei paraplegici. Il materiale audiovisivo riguarda anche competizioni
sportive per disabili a cui il S. Lucia ha partecipato con proprie
squadre o in quanto Ente promotore. Per l’uso didattico delle
videocassette è disponibile apposito apparecchio video più lettore.
La Biblioteca, che fino ad oggi si è ulteriormente arricchita raggiungendo
complessivamente un patrimonio di circa 10.100 unità bibliografiche, è articolata
in due sezioni distinte: le monografie e i periodici.
L’ampia sala di consultazione accoglie le monografie collocate per materia
secondo lo schema della NLM Classification (Bethesda) e della Library of
Congress Classification (Washington).
Lo spazio riservato ai periodici, appositamente allestito, offre a consultazione
diretta tutte le riviste correnti possedute dalla Biblioteca. Il settore dei
periodici scientifici d’acquisto è naturalmente in costante sviluppo: l’IRCCS
S. Lucia infatti vi sta dedicando un significativo impegno economico unitamente
a quello scientifico offerto dai ricercatori. Negli ultimi anni l’impegno
di spesa è ulteriormente aumentato non solo per l’incremento del numero dei
periodici, ma anche per l’aumento di riviste online acquistate sia in versione
combinata “ print+online ” sia in versione “ online only ”.
100 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Il materiale bibliografico corrente (monografie e periodici) viene regolarmente
catalogato in automazione con l’uso del TINLIB, classificato e collocato.
Dal 1999, ad uso del personale addetto, la Biblioteca è stata dotata di un
collegamento Internet e di un indirizzo di posta elettronica: biblioteca@
hsantalucia.it, tramite il quale è possibile sia comunicare in modo agevole e
tempestivo con le varie realtà mondiali, che inviare e ricevere documenti e
files. Grazie a Internet si possono consultare gratuitamente i cataloghi di moltissime
Biblioteche nazionali ed internazionali, reperire informazioni bibliografiche
di ogni genere, visitare i siti degli editori e valutare i loro servizi e le
loro offerte. È possibile inoltre accedere, gratuitamente tramite PubMed, agli
archivi Medline dal 1966 ad oggi, consultare on-line gli indici dei periodici
internazionali più importanti, recuperare gli abstracts o addirittura il full text
degli articoli da ricercare.
I periodici in abbonamento consultabili online attualmente sono circa 10.000
(titoli a pagamento + Open Access). Tutti i titoli, a partire dal 2006, sono disponibili
in ordine alfabetico in un Catalogo di Biblioteca Virtuale denominato “ AtoZ”
all’indirizzo Internet: http://atoz.ebsco.com/home. asp?Id=7683. Il recupero del
full text è possibile non solo presso la postazione Internet della Biblioteca, ma
anche presso le postazioni dei singoli ricercatori tramite riconoscimento diretto
dei vari IP Address afferenti alla Fondazione S. Lucia. A partire da gennaio 2003
a oggi si è scelto di aderire al Consorzio CILEA (Consorzio Interuniversitario Elaborazione
Automatica) di Milano per l’accesso online full text a più di 3000 riviste
pubblicate da grandi editori quali Elsevier + Academic Press (circa 1.800 riviste),
Blackwell (circa 600), Wiley (circa 400), Nature Group e Cell Press (anno corrente
più otto anni di archivio). Riguardo invece alle riviste Lippincott & Wilkins (circa
50 titoli) si è scelto di acquistarle dall’editore Ovid.
Per tutti i lavori scientifici non disponibili in sede la Biblioteca
offre un servizio di “ document delivery ”, tramite continui rapporti di scambio
con Biblioteche e/o Centri di documentazione dislocati su tutto il territorio
nazionale. Per gli articoli non reperibili presso alcuna biblioteca in Italia,
ci si avvale invece del Docline: sistema automatico di prestito interbibliotecario
gestito dalla NLM di Bethesda, che consente il recupero di documenti originali
tra il posseduto di circa 3.400 biblioteche americane.
Nel corso di tutto il 2006 la Biblioteca è stata frequentata da molti
utenti fra dipendenti, professori e studenti universitari, collaboratori. Per
tutti è a completa disposizione un PC, una stampante, una macchina fotocopiatrice
funzionante a schede magnetiche e un apposito distributore automatico
per l’acquisto delle stesse. Gli utenti possono così eseguire autonomamente
ricerche bibliografiche Medline, tramite Internet (PubMed), riprodurre
in fotocopia articoli di periodici o paragrafi di libri.
La Biblioteca, istituzionalmente riservata agli interni, ha fornito documentazione
su richiesta motivata anche ad utenti esterni, medici o laureandi
di numerose istituzioni pubbliche e private quali: Università di Roma
La Sapienza (Facoltà di Medicina e Chirurgia, di Psicologia, di Architettura,
etc.), Università di Roma Tor Vergata (Facoltà di Medicina e Chirurgia,
Facoltà di Lettere e Filosofia, etc.), IUSM di Roma, Ospedale S. Giovanni
Addolorata (Roma), Azienda Ospedaliera San Camillo-Forlanini (Roma),
2006 101

Sezione I
LUMSA (Roma), CTO (Roma), Associazione Anni Verdi ONLUS (Roma),
Università di Foggia (Facoltà di Medicina e Chirurgia), Università degli
Studi di Chieti G. D’Annunzio (Facoltà di Psicologia). Dal 2002 è stata inoltre
istituita una convenzione tra la Fondazione e l’Associazione Italiana
Terapisti della Riabilitazione della Regione Lazio in base alla quale
tutti i tesserati possono frequentare la biblioteca a fini di studio e di ricerca.
Dal 15 dicembre 2003 al 15 dicembre 2006 la Biblioteca ha partecipato
al progetto di ricerca finalizzata BIBLIOSAN (Progettazione ed implementazione
operativa del Sistema Bibliotecario degli Enti di Ricerca Biomedici Italiani)
del Ministero della Salute, sia come una delle 45 Biblioteche degli Enti
coinvolti, sia come parte del Gruppo di lavoro costituito da 8 Unità Operative.
Gli obiettivi principali del progetto erano quattro, i primi tre sono già stati
realizzati per il quarto ci vorrà invece tempo.
1. Condivisione delle attuali risorse disponibili (riviste scientifiche) attraverso
l’interscambio di documentazione. La realizzazione di tale obiettivo comporta
una serie di sotto-obiettivi quali la creazione di un catalogo collettivo
delle riviste, la sua condivisione via rete (web) ed il suo utilizzo al fine dell’interscambio
di documentazione scientifica. La biblioteca dal maggio 2004 è
entrata a far parte di ACNP (Archivio Catalogo Collettivo dei Periodici) per la
condivisione delle risorse e del sistema NILDE (Network InterLibrary Document
Exchange) per l’intera gestione del DD (Document Delivery). Nel 2006
sono stati scambiati circa 500 lavori con biblioteche Bibliosan e non (universitarie,
ospedaliere, etc.) di tutta Italia e almeno 420 sono stati forniti dalla
Biblioteca della Fondazione ad altri Enti, mentre i restanti sono stati richiesti.
2. Razionalizzazione degli acquisti con riduzione e/o eliminazione di abbonamenti
comuni ad uno stesso titolo di rivista. Tutte le biblioteche Bibliosan
hanno potuto operare dei tagli sia riguardo a titoli posseduti da più biblioteche
(doppi, tripli, etc.) sia riguardo a titoli acquistati direttamente da Bibliosan tramite
Consorzi (es. Cilea di Milano) a nome di tutte le biblioteche afferenti.
3. Incremento dell’acquisto consortile di abbonamenti a riviste online
e banche dati favorendo così una capillare diffusione dell’informazione scientifica
presso ciascun Ente di ricerca. Nel novembre 2006 sono stati stipulati da
Bibliosan contratti collettivi (per abbonamenti online singoli o pacchetti di
titoli, software vari e altro) per conto di tutte le biblioteche ad esso afferenti.
4. Allargamento della rete ad eventuali altri Enti sanitari (Regioni, Ospedali,
ASL, medici di base, etc.). Per quest’ultimo obiettivo ci vorrà tempo.
Il 20 dicembre 2005, in seguito al raggiungimento degli obiettivi del Progetto
finalizzato Bibliosan, è stato firmato, da parte dei rappresentanti legali
di tutti gli Enti afferenti, il documento istitutivo del sistema Bibliosan: in
altre parole è stato trasformato il progetto iniziale in un’entità organizzativa
strutturata e dotata di un annuale sistema di finanziamento atto a garantirne
una propria autonomia operativa.
102 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
REGOLAMENTO DELLA BIBLIOTECA
Disposizioni generali
Art. 1 – Sono patrimonio bibliografico dell’IRCCS S. Lucia le raccolte
documentali acquisite e custodite presso la biblioteca ed articolate in:
a) periodici scientifici italiani e stranieri d’interesse per l’IRCCS;
b) monografie italiane e straniere significative nelle materie d’interesse
per l’IRCCS;
c) documenti non cartacei d’interesse per l’IRCCS.
Art. 2 – Scopi della biblioteca:
a) documentare attraverso il suo patrimonio bibliografico la ricerca scientifica
e tecnologica nel settore della riabilitazione neuromotoria e negli
altri settori d’interesse specifico per l’IRCCS;
b) fornire servizio di informazioni bibliografiche sia per le pubblicazioni
direttamente possedute, sia per le pubblicazioni possedute da altre
biblioteche biomediche o da altri enti di ricerca medicoscientifica italiani e
stranieri;
c) favorire lo scambio delle informazioni bibliografiche con enti esterni,
mediante opportuni accordi con biblioteche biomediche, universitarie ed altre
di istituti di ricerca attivi nel settore della biomedicina;
d) fornire un servizio culturale di appoggio alla ricerca scientifica dell’IRCCS
S. Lucia.
Art. 3 – La Commissione di biblioteca, svolge tali compiti e funzioni:
a) sceglie i periodici e le monografie da proporre per l’acquisto;
b) esprime suggerimenti ed opinioni sull’orario della biblioteca e sui
periodi di chiusura al fine di migliorarne l’accesso ai servizi;
c) esprime suggerimenti ed opinioni sul servizio di informazioni bibliografiche
al fine di migliorarne la qualità;
d) esprime suggerimenti ed opinioni sui cataloghi al fine di rendere la
loro consultazione più agevole e proficua;
e) propone e discute eventuali modifiche e aggiornamenti del presente
ordinamentoregolamento;
f ) sovrintende alla conservazione e al mantenimento dei reperti di interesse
storicodocumentale.
Per svolgere i suoi compiti la Commissione di biblioteca si riunisce in via
ordinaria due volte l’anno (di cui una entro il 30 settembre di ciascun anno pe
r la sottoscrizione degli abbonamenti ai periodici).
La Commissione può riunirsi in via straordinaria su richiesta di un terzo
dei componenti.
Di ciascuna riunione viene redatto verbale.
2006 103

Sezione I
Art. 4 – Membri della Commissione sono:
– il direttore scientifico dell’IRCCS S. Lucia, che la presiede;
– i responsabili dei laboratori di ricerca;
– il direttore amministrativo;
– il direttore sanitario;
– il responsabile della biblioteca.
Incremento delle raccolte
Art. 5 – L’incremento del patrimonio della biblioteca avviene mediante
acquisto, scambio, dono.
Le pubblicazioni da acquistare possono essere segnalate per iscritto sia
dai singoli membri della Commissione per la biblioteca che dagli studiosi
utenti della biblioteca stessa. Le segnalazioni, che non hanno carattere vincolante,
verranno presentate alla prima riunione utile della Commissione biblioteca
che le vaglierà ed esprimerà la propria opinione relativamente all’acquisto.
Quanto agli scambi e ai doni è compito della Direzione dell’IRCCS
S. Lucia e della biblioteca favorirli e sollecitarli.
Cataloghi e registri
Art. 6 – La biblioteca dell’IRCCS S. Lucia contiene, a disposizione degli
studiosi, i seguenti cataloghi:
a) catalogo alfabetico per autori;
b) catalogo alfabetico per soggetti;
c) catalogo sistematico;
d) catalogo dei periodici;
e) catalogo dei documenti non cartacei.
La compilazione dei cataloghi a), b), d), e) segue le norme in uso presso
le biblioteche pubbliche; il catalogo sistematico segue il sistema di classificazione
NLM proprio della medicina; il catalogo alfabetico per soggetti, pur
nel rispetto dell’impostazione del “ Soggettario per le biblioteche italiane ”, ha
struttura più agile e flessibile dovendo essere strumento di una biblioteca specializzata.
Possono essere istituiti cataloghi speciali, tenendo conto di eventuali particolari
esigenze dell’utenza.
Art. 7 – La biblioteca dispone inoltre di:
a) un registro cronologico d’entrata delle pubblicazioni (inventario);
b) uno schedario dei periodici che pervengono in abbonamento con le
indicazioni relative ai fornitori, al pagamento, eccetera;
c) uno schedario delle monografie per le quali sono partiti gli ordini d’acquisto;
d) uno schedario per la registrazione dei fascicoli dei periodici in arrivo.
104 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Servizio agli utenti
Art. 8 – La biblioteca è aperta tutti i giorni dal lunedì al venerdì secondo
il seguente orario: 9.30-13.30; 15-17.30.
Per esigenze organizzative possono effettuarsi periodi di chiusura, per i
quali comunque viene data anticipatamente comunicazione agli utenti (preavviso
di 15 giorni).
Art. 9 – Non è consentito entrare in biblioteca con borse, cartelle, libri
personali. Su richiesta motivata è tuttavia consentito entrare con libri di proprietà
personale, in tal caso questi vanno esibiti sia all’entrata che all’uscita.
Prima di usufruire dei servizi della biblioteca gli utenti firmano il registro
dei frequentatori.
Art. 10 – Negli spazi della biblioteca destinati alla lettura e consultazione
non è consentito fumare né discutere ad alta voce per non recare disturbo agli
altri studiosi, né è consentito trattenersi per passatempo o qualsiasi altra
ragione estranea ai fini dello studio e della consultazione.
Consultazione
Art. 11 – La biblioteca è riservata agli operatori dell’IRCCS S. Lucia, della
Fondazione EBRI e di enti convenzionati con l’IRCCS S. Lucia i quali hanno
libero accesso sia alla sala di lettura che alla attigua sezione periodici. Altri
utenti esterni potranno usufruire dei servizi della biblioteca previa autorizzazione
della Direzione dell’Istituto cui va rivolta richiesta scritta.
a) I periodici sono disposti su scaffali aperti quindi a consultazione
diretta nella apposita sezione. Le monografie disposte nella sala di lettura
sono collocate parte in scaffali aperti, quindi a consultazione diretta, parte in
scaffali chiusi. Per queste va fatta richiesta all’addetto al servizio.
b) Dopo la lettura tutte le opere sia quelle a consultazione diretta che
quelle distribuite dall’addetto saranno lasciate dagli utenti sui tavoli per essere
poi ricollocate al giusto posto dall’addetto al servizio.
c) Tutto il materiale bibliografico e documentario è escluso dal prestito.
In luogo del prestito è consentita la fotoriproduzione parziale del materiale lib
rario a spese del richiedente. La fotoriproduzione è consentita unicamente
a scopo di studio essendone vietato qualsiasi altro uso.
2006 105

Sezione I
CATALOGO DEI PERIODICI SCIENTIFICI
Il presente catalogo descrive i periodici scientifici posseduti dalla Biblioteca
fino all’anno 2006.
Per ciascun periodico posseduto vengono forniti i seguenti dati:
– titolo ed eventuale sottotitolo e/o responsabilità;
– anno di inizio, luogo di edizione e casa editrice;
– ISSN;
– periodicità;
– eventuale altro titolo;
– eventuale titolo precedente o successivo;
– consistenza ed eventuali lacune.
AVVERTENZE PER LA CONSULTAZIONE
I titoli dei periodici sono presentati in ordine alfabetico stretto, parola
per parola, tenendo conto di articoli, preposizioni, congiunzioni, fatta
eccezione per i soli articoli iniziali.
Nella consistenza compare l’indicazione sia di volume che di anno,
mentre nelle eventuali lacune soltanto quella dell’anno. I separatori tra gli
anni sono:
; per indicare collezione interrotta (v. “ Ergonomics ”);
– per indicare collezione aperta (v. “ Brain ”), oppure la continuazione
ininterrotta del posseduto tra la prima e l’ultima annata indicata (v. “ Brain
and cognition ”);
. per indicare che la collezione termina nello stesso anno in cui termina
la pubblicazione del periodico: v. “ Cerebrovascular and brain metabolism
reviews ”.
3 (1996)3- Si possiede il vol. 3 a partire dal fascicolo n. 3 (V. Science
and medicine).
Acta neurologica Scandinavica. – Vol. 37 (1961)– . – Oxford: Blackwell Munksgaard.
ISSN: 0001-6314
Mensile;
Ha come supplemento: Acta neurologica Scandinavica. Supplementum;
Continua in parte: Acta psychiatrica et neurologica Scandinavica;
93(1996)-108(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Acta neurologica Scandinavica. Supplementum. – N. 1 (1962)– . – Oxford: Blackwell
Munksgaard.
106 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Continua in parte: Acta psychiatrica et neurologica Scandinavica. Supplementum;
ISSN: 0065-1427
Supplemento a: Acta neurologica Scandinavica;
Continua in parte: Acta psychiatrica et neurologica Scandinavica. Supplementum;
93(1996)108(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Acta physiologica Scandinavica: an international journal of physiological sciences /
published for the Scandinavian Physiological Society. – Vol. 1 (1940)– . – Oxford:
Blackwell.
ISSN: 0001-6772
Mensile;
Ha come supplemento: Acta physiologica Scandinavica. Supplementum;
150(1994)-179(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Acta physiologica Scandinavica. Supplementum: an international journal of physiological
sciences / published for the Scandinavian Physiological Society. – 1 (1940)– .
– Oxford: Blackwell.
ISSN: 0302-2994
Supplemento a: Acta physiologica Scandinavica;
150(1994)154(2002);
Lac. 1994;
Continua in versione online dal 2003–
Acta psychiatrica Scandinavica. – Vol. 37 (1961)– . – Oxford: Blackwell Munksgaard.
ISSN: 0001-690X
Mensile;
Ha come supplemento: Acta psychiatrica Scandinavica. Supplementum;
Continua in parte: Acta psychiatrica et neurologica scandinavica;
93(1996)-108(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Acta psychiatrica Scandinavica. Supplementum. – N. 160 (1961)– . – Oxford: Blackwell
Munksgaard.
ISSN: 0065-1591
Supplemento a: Acta psychiatrica Scandinavica;
Continua in parte: Acta psychiatrica et neurologica scandinavica. Supplementum;
94(1996)-108(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Adapted physical activity quarterly: the official journal of the International Federation
of Adapted Physical Activity. – Vol. 1 (1984)– . – Champaign, IL: Human Kinetics
Publishers.
ISSN: 0736-5829
Trimestrale;
20(2003);
Continua in versione online dal 2004–
2006 107

Sezione I
Age and ageing. – Vol. 1 (1972)– . – Oxford: Oxford University Press
ISSN: 0002-0729.
Bimestrale;
28(1999)-32(2003);
Continua in versione online dal 2004–
AJNR. American journal of neuroradiology: official journal American Society of
Neuroradiology, American Society of Head and Neck Radiology, American Society
of Interventional and Therapeutic Neuroradiology, American Society of Pediatric
Neuroradiology. – Vol. 1 (1980)– . – Oak Brook: American Society of Neuroradiology.
ISSN: 0195- 6108
Mensile;
16(1995)-24(2003);
Continua in versione online dal 2004–
AJR. American journal of roentgenology: diagnostic imaging and related sciences:
journal of the American Roentgen Ray Society. – Vol. 128 (1977)– . – Leesburg: American
Roentgen Ray Society.
ISSN: 0361-803X
Mensile;
Già: American journal of roentgenology;
168(1997)-183(2004);
Continua in versione online dal 2005-
The American journal of geriatric psychiatry: official journal of the American Association
for Geriatric Psychiatry. – Vol. 1 (1993)– . – Arlington: American Psychiatric
Publishing.
Bimestrale;
12(2004)-13(2005);
Continua in versione online dal 2006–
The American journal of human genetics / published for the American Society of
Human Genetics by The University of Chicago Press. – Vol. 1 (1949)– . – Chicago: University
of Chicago Press.
ISSN: 0002-9297
Mensile;
70(2002)-79(2006);
The American journal of occupational therapy / The American Occupational Therapy
Association, Inc. – Vol. 1 (1947)– . – Bethesda: The American Occupational Therapy Association,
Inc.
ISSN: 0272-9490
Bimestrale;
Dal 1978 chiamato anche AJOT;
48(1994)-58(2004);
Continua in versione online dal 2005–
American journal of physical medicine and rehabilitation / Association of Academic
Physiatrists. – Vol. 67 (1988)– . – Hagerstown: Lippincott Williams & Wilkins
ISSN: 0894-9115.
108 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Mensile;
Chiamato anche: American journal of PM & R.;
Già: American journal of physical medicine;
73(1994)-82(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The American journal of psychiatry / American Psychiatric Association. – Vol. 78
(1921)– . Washington, DC: American Psychiatric Association.
ISNN: 0002-953X
Mensile;
Già: American journal of insanity;
153(1996)-163(2006);
American journal of respiratory and critical care medicine: an official journal of
the American Thoracic Society. Vol. 149 (1994)– . – New York: American Thoracic
Society
ISSN: 1073-449X
Quindicinale;
Già: American review of respiratory disease;
161(2000)-172(2005);
American journal on mental retardation / American Association on Mental
Retardation. – Vol. 92 (1987)– . – Washington, DC: American Association on Mental
Retardation
ISSN: 0895-8017.
Bimestrale;
Chiamato anche: AJMR;
Già: American journal of mental deficiency;
99(1995)-108(2003);
Lac. 1997;
Continua in versione online dal 2004–
Annals of neurology: official journal of the American Neurological Association and
the Child Neurology Society. – Vol. 1 (1977)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 0364-5134.
Mensile;
37(1995)-54(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Annual review of immunology (Online). – Vol. 1 (1983)– . – Palo Alto: Annual
Reviews Inc
ISSN: 0732-0582
Annuale;
14 (1996)–
Annual review of neuroscience. – Vol. 1 (1978)– . – Palo Alto: Annual Reviews Inc
ISSN: 0147-006X.
Annuale;
17(1994)-26(2003);
Continua in versione online dal 2004–
2006 109

Sezione I
Annual review of pharmacology and toxicology. – Vol. 16 (1976)– . – Palo Alto:
Annual Reviews Inc
ISSN: 0362-1642.
Annuale;
Già: Annual review of pharmacology;
34(1994)-43(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Annual review of physiology. – Vol. 1 (1939)– . – Palo Alto: Annual Reviews Inc.
ISSN: 0066-4278
Annuale;
58(1996)-65(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Annual review of psychology. – Vol. 1 (1950)– . – Palo Alto: Annual Reviews Inc.
ISSN: 0066-4308
Annuale;
47(1996)-54(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Aphasiology: an international, interdisciplinary journal. – Vol. 1 (1987)– . – Hove:
Psychology Press.
ISSN: 0268-7038
Mensile;
10(1996)-20(2006);
Archives of general psychiatry / American Medical Association. – Vol. 3 (1960)– . –
Chicago: American Medical Association.
ISSN: 0003-990X
Mensile;
Già: AMA Archives of general psychiatry;
51(1994)-63(2006);
Lac. 2005;
Archives of neurology / American Medical Association. – Vol. 3 (1960)– . – Chicago:
American Medical Association
ISSN: 0003-9942
Mensile;
Già: AMA Archives of neurology;
51(1994)-63(2006);
Archives of physical medicine and rehabilitation: official journal American Congress
of Rehabilitation Medicine, American Academy of Physical Medicine and Rehabilitation.
– Vol. 34 (1953)– . – Philadelphia: W.B. Saunders Company
ISSN: 0003-9993.
Mensile;
Già: Archives of Physical Medicine;
64(1983); 66(1985)-85(2004);
Lac. 1983; 1985-1987; 1989;
Continua in versione online dal 2005–
Autonomic neuroscience: basic and clinical / International Society for Autonomic
Neuroscience (ISAN). – Vol. 82 (2000)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
110 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
ISSN: 1566-0702.
Mensile;
Già: Journal of the autonomic nervous system;
82(2000)-116(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Behavior research methods: a journal of the Psychonomic Society. – Vol. 37 (2005)–
. – Austin: Psychonomic Society
ISSN: 1554-351X
Trimestrale;
Già: Behavior research methods, instruments, and computers;
37(2005)-38(2006);
Behavior research methods, instruments, and computers: a journal of the Psychonomic
Society. – Vol. 16 (1984)-Vol. 36 (2004). – Austin: Psychonomic Society
ISSN: 0743-3808.
Trimestrale;
Già: Behavior research methods and instrumentation;
Poi: Behavior research methods;
27(1995)-36(2004).
Behavioral and brain sciences: an international journal of current research and theory
with open peer commentary. – Vol. 1 (1978)– . – Cambridge: Cambridge University
Press
ISSN: 0140-525X.
Bimestrale;
19(1996)-26(2003);
Lac. 1997;
Continua in versione online dal 2004–
Behavioral neuroscience. – Vol. 97 (1983)– . – Washington, DC: American Psychological
Association.
ISSN: 0735-7044
Bimestrale;
Già: Journal of comparative and physiological psychology;
117 (2003)–
Biological cybernetics: advances in computational neuroscience. – Vol. 17 (1975)– .
– Heidelberg: Springer.
ISSN: 0340-1200
Già: Kibernetik;
88(2003)-93(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Biological psychiatry: a journal of psychiatric research / Society of Biological Psychiatry.
– Vol. 1 (1969)– . – New York: Elsevier Science.
ISSN: 0006-3223.
Quindicinale;
37(1995)-56(2004);
Lac. 2001;
Continua in versione online dal 2005–
2006 111

Sezione I
BJU International / British Association of Urological Surgeons. – Vol. 83 (1999)– . –
Oxford : Blackwell.
ISSN: 1464-4096
Mensile;
Già: British journal of urology;
Assorbe dal 1999: European urology update series;
85(2000)-92(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Blood: journal of the American Society of Hematology. – Vol. 1 (1946)– . – Washington,
DC : American Society of Hematology.
ISSN: 0006-4971
Settimanale;
101(2003)-106(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Bollettino di psicologia applicata. – 1960– . – Firenze: O.S. Organizzazioni Speciali.
ISSN: 0006-6771
Quadrimestrale;
Già: Bollettino di psicologia e sociologia applicata;
1994-2001;
Brain: a journal of neurology. – Vol. 1 (1878)– . – Oxford: Oxford University Press.
ISSN: 0006-8950
Mensile;
116(1993)-126(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Brain and cognition. – Vol. 1 (1982)– . – San Diego; Orlando: Elsevier.
ISSN: 0278-2626
Mensile;
1(1982)-6(1987); 21 (1993)-56(2004);
Lac. 1982; 1984-1985; 1987;
Continua in versione online dal 2005–
Brain and language. – (1974)– . – San Diego; Orlando: Elsevier.
ISSN: 0093-934X
Mensile;
3(1976)-5(1978); 9-11(1980); 15(1982)- 37(1989); 40-41(1991); 44(1993)-91(2004);
Lac. 1976; 1978; 1980; 1985; 1988-1989;
Continua in versione online dal 2005–
Brain dysfunction: mental retardation, malnutrition, and aging. – Vol. 1 (1988)-Vol. 5
(1992). – Basel: S. Karger.
ISSN: 0259-1278
Bimestrale;
Poi: Developmental brain dysfunction;
1(1988)-5(1992).
Brain injury. – Vol. 1 (1987)– . – Oxon: Taylor & Francis.
ISSN: 0269-9052
112 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Mensile;
9(1995)-20(2006);
Brain pathology. – Vol. 1 (1991)– . – Los Angeles: International Society of Neuropathology.
ISSN: 1015-6305
Trimestrale;
7(1997)-15(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Brain research reviews. – Vol. 14 (1989)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 0165-0173
Bimestrale;
Sezione di: Brain research;
22(1996)-47(2004);
Continua in versione online dal 2005–
British journal of clinical pharmacology: an international journal of human
pharmacology and therapeutics / published for the British Pharmacological Society. –
Vol. 1 (1974)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0306-5251
Mensile;
Ha come supplemento: British journal of clinical pharmacology. Supplement;
43(1997)-56(2003);
Continua in versione online dal 2004–
British journal of clinical pharmacology. Supplement: an international journal of
human pharmacology and therapeutics / published for the British Pharmacological
Society. – (1976)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0264-3774
Supplemento a: British journal of clinical pharmacology;
46(1998)-56(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The British journal of pharmacology / the British Paharmacological Society. – Vol.
34 (1968)– . – Avenel: Nature Publishing Group.
ISSN: 0007-1188
Quindicinale;
Già: British journal of pharmacology and chemotherapy;
114(1995)-140(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The British journal of psychiatry / published by the Royal College of Psychiatrists.
– Vol. 109 (1963)– . – London: Royal College of Psychiatrists.
ISSN: 0007-1250
Mensile;
Già: Journal of mental science;
168(1996)-189(2006);
2006 113

Sezione I
The British journal of radiology / published by the British Institute of Radiology. –
Vol. 1 (1928)– . – London: British Institute of Radiology; Mercury Airfreight Int.
ISSN: 0007-1285
Mensile;
Deriva dalla fusione di “ British journal of radiology. BIR section ” e “ British journal
of radiology. Roentgen Society section ”;
70(1997)-79(2006);
Cell. – Vol. 1 (1974)– . – Cambridge, MA: Cell Press.
ISSN: 0092-8674
Quindicinale;
104(2001)-111(2002);
Continua in versione online dal 2003–
Cephalalgia: an international journal of headache. – Vol. 1 (1981)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0333-1024
10 numeri l’anno;
Ha come supplemento: Cephalalgia. Supplement;
15(1995)-23(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Cephalalgia. Supplement: an international journal of headache. – (1983)– . – Oxford:
Blackwell.
ISSN: 0800-1952
Supplemento a: Cephalalgia;
15(1995)23(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The cerebellum. – Vol. 1 (2002)– . – London: Martin Dunitz; Basingstoke: Taylor &
Francis.
ISSN: 1473-4222
Trimestrale;
1(2002)-5(2006);
Cerebral cortex. – Vol. 1 (1991)– . – Cary: Oxford University Press.
ISSN: 1047-3211
Mensile;
8(1998)-13(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Cerebrovascular and brain metabolism reviews. – Vol. 1 (1989)–Vol. 8 (1996). –
Hagerstown: Lippincott-Raven Publishers.
ISSN: 1040-8827
Trimestrale;
Assorbito dal 1997 da: Journal of cerebral blood flow and metabolism;
7(1995)-8(1996).
Cerebrovascular diseases: official journal of the European Stroke Council. – Vol. 1
(1991)– . – Basel: S. Karger.
ISSN: 1015-9770
8 numeri l’anno;
114 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
6(1996)-16(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Chest: official publication of the American College of Chest Physicians. – Vol. 57
(1970)– . – Northbrook: American College of Chest Physicians.
ISSN: 0012-3692
Mensile;
Già: Disease of the chest;
117(2000)-128(2005);
Child development / Society for Research in Child Development. – Vol. 1 (1930)– . –
Malden: Blackwell.
ISSN: 0009-3920
Bimestrale;
66(1995)-74(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Clinical neuropharmacology: a journal of reviews and original investigations in the
pharmacology of central nervous system dysfunctions. – Vol. 1 (1976)– . – Hagerstown:
Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0362-5664
Bimestrale;
24(2001)-26(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Clinical neurophysiology: official journal of the International Federation of Clinical
Neurophysiology. – Vol. 110 (1999)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 1388-2457
Mensile;
Già: Electroencephalography and clinical neurophysiology; Electroencephalography
and clinical neurophysiology. Electromyography and motor control; Electroencephalography
and clinical neurophysiology. Evoked potentials;
110(2000)-115(2004);
Continua in versione online dal 2005–
The clinical neuropsychologist. – Vol. 9 (1995)– . – Lisse: Swets & Zeitlinger.
ISSN: 1385-4046
Trimestrale;
Neuropychology, development, and cognition. Section D.
9(1995)-20(2006);
Clinical neuroscience. – Vol. 1 (1994)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 1065-6766
Bimestrale;
4(1997)-5(1998);
Lac. 1998;
Clinical rehabilitation: the official journal of the British Society of Rehabilitation
Medicine and the Netherlands Society of Rehabilitation and Physical Medicine and
the Scientific Society for Research into Rehabiliatation in the Netherlands, and published
in association with the Society for Research in Rehabilitation. – Vol. 1 (1989)–
2006 115

Sezione I
. – London: Arnold.
ISSN: 0269-2155
8 numeri l’anno;
Assorbe dal 1997: Journal of rehabilitation sciences;
11(1997)-20(2006);
CNS Drugs. – Vol. 1 (1994)– . – Mairangi Bay: Adis International Limited.
ISSN: 1172-7047
Mensile;
1(1994)-17(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Cognitive brain research: a section of Brain Research devoted to the publication of
cognitive and computational studies. – Vol. 1 (1992)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 0926-6410
Bimestrale;
Sezione di Brain research;
6(1997)-21(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Cognitive neuropsychology. – Vol. 1 (1984)– . – Basingstoke: Psychology Press.
ISSN: 0264-3294
8 numeri l’anno;
10(1993)-23(2006);
Consciousness and cognition. – Vol. 1 (1992)– . – Orlando: Academic Press.
ISSN: 1053-8100
Trimestrale;
6(1997)-13(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Contemporary urology. – Vol. 1 (1989)– . – Montvale: Medical Economics Company.
12 (2000)–
ISSN: 1042-2250
Mensile;
12(2000)-15(2003);
Lac. 2000;
Cortex: a journal devoted to the study of the nervous system and behavior. – Vol. 1
(1964)– . – Milano: Masson.
ISSN: 0010-9452
Bimestrale;
12(1976)-15(1979); 19(1983)-27(1991); 29 (1993)–
Lac. 1986;
Critical care nurse. – Vol. 1 (1980)– . – Aliso Viejo: InnoVision Group.
ISSN: 0279-5442
Bimestrale;
19(1999)-23(2003);
Lac. 2001;
116 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Current biology. – Vol. 1 (1991)– . – Cambridge, MA: Cell Press.
ISSN: 0960-9822
Quindicinale;
11(2001)-12(2002);
Continua in versione online dal 2003–
Current contents : life sciences. – Vol. 10 (1967)– . – Philadelphia: Institute for Scientific
Information.
ISSN: 0011-3409
Settimanale;
Già: Current Contents;
37(1994)-38(1995);
Lac. 1994-1995;
Current opinion in immunology. – Vol. 1 (1988). – Oxford: Elsevier.
ISSN: 0952-7915
Bimestrale;
15(2003)-16(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Current opinion in neurobiology. – Vol. 1 (1991)– . – Oxford: Elsevier Science.
ISSN: 0959-4388
Bimestrale;
3(1993)-14(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Current opinion in neurology / sponsored by the World Federation of Neurology
Research Group on Neurological Education. – Vol. 6, n. 5 (1993)– . – Hagerstown: Lippincott
Williams & Wilkins.
ISSN: 1350-7540
Bimestrale;
Già: Current opinion in neurology and neurosurgery;
6(1993)5-16(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Current opinion in neurology and neurosurgery / sponsored by the World Federation
of Neurology Research Group on Neurological Education. – Vol. 1 (1988)–Vol. 6,
n. 4(1993). – Philadelphia: Current Science.
ISSN: 0951-7383
Bimestrale;
Poi: Current opinion in neurology;
6(1993)1-4.
Current opinion in psychiatry / the Royal College of Psychiatrists. – Vol. 1 (1988)– .
– Hagerstown: Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0951-7367
Bimestrale;
6(1993)-16(2003);
Lac. 2000;
Continua in versione online dal 2004–
2006 117

Sezione I
Current pain and headache reports. – Vol. 5 (2001)– . – Philadelphia: Current Science
Inc.
ISSN: 1531-3433
Bimestrale;
Già: Current review of pain;
5 (2001)–
Current protocols in cell biology (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current protocols in cytometry (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current protocols in human genetics (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current protocols in immunology (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current protocols in molecular biology (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current protocols in neuroscience (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current protocols in protein science (Online). – ??– . – New York: John Wiley & Sons.
2004–
Current review of cerebrovascular disease. – 1993– . – First edition. – Philadelphia:
Current Medicine.
ISSN: 1068–2252
Annuale;
1993–1996;
Current review of pain. – 1994-2000. – Philadelphia: Current Science Inc.
ISSN: 1069–5850
Bimestrale;
Poi: Current pain and headache reports;
1994-2000.
Dementia and geriatric cognitive disorders. – Vol. 8 (1997)– . – Basel: Karger.
ISSN: 1420-8008
8 num. l’anno;
Già: Dementia;
15(2003)-16(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Developmental brain dysfunction. – Vol. 6 (1993)– . – Basel: S. Karger.
Pubblicato in collaborazione con l’Oasi Maria SS. Istituto per la Ricerca sul Ritardo
Mentale e l’Involuzione Cerebrale (Troina).
ISSN: 1019-5815
118 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Bimestrale;
Già: Brain dysfunction;
6(1993)-9(1996);
Lac. 1995-1996;
Developmental medicine and child neurology / officially designated journal of the
American Academy for Cerebral Palsy and Developmental Medicine and of the British
Paediatric Neurology Association. – Vol. 4 (1962)– . – London: Mac Keith Press; New
York: Cambridge University Press.
ISSN: 0012–1622
Mensile;
Ha come supplemento: Developmental medicine and child neurology. Supplement;
Già: Cerebral palsy bulletin;
37(1995)–45(2003);
Lac. 1997;
Continua in versione online dal 2004–
Developmental medicine and child neurology. Supplement / officially designated
journal of the American Academy for Cerebral Palsy and Developmental Medicine and
of the British Paediatric Neurology Association. – N. 5 (1962)– . – London: Mac Keith
Press; New York: Cambridge University Press.
ISSN: 0419-0238
Supplemento a: Developmental medicine and child neurology;
Già: Cerebral palsy bulletin. Supplement;
38(1996)-45(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Developmental neuropsychology: [an international journal of life-span issues in
neuropsychology]. – Vol. 1 (1985)– . – Mahwah: Lawrence Erlbaum Associates.
ISSN: 8756-5641
Trimestrale;
11(1995)-24(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Disability and rehabilitation: [an international multidisciplinary journal]. – Vol. 14
(1992)– . – London: Taylor & Francis.
ISSN: 0963-8288
Mensile;
Già: International disability studies;
16(1994)-28(2006);
Electroencephalography and clinical neurophysiology: official organ of the International
Federation of Clinical Neurophysiology. – Vol. 1 (1949)-Vol. 107 (11998). –
Limerick: Elsevier Science.
ISSN: 0013-4649
Mensile;
Chiamato anche: The EEG Journal;
Include dal 1984 “ Electroencephalography and clinical neurophysiology. Evoked
potentials ” e dal 1991 “ Electroencephalography and clinical neurophysiology. Electromiography
and motor control ”;
Poi: Clinical neurophysiology;
90(1994)-107(1998).
2006 119

Sezione I
Electroencephalography and clinical neurophysiology. Electromyography and
motor control: official organ of the International Federation of Clinical Neurophysiology.
– 1991-1998. – Limerick: Elsevier Science.
ISSN: 0924-980X
Bimestrale;
Sezione di Electroencephalography and clinical neurophysiology;
Poi: Clinical neurophysiology;
93(1994)-109(1998).
Electroencephalography and clinical neurophysiology. Evoked potentials: official
organ of the International Federation of Clinical Neurophysiology. – 1984-1998. –
Limerick: Elsevier Science.
ISSN: 0168-5597
Bimestrale;
Sezione di Electroencephalography and clinical neurophysiology;
Poi: Clinical neurophysiology;
92(1994)-108(1998).
Epilepsia / International League Against Epilepsy. – Vol. 1 (1909)– . – Malden: Blackwell.
ISSN: 0013-9580
Mensile;
34(1993)-44(2003);
Lac. 1996;
Continua in versione online dal 2004–
Epilepsy & behavior. – Vol. 1 (2000)– . – San Diego; Orlando: Elsevier.
ISSN: 1525-5050
Bimestrale;
2(2001)-3(2002);
Lac. 2002;
Epilepsy research. – Vol. 1 (1987)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 0920-1211
Mensile;
17(1994)-62(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Ergonomics: an international journal of research and practice in human factors and
ergonomics / the official journal of the Ergonomics Society and International
Ergonomics Association. – Vol. 1 (1957)– . – London: Taylor & Francis.
ISSN: 0014-0139
Mensile;
37(1994)-39(1996);
Europa medicophysica: official journal of the European Federation of Physical Medicine
and Rehabilitation; Società Italiana di Medicina Fisica e Riabilitazione. – Vol. 1
(1965)– . – Torino: Minerva Medica.
ISSN: 0014-2573
Trimestrale;
20(1984)-24(1988); 28 (1992)–
Lac. 1986-1987;
120 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
European journal of applied physiology. – Vol. 81 (2000)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 1493-6319
Mensile;
Già: European journal of applied physiology and occupational physiology;
81(2000)-95(2005);
Continua in versione online dal 2006–
European journal of applied physiology and occupational physiology. – Vol. 32
(1973)-Vol. 80 (1999). – Berlin: Springer.
ISSN: 1439-6319
Mensile;
Già: Internationale zeitschrift fur angewandte physiologie einschliesslich arbeitsphysiologie;
Poi: European journal of applied physiology;
68(1994)-80(1999).
European journal of human genetics (Online) / European Society of Human
Genetics. – Vol. 6 (1998)– . – [??]: Nature Publishing Group.
ISSN: 1018-4813
Mensile;
6 (1998)–
European journal of immunology / associated with the European Federation of
Immunological Society. – Vol. 1 (1971)– . – Weinheim: Wiley-Vch.
ISSN: 0014-2980
Mensile;
28(1998)-33(2003);
Continua in versione online dal 2004–
European journal of neurology: the official journal of the European Federation of
Neurological Societies. – Vol. 1 (1994)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 1351-5101
Bimestrale;
2 (1995)-10(2003);
Continua in versione online dal 2004–
European journal of neuroscience / published on behalf of the European Neuroscience
Association. – Vol. 1 (1989)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0953-816X
Quindicinale;
10(1998)-18(2003);
Continua in versione online dal 2004–
European journal of sports traumatology and related research: official journal of
the EFOST (European Federation of National Associations of Orthopedic Sports
Traumatology). – Vol. 23 (2001)– . – Milano: Editrice Kurtis.
ISSN: 1592-3894
Trimestrale;
Già: Journal of sports traumatology and related research;
23 (2001);
2006 121

Sezione I
European neurology. – Vol.1 (1968)– . – Basel: S. Karger.
ISSN: 0014-3022
8 numeri l’anno;
Prosegue in parte: Psychiatria et neurologia;
34(1994)-50(2003);
Continua in versione online dal 2004–
European respiratory journal: official journal of the European Respiratory Society.
– Vol. 1 (1988)– . – Copenhagen: European Respiratory Society, Munksgaard International
Publishers.
ISSN: 0903-1936
Mensile;
Ha come supplemento: European respiratory journal. Supplement
Deriva dalla fusione di “ Bulletin Europeen de physiopathologie respiratoire ” e
“ European journal of respiratory diseases ”;
15(2000)-26(2005);
Continua in versione online dal 2006–
European respiratory journal. Supplement: official journal of the European Respiratory
Society. – 1 (1988)– . – Copenhagen: European Respiratory Society, Munksgaard
International Publishers.
ISSN: 0904-1850
Supplemento a: European respiratory journal;
Già: European journal of respiratory diseases. Supplement;
18(2001)22(2003);
Continua in versione online dal 2004–
European urology: official journal of the European Association of Urology; Società
Italiana di Urologia. – Vol. 1 (1975)– . – Oxford: Elsevier.
ISSN: 0302-2838
Mensile;
37(2000)-46(2004);
Continua in versione online dal 2005–
European urology. Supplements: official journal of the European Association of
Urology. – (2002)– . – Oxford: Elsevier.
ISSN: 1569-9056
Irregolare;
(2002)-2004;
Continua in versione online dal 2005–
Exercise and sports sciences reviews (Online) / American College of Sports Medicine.
– Vol. 1 (1973)– . – Baltimore (MD): Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 1538-3008
Trimestrale;
29 (2001)–
Experimental brain research. – Vol. 1 (1966)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0014-4819
Quindicinale;
124(1999)-153(2003);
Continua in versione online dal 2004–
122 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Experimental neurology: a journal of neuroscience research. – Vol. 1 (1959)– . – San
Diego; Orlando: Elsevier.
ISSN: 0014-4886
Mensile;
Dal 1994 viene pubblicato Experimental neurology, Part B con il titolo: “ Neurobiology
of disease ”;
Assorbe dal 1997: Neurodegeneration;
125(1994)-190(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Gait & posture: official journal of Gait and Clinical Movement Analysis Society;
European Society of Movement Analysis in Adults and Children; Società Italiana di
Analisi del Movimento in Clinica. – Vol. 1 (1993)– . – Amsterdam: Elsevier.
ISSN: 0966-6362
Mensile;
17(2003)-20(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Parte prima: serie generale. – 1986–
. – Roma: Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato.
ISSN: 1124-0725
Quotidiano;
Già: Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Parte prima;
Ha come supplemento: Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Supplemento
ordinario. Serie generale;
1995-2001;
Lac. 2000-2001;
Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Parte prima: serie generale (Online).
– 1988– . – Roma: Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato.
ISSN: 1124-0725
Quotidiano;
Già: Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Parte prima;
Ha come supplemento: Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Supplemento
ordinario. Serie generale;
1988–
Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Supplemento ordinario. Serie generale.
– ??– . – Roma: Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato.
Supplemento a: Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Parte prima: serie generale;
ISSN: 1124-0784
1995-2001;
Lac. 2000-2001;
Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Supplemento ordinario. Serie generale
(Online). – 1988– . – Roma: Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato.
Supplemento a: Gazzetta ufficiale della Repubblica Italiana. Parte prima: serie generale;
ISSN: 1124-0784
1988–
2006 123

Sezione I
Gerontology: international journal of experimental and clinical gerontology / organ
of the International Association of Gerontology. – Vol. 22 (1976)– . – Basel: S. Karger.
ISSN: 0304-324X
Bimestrale;
Deriva dalla fusione di “ Gerontologia ” e “ Gerontologia clinica ”;
41(1995)-49(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Giornale di neuropsichiatria dell’età evolutiva: organo ufficiale della Società Italiana
di Neuropsichiatria Infantile. – Vol. 1 (1981)– . – Pisa: Pacini Editore.
ISSN: 0392-4483
Trimestrale;
15 (1995)–
Giornale italiano di medicina riabilitativa: rivista di formazione, aggiornamento
professionale ed informazione della SIMFER. – Vol. 1 (1987)– . – Modena: COPTIP
Industrie Grafiche.
Trimestrale;
1(1987)-10(1996);
Glia. – Vol. 1 (1988)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 0894-1491
14 numeri l’anno;
13(1995)– 44(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Headache: [the journal of head and face pain]: the journal of the American Association
for the Study of Headache. – Vol. 1 (1961)– . – Malden: Blackwell.
ISSN: 0017-8748
10 numeri l’anno;
36(1996)-43(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Hippocampus. – Vol. 1 (1991)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 1050-9631
Bimestrale;
9(1999)-13(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Human brain mapping: a journal devoted to functional neuroanatomy and neuroimaging.
– Vol. 1 (1993)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 1065-9471
Mensile;
6(1998)-20(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Human genetics. – Vol. 31 (1976)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0340-6717
Già: Humangenetik;
110(2002)-113(2003);
Human molecular genetics. – Vol. 1 (1992)– . – Oxford: Oxford University Press.
ISSN: 0964-6906
124 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Quindicinale;
11(2002)-12(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Human mutation (Online). – Vol. 9 (1997)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 1098-1004
Bimestrale;
9 (1997)–
Immunity (Online). – Vol. 4 (1996)– . – Cambridge, MA: Cell Press.
ISSN: 1074-7613;
Mensile;
4 (1996)–
International journal of language & communication disorders / Royal College of
Speech & Language Therapists. – Vol. 1 (1998)– . – Oxon: Taylor & Francis.
ISSN: 1368-2822
Trimestrale;
Già: European journal of disorders of communication;
35(2000)-41(2006);
International journal of rehabilitation and health. – Vol. 1 (1995)– . – New York:
Kluwer Academic / Plenum Publishers.
ISSN: 1068-9591
Trimestrale;
1(1995)-5(2000);
Lac. 1995; 2000;
International journal of rehabilitation research. – Vol. 1 (1978)– . – Hagerstown:
Lippincott Wiliams & Wilkins.
ISSN: 0342-5282
Trimestrale;
17(1994)-26(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Investigative ophthalmology and visual science: official publication of the Association
for Research in Vision and Ophthalmology. – Vol. 16 (1977)– . – Rockville: Association
for Research in Vision and Ophthalmology.
ISSN: 0146-0404
Mensile;
Già: Investigative ophthalmology;
38(1997)-46(2005);
Continua in versione online dal 2006–
The Italian journal of neurological sciences: official journal of the Italian Neurological
Society. – Vol. 1 (1979)-Vol. 20 (1999). – Milano: Masson.
ISSN: 0392-0461
Mensile;
Poi: Neurological sciences;
3(1982)-8(1987); 13(1992)-20(1999).
Lac. 1994; 1997; 1999.
2006 125

Sezione I
Italian journal of sports traumatology: official journal of the Italian Society of
Sports Traumatology. – Vol. 1 (1979)-Vol. 11 (1989). – Milano: Kurtis.
ISSN: 0391-4089
Trimestrale;
Poi: Journal of sports traumatology and related research;
8(1986)-11(1989).
Lac. 1986-1989.
Journal of applied physiology / American Physiological Society. – Vol. 58 (1985)– .
– Bethesda: American Physiological Society.
ISSN: 8750-7587
Mensile;
Già: Journal of applied physiology: respiratory, environmental and exercise physiology;
80(1996)-95(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of biological rhythms: official publication of the Society for Research on
Biological Rhythms. – Vol. 1 (1986)– . – Thousand Oaks: Sage Publications.
ISSN: 0748-7304
Bimestrale;
10(1995)-21(2006);
Journal of biomechanics / affiliated with the American Society of Biomechanics, the
European Society of Biomechanics, the International Society of Biomechanics and
the Japanese Society for Clinical Biomechanics and related research. – Vol. 1 (1968)–
. – Oxford: Elsevier Science.
ISSN: 0021-9290
Mensile;
34(2001)-37(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Journal of cardiopulmonary rehabilitation: official journal of the American Association
of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation and the Canadian Association
of Cardiac Rehabilitation. – Vol. 5 (1985)– . – Hagerstown: Lippincott Williams &
Wilkins.
ISSN: 0883-9212
Bimestrale;
Già: Journal of cardiac rehabilitation:
20(2000)-23(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of cerebral blood flow and metabolism: official journal of the International
Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. – Vol. 1 (1981)– . – Hagerstown:
Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0271-678X
Mensile;
Dal 1997 assorbe: Cerebrovascular and brain metabolism reviews;
13(1993)-23(2003);
Continua in versione online dal 2004–
126 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Journal of child language. – Vol. 1 (1974)– . – Cambridge: Cambridge University
Press.
ISSN: 0305-0009
Quadrimestrale;
22(1995)-30(2003);
Lac. 2002;
Continua in versione online dal 2004–
Journal of clinical and experimental neuropsychology: official journal of the International
Neuropsychological Society. – Vol. 7 (1985)-Vol. 15 (1993). – Lisse: Swets &
Zeitlinger.
ISSN: 1380-3395
Bimestrale;
Già: Journal of Clinical Neuropsychology;
Neuropsychology, development, and cognition. Section A;
7(1985)-9(1987); 15(1993)-28(2006);
Lac. 1985-1987;
Journal of clinical investigation: the publication of the American Society for Clinical
Investigation. – Vol. 1 (1924)– . – Ann Arbor: American Society for Clinical Investigation.
ISSN: 0021-9738
Quindicinale;
107(2001)-115(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Journal of clinical neuropsychology. – Vol. 1 (1979)-Vol. 6 (1984). – Lisse: Swets &
Zeitlinger.
ISSN: 0165-0475
Trimestrale;
Poi: Journal of clinical and experimental neuropsychology;
2(1980)-4(1982);
Lac. 1982;
Journal of clinical psychiatry. – Vol. 39 (1978)– . – Memphis: Physicians Postgraduate
Press
ISSN: 0160-6689
Mensile;
Include anche: “ The journal of clinical psychiatry. Monographs series ”;
Già: Diseases of the nervous system;
60(1999)-67(2006);
Journal of cognitive neuroscience. – Vol. 1 (1989)– . – Cambridge, MA: MIT Press.
ISSN: 0898-929X
8 numeri l’anno;
5(1993)-15(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of computer assisted tomography: a radiological journal dedicated to the
basic and clinical aspects of reconstructive tomography. – Vol. 1 (1977)– . – Hagerstown:
Lippincott Williams & Wilkins.
2006 127

Sezione I
ISSN: 0363-8715
Bimestrale;
21(1997)-27(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of experimental child psychology. – Vol. 1 (1964)– . – San Diego; Orlando:
Elsevier.
ISSN: 0022-0965
Mensile;
59(1995)-89(2004);
Continua in versione online dal 2005–
The journal of experimental medicine. – Vol. 1 (1896)– . – New York: Rockefeller
University Press.
ISSN: 0022-1007
Quindicinale;
187(1998)-198(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of experimental psychology human perception and performance / American
Psychological Association. – Vol. 1 (1975)– . – Washington, DC: American Psychological
Association.
ISSN: 0096-1523
Bimestrale;
Continua in parte: Journal of experimental psychology;
22 (1996)–
The journal of head trauma rehabilitation. – Vol. 1 (1986)– . – Hagerstown: Lippincott
Williams & Wilkins.
ISSN: 0885-9701
Bimestrale;
11(1996)-19(2004);
Continua in versione online dal 2005–
The Journal of immunology. – Vol. 1 (1916)– . – Bethesda: The American Association
of Immunologists.
ISSN: 0022-1767
Quindicinale;
161(1998)-171(2003);
Lac. 1998;
Continua in versione online dal 2004–
Journal of intellectual disability research: [the official scientific journal of the
International Association for the Scientific Study of Intellectual Disability]. – Vol. 36
(1992)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0964-2633
8 numeri l’anno;
Chiamato anche: JIDR;
Già: Journal of mental deficiency research;
39(1995)-47(2003);
Continua in versione online dal 2004–
128 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Journal of leukocyte biology: an official publication of the Society for Leukocyte
Biology. – Vol. 35 (1984)– . Bethesda: Federation of American Societies for Experimental
Biology.
Mensile;
Già: RES. Journal of the reticuloendothelial Society;
75(2004)-80(2006);
The journal of nervous and mental disease. – Vol. 3 (1876)– . – Hagerstown: Lippincott
Williams & Wilkins.
ISSN: 0022-3018
Mensile;
Già: Chicago journal of nervous and mental disease;
185(1997)-192(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Journal of neural transmission. – Vol. 33 (1972)-Vol. 77 (1989); Vol. 103 (1996)– . –
Wien: Springer.
ISSN: 0300-9564
Mensile;
Dal 1989 si scinde in “ Journal of neural transmission Parkinson’s disease and dementia
section ” and “ Journal of neural transmission. General section ”;
Continua: Journal of neuro-visceral relations e Journal of the International Society for
neuro-vegetative research;
103(1996)-110(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of neural transmission Parkinson’s disease and dementia section. – Vol. 1
(1989)-Vol. 10 (1995). – Wien: Springer.
ISSN: 0936-3076
Bimestrale;
Continua in parte: Journal of neural transmission;
9-10 (1995).
Journal of neurochemistry: official journal of the International Society for Neurochemistry.
– Vol. 1 (1956)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0022-3042
Quindicinale;
64(1995)-87(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of neuroendocrinology. – Vol. 1 (1989)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0953-8194
Mensile;
9(1997)-15(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of neurogenetics. – Vol. 1 (1983)– . – London: Taylor & Francis.
Trimestrale;
ISSN: 0167-7063
11(1996)-12(1998); 16(2002)-17(2003);
2006 129

Sezione I
Journal of neuroimmunology: official journal of the International Society for Neuroimmunology.
– Vol. 1 (1981)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 0165-5728
Mensile;
110 (2000)-157(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Journal of neurologic rehabilitation: the official journal of the American Society of
Neurorehabilitation et al. – Vol. 1 (1987)-Vol. 12 (1998). – New York: Demos Medical
Publishing.
ISSN: 0888-4390
Trimestrale;
Poi: Neurorehabilitation and neural repair;
11(1997)-12(1998).
Journal of neurology: official journal of the European Neurological Society. – Vol.
207 (1974)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0340-5354
Mensile;
Già: Zeitschrift für Neurologie;
240(1993)-250(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of neurology neurosurgery and psychiatry. – Vol. 7 (1944)– . – London:
BMJ Publishing Group.
ISSN: 0022-3050
Mensile;
Ha come supplemento: Neurology in practice;
Già: Journal of neurology and psychiatry;
56(1993)-74(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of neuropathology and experimental neurology: official journal of the
American Association of Neuropathologists. – Vol. 1 (1942)– . – Lawrence: American
Association of Neuropathologists.
ISSN: 0022-3069
Mensile:
56(1997)-64(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Journal of neurophysiology / published by the American Physiological Society. –
Vol. 1 (1938)– . – Bethesda: American Physiological Society.
ISSN: 0022-3077
Mensile;
73(1995)-90(2003);
Lac. 1997;
Continua in versione online dal 2004–
Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. – Vol. 1
(1981)– . – Washington, DC: Society for Neuroscience.
ISSN: 0270-6474
130 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Settimanale;
15(1995)-25(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Journal of neurosurgery / American Association of Neurological Surgeons. –
Vol. 1 (1994)– . – Rolling Meadows (IL) : American Association of Neurological Surgeons.
Mensile;
Ha come supplementi: “ Journal of neurosurgery: Pediatrics ” e “ Journal of Neurosurgery:
Spine ”;
100(2004)-105(2006);
Journal of neurosurgery: Pediatrics / American Association of Neurological Surgeons.
– Vol. 1 [1999?]– . – Rolling Meadows (IL): American Association of Neurological
Surgeons.
Mensile;
Supplemento a “ Journal of neurosurgery ”;
100(2004)-102(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Journal of neurosurgery: Spine / American Association of Neurological Surgeons. –
Vol. 1 (1999)– . – Rolling Meadows (IL): American Association of Neurological Surgeons.
Mensile;
Supplemento a “ Journal of neurosurgery ”;
(2004)-(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Journal of neurotrauma: the journal of the Neurotrauma Society. – Vol. 5 (1988)– .
– Larchmont: Mary Ann Liebert.
ISSN: 0897-7151
Mensile;
Già: Central nervous system trauma;
11(1994)-20(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The journal of pharmacology and experimental therapeutics: a publication of the
American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics. – Vol. 1 (1909)–
. – Bethesda: The American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics.
ISSN: 0022-3565
Mensile;
272(1995)-307(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The journal of physiology / Physiological Society. – Vol. 1 (1878)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0022-3751
Quindicinale;
482(1995)-553(2003);
Continua in versione online dal 2004–
2006 131

Sezione I
Journal of psycholinguistic research. – Vol. 1 ( 1971/1972)– . – New York: Kluwer
Academy / Plenum Publishers.
ISSN: 0090-6905
Bimestrale;
1(1971/1972)-32(2003);
Lac. 1971-1973; 1992;
Continua in versione online dal 2004–
Journal of rehabilitation medicine. – Vol. 33 (2001)– . – Stockholm: Taylor & Francis.
ISSN: 1650-1977
Bimestrale;
Già: Scandinavian journal of rehabilitation medicine;
33(2001)-38(2006);
Journal of rehabilitation research and development / Rehabilitation Research and
Development Service, Department of veterans Affairs. – Vol. 21 (1984)– . – Baltimore:
Rehabilitation Research and Development Service, Scientific and Technical Publications
Section.
ISSN: 0007-506X
Trimestrale;
Già: Journal of rehabilitation r and d;
29(1992)-37(2000);
Lac. 2000;
Journal of rehabilitation sciences. – Vol. 1 (1988)-Vol. 9 (1996). – Assen: Van Gorcum
and Comp.
ISSN: 0929-6719
Trimestrale;
Assorbito dal 1997 da: Clinical rehabilitation;
9(1996).
Journal of spinal cord medicine: official journal of the American Paraplegia Society.
– Vol. 18 (1995)– . – New York: American Paraplegia Society.
ISSN: 1079-0268
Trimestrale;
Già: Journal of the American Paraplegia Society;
26(2003)-29(2006);
Journal of sports traumatology and related research: official journal of the Italian
Society of Sports Traumatology. – Vol. 12 (1990)-Vol. 22 (2000) . – Milano: Editrice
Kurtis.
ISSN: 1120-3137
Trimestrale;
Già: Italian journal of sports traumatology;
Poi: European journal of sports traumatology and related research;
15(1993)-22(2000).
Lac. 1995; 1998-2000.
Journal of the American Geriatrics Society: official journal of the American Geriatrics
Society. – Vol. 1 (1953)– . – Malden: Blackwell.
ISSN: 0002-8614
Mensile;
132 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
50(2002)-51(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of the autonomic nervous system. – Vol. 1 (1979)-Vol. 81 (2000). – Amsterdam:
Elsevier Science.
ISSN: 1566-0702
Mensile;
Poi: Autonomic neuroscience;
46(1994)-81(2000).
Journal of the International Neuropsychological Society. – Vol. 1 (1995)– . – Cambridge:
Cambridge University Press.
ISSN: 1355-6177
Bimestrale;
2(1996)-9(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of the neurological sciences: official bulletin of the World Federation of
Neurology. – Vol. 1 (1964)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 0022-510X
Quindicinale;
143(1996)-227(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Journal of urology: official journal of American Urological Association. – Vol. 1
(1917)– . – Hagerstown: Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0022-5347
Mensile;
163(2000)-170(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Journal of vocational rehabilitation. – Vol. 1 (1991)– . – Amsterdam: IOS Press.
ISSN: 1052-2263
Trimestrale;
10(1998)-19(2003);
Continua in versione online dal 2004–
KS. kinesitherapie scientifique. – ??– . – Paris: Societé de presse et d’édition de la
Kinesitherapie.
ISSN: 0023-1576
Mensile;
319(1993)-375(1998);
The Lancet. – Vol. 1 (1823)– . – London: The Lancet Publishing Group.
ISSN: 0140-6736
Settimanale;
353(1999)-364(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Language and cognitive processes. – Vol. 1 (1985)– . – Hove: Psychology Press.
ISSN: 0169-0965
Bimestrale;
10(1995)-21(2006);
2006 133

Sezione I
Language and speech. – Vol. 1 (1958)– . – London: Kingston Press.
ISSN: 0023-8309
Trimestrale;
38(1995)-49(2006);
Learning and memory. – Vol. 1 (1994)– . – Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor
Laboratory Press.
ISSN: 1072-0502
Bimestrale;
2(1995)-13(2006);
Learning disabilities research and practice: a publication of the Division for Learning
Disabilities Council for Exceptional Children. – Vol. 6 (1991)– . – London: Blackwell.
ISSN: 0938-8982
Trimestrale;
Chiamato anche LDRP;
Deriva dalla fusione di “ Learning disabilities focus ” e “ Learning disabilities
research ”;
10(1995)-18(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Lung: an international journal on lungs, airways, and breathing. – Vol. 154 (1976)– .
– New York: Springer.
ISSN: 0341-2040
Bimestrale;
Già: Pneumonologie;
178 (2000)-181(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Magnetic resonance imaging. – Vol. 1 (1982)– . – New York: Elsevier Science.
ISSN: 0730-725X
10 numeri l’anno;
15(1997)-22(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Magnetic resonance in medicine: an official journal of the International Society for
Magnetic Resonance in Medicine. – Vol. 1 (1984)– . – Hoboken: Wiley Liss.
ISSN: 0740-3194
Mensile;
37(1997)-50(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Medical and biological engineering and computing: incorporating cellular engineering:
journal of the International Federation for Medical & Biological Engineering.
– Vol. 15 (1977)– . – Stevenage: Peter Peregrinus.
ISSN: 0140-0118
Bimestrale;
Già: Medical and biological engineering;
41 (2003);
Continua in versione online dal 2004–
Memory. – Vol. 1 (1993)– . – Hove: Psychology Press.
ISSN: 0965-8211
134 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Bimestrale;
4(1996)-14(2006);
Memory and cognition: a journal of the Psychonomic Society, Inc. – Vol. 1 (1973)– .
– Austin: Psychonomic Society.
ISSN: 0090-502X
8 numeri l’anno;
Continua in parte: Psychonomic science;
23(1995)-34(2006);
Metabolic brain disease. – Vol. 1 (1986)– . – New York: Kluwer Academic.
ISSN: 0885-7490
Trimestrale;
9(1994)-18(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Methods of information in medicine: an official journal of IMIA. International
Medical Informatics Association. – Vol. 1 (1962)– . – Stuttgart: Schattauer GmbH.
ISSN: 0026-1270
5 num. l’anno;
Già: Medical documentation;
Ha come suppl.: Methods of information in medicine. Supplement;
42(2003)-45(2006);
Monaldi archives for chest disease. Pulmonary series: International journal of cardiopulmonary
medicine and rehabilitation / Fondazione Salvatore Maugeri Care and
Research Institute. – Vol. 48 (1993)– . – Pavia: Fondazione Salvatore Maugeri.
ISSN: 1122-0643
Bimestrale;
Già: Archivio Monaldi per le malattie del torace;
48 (1993)–
Monographs of the Society for research in child development / Society for
Research in Child Development. – Vol. 1 (1935)– . – Malden: Blackwell.
ISSN: 0037-976X
Quadrimestrale;
64(1999)-68(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Movement disorders: official journal of the Movement Disorders Society. – Vol. 1
(1986)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 0885-3185
Bimestrale;
10(1995)- 18(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Multiple sclerosis: clinical and laboratory research. Vol. 1 (1995)– . – London:
Arnold.
ISSN: 1352-4585
Bimestrale;
1(1995)-12(2006);
2006 135

Sezione I
Muscle and nerve: official journal of the American Association of Electrodiagnostic
Medicine. – Vol. 1 (1978)– . – Hoboken: Wiley.
ISSN: 0148-639X
Mensile;
17(1994)-28(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Nature: international weekly journal of science. – Vol. 1 (1869)– . – London: Nature
Publishing Group.
ISSN: 0028-0836
Settimanale;
369(1994)-420(2002);
Lac. 1994;
Continua in versione online dal 2003–
Nature biotechnology (Online). – Vol. 1 (2000)– . – New York: Nature Publishing
Group.
Nature genetics. – Vol. 1 (1992)– . – New York: Nature America Inc.
ISSN: 1061-4036
Mensile;
30(2002)-32(2002);
Continua in versione online dal 2003–
Nature immunology (Online). – Vol. 1 (2000)– . – New York: Nature Publishing
Group.
ISSN: 1529-2916
Mensile;
1 (2000)–
Nature medicine. – Vol. 1 (1995)– . – New York: Nature America.
ISSN: 1078-8956
Mensile;
2(1996)-8(2002);
Continua in versione online dal 2003–
Nature neuroscience. – Vol. 1 (1998)– . – New York: Nature America.
ISSN: 1097-6256
Mensile;
1(1998)-5(2002);
Lac. 1999;
Continua in versione online dal 2003–
Nature reviews immunology (Online). – Vol. 1 (2001)– . – London: Nature Publishing
Group.
ISSN: 1474-1741
Mensile;
1 (2001)–
Nature reviews neuroscience. – Vol. 1 (2000)– . – London: Nature Publishing Group.
ISSN: 1471-0048
136 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Mensile;
2(2001)-3(2002);
Continua in versione online dal 2003–
Neurobiology of disease. – Vol 1 (1994)– . – San Diego; Orlando: Elsevier.
ISSN: 0969-9961
Bimestrale;
Experimental neurology, part B;
3(1996)-17(2004);
Lac. 1998;
Continua in versione online dal 2005–
Neurocase. – Vol. 1 (1995)– . – Lisse: Swets & Zeitlinger.
ISSN: 1355-4794
Bimestrale;
1(1995)-11(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Neurodegeneration: a journal for neurodegenerative disorders, neuroprotection and
neuroregeneration. – Vol. 1 (1992)-Vol. 5 (1996). – London: Academic Press.
ISSN: 1055-8330
Trimestrale;
Assorbito dal 1997 da: Experimental neurology;
5 (1996).
Neuroepidemiology. – Vol. 1 (1982)– . – Basel: S. Karger.
ISSN: 0251-5350
Bimestrale;
13(1994)-22(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Neurogenetics (Online). – Vol. 1 (1997)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 1364-6753
Trimestrale;
1 (1997)–
Neuroimage. – Vol. 1 (1992/1994)– . – San Diego; Orlando: Elsevier.
ISSN: 1053-8119
Mensile;
1(1992)-23(2004);
Lac. 1995;
Continua in versione online dal 2005–
Neurological research: a journal of progress in neurosurgery, neurology and neurosciences.
– Vol. 1 (1979)– . – Wilton: Forefront Publishing.
ISSN: 0161-6412
8 numeri l’anno;
18(1996)-25(2004);
Continua in versione online dal 2005–
2006 137

Sezione I
Neurological sciences: official journal of Italian Neurological Society and of the Italian
Society of Clinical Neurophysiology. – Vol. 21 (2000)– . – Milano: Springer Italia.
ISSN: 1590-1874
Bimestrale;
Già: Italian journal of neurological sciences;
21(2000)-24(2004);
Continua in versione online dal 2005–
The neurologist. – Vol. 1 (1995)– . – Hagerstown: Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 1074-7931
Bimestrale;
2(1996)-9(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Neurology: official journal of the American Academy of Neurology. – Vol. 1 (1951)– .
– Hagerstown: Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0028-3878
Quindicinale;
43(1993)-61(2003);
Lac. 1998;
Continua in versione online dal 2004–
Neurology in practice: continuing education supplement to Journal of neurology
neurosurgery & psychiatry. – Vol. 70 (2001)– . – London: BMJ Publishing.
ISSN: 1473-7086
Trimestrale;
Supplemento a “ Journal of neurology neurosurgery & psychiatry ”;
70(2001)-74(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Neuromuscular disorders. – Vol. 1 (1991)– . – Amsterdam: Elsevier Science.
ISSN: 0960-8966
10 numeri l’anno;
5(1995)-14(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Neuron. – Vol. 1 (1988)– . – Cambridge (MA): Cell Press.
ISSN: 0896-6273
Quindicinale;
14(1995)-36(2002);
Continua in versione online dal 2003–
Neuropathology and applied neurobiology: journal of the British Neuropathological
Society. – Vol. 1 (1975)– . – Oxford: Blackwell.
ISSN: 0305-1846
Bimestrale;
23(1997)-29(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Neuropharmacology. – Vol. 9 (1970)– . – Amsterdam: Pergamon; Elsevier.
ISSN: 0028-3908
138 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Mensile;
Già: International journal of neuropharmacology;
34(1995)-47(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Neuropsychologia: an international journal in behavioural and cognitive neuroscience.
– Vol. 1 (1963)– . – Oxford: Pergamon; Elsevier Science.
ISSN: 0028-3932
13 numeri l’anno);
13(1975)-23(1985); 25(1987)-29(1991); 31(1993)-42(2004);
Lac. 1975-1976; 1988;
Continua in versione online dal 2005–
Neuropsychological rehabilitation. – Vol. 1 (1991)– . – Hove: Psychology Press.
ISSN: 0960-2011
5 numeri l’anno;
6(1996)-16(2006);
Neuropsychology.
Association.
ISSN: 0894-4105
Trimestrale;
11 (1997)–
– Vol. 1 (1987)– . – Washington, DC: American Psychological
Neuropsychology abstracts / American Psychological Association. – Vol. 5 (1996)– .
– Washington, DC: American Psychological Association.
ISSN: 1083-4915
Trimestrale;
Già: Psycscan: Neuropsychology;
5(1996)-8(1999);
Neuropsychopharmacology: official pubblication of the American College of Neuropsychopharmacology.
– Vol. 1 (1987)– . – Basingstoke: Nature Publishing Group.
ISSN: 0893-133X
Mensile;
16(1997)-28(2003);
Lac. 1999;
Continua in versione online dal 2004–
Neuroradiology: official organ of the European Society of Neuroradiology; organ of
the Japanese Neuroradiological Society. – Vol. 1 (1970)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0028-3940
Mensile;
39(1997)-45(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Neurorehabilitation: an interdisciplinary journal. – Vol. 1 (1991)– . – Amsterdam:
IOS Press.
ISSN: 1053-8135
Trimestrale;
10(1998)-18(2003);
Continua in versione online dal 2004–
2006 139

Sezione I
Neurorehabilitation and neural repair: the official journal of the American Society
of Neurorehabilitation et al. – Vol. 13 (1999)– . – Thousand Oaks: Sage Publications.
ISSN: 1545-9683
Trimestrale;
Già: Journal of neurologic rehabilitation;
13(1999)-20(2006);
Neuroreport: an international journal for the rapid communication of research in
neuroscience. – Vol. 1 (1990 )– . – London: Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0959-4965
18 numeri l’anno;
6(1995)-14(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Neuroscience: an international journal under the editorial direction of International
Brain Research Organization. – Vol. 1 (1976)– . – Oxford: Pergamon; Elsevier Science.
ISSN: 0306-4522
Quindicinale;
64(1995)-129(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Neuroscience letters: an International multidisciplinary journal devoted to the rapid
publication of basic research in the neurosciences. – Vol. 1 (1975)– . – Oxford: Elsevier
Science.
ISSN: 0304-3940
Settimanale;
297(2001)-372(2004);
Continua in versione online dal 2005–
The neuroscientist: reviews at the interface of basic and clinical neurosciences. – Vol. 1
(1995)– . – Thousand Oaks: Sage Publications.
ISSN: 1073-8584
Bimestrale;
2(1996)-12(2006);
Neurosurgery: official journal of the Congress of Neurological Surgeons. – Vol. 1
(1973)– . – Hagerstown: Lippincott Williams & Wilkins.
Mensile;
54(2004)-55(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Neurourology and urodynamics: the official journal of the International Continence
Society and the Society for Urodynamics and Female Urology. – Vol. 1 (1982)–
. – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 0733-2467
Bimestrale;
13(1994)-22(2003);
Continua in versione online dal 2004–
The New England journal of medicine. – 1928– . – Waltham: Massachusetts Medical
Society.
140 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
ISSN: 0028-4793
Settimanale;
Già: Boston medical and surgical journal;
328(1993)-355(2006);
News in physiological sciences: an International journal of physiology produced
jointly by the International Union of Physiological Sciences and the American Physiological
Society. – Vol. 1 (1986)-Vol. 19 (2004). – [S.l.]: International Union of Physiological
Sciences; Bethesda: American Physiological Society.
ISSN: 0886-1714
Bimestrale;
Poi: Physiology;
16(2001)-18(2003);
Paraplegia: the international journal of the spinal cord: the official journal of the
International Medical Society of Paraplegia. – Vol. 1 (1963)-Vol. 34, n. 3 (1996). – Basingstoke:
Stockton Press.
ISSN: 0031-1758
Mensile;
Poi: Spinal cord;
4(1966)-5(1967); 7(1969); 11(1973)-12(1974); 14(1976)-21(1983); 23(1985)-34(1996).
Lac. 1966-1967; 1969; 1973-1974; 1976; 1981; 1983; 1987-1989;
Pediatric neurology. – Vol. 1 (1985)– . – New York: Elsevier Science.
ISSN: 0887-8994
Mensile;
10(1994)-31(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Pediatric radiology: official journal of the European Society of Pediatric Radiology
and the Society for Pediatric Radiology. – Vol. 1 (1973)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0301-0449
Mensile;
27(1997)-33(2003);
Continua in versione online dal 2004-
Perception and psychophysics: a journal of Psychonomic Society. – Vol. 1 (1966)– .
– Austin: Psychonomic Society Inc.
ISSN: 0031-5117
8 numeri l’anno;
63 (2001)-67(2005);
Continua in versione online dal 2006–
Pharmacotherapy: the journal of human pharmacology and drug therapy: the official
journal of the American College of Clinical Pharmacy. – Vol. 1 (1981)– . – Boston:
Pharmacotherapy Publications.
ISSN: 0277-0008
Mensile;
19 (1999)–
2006 141

Sezione I
Physiological reviews. – Vol. 1 (1921)– . – Bethesda: American Physiological Society.
Trimestrale;
ISSN: 0031-9333
81(2001)-83(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Physiology: an international journal of physiology produced jointly by the International
Union of Physiological Sciences and the American Physiological Society. – Vol.
20 (2005)– . – [S.l.]: International Union of Physiological Sciences; Bethesda: American
Physiological Society.
ISSN: 1548-9213
Bimestrale;
Già: News in physiological sciences;
20 (2005);
Continua in versione online dal 2006–
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
– Vol. 1 (1915)– . – Washington, DC: National Academy of Sciences.
ISSN: 0027-8424
Quindicinale;
94(1997)-101(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological sciences. –
Vol. 76, n. 507 (1905)– . – London: The Royal Society.
ISSN: 0962-8452
Quindicinale;
Già: Proceedings of the Royal Society;
268(2001)-272 (2005);
Continua in versione online dal 2006–
Progress in neurobiology: an international review journal. – Vol. 1 (1973)– . – Amsterdam:
Pergamon; Elsevier Science.
ISSN: 0301-0082
Mensile;
48(1996)-74(2004);
Lac. 1998;
Continua in versione online dal 2005–
Progress in retinal and eye research. – Vol. 1 (1982)– . – Amsterdam: Pergamon;
Elsevier Science.
ISSN: 1350-9462
Bimestrale;
16(1997)-23(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Prosthetics and orthotics international: the journal of the International Society for
Prosthetics and Orthotics. – Vol. 1 (1977)– . – Copenhagen : International Society for
Prosthetics and Orthotics.
ISSN: 0309-3646
Quadrimestrale;
21(1997)-30(2006);
142 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Psychopharmacology. – Vol. 47 (1976)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0033-3158
Quindicinale;
Già: Psychopharmacologia;
129(1997)-170(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Psychophysiology: the international journal of the Society for Psychophysiological
Research. – Vol. 1 (1964)– . – New York: Cambridge University Press.
ISSN: 0048-5772
Bimestrale;
33(1996)-40(2003);
Lac. 1997;
Continua in versione online dal 2004–
Psycscan: Neuropsychology / American Psychological Association. – Vol. 1 (1992)-
Vol. 4 (1995). – Washington, DC: American Psychological Association.
ISSN: 1058-6660
Trimestrale;
Poi: Neuropsychological abstracts;
2(1993)-4(1995).
The radiologic clinics of North America. – Vol. 1 (1963)– . – Philadelphia: W.B.
Saunders Company.
ISSN: 0033-8389
Bimestrale;
35(1997)-41(2003);
Radiology. – Vol. 1 (1923)– . – Oak Brook: Radiological Society of North America.
ISSN: 0033-8419
Mensile;
203(1997)-229(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Rehabilitation nursing: advancing the care of persons with chronic illness and disability
across the continuum : the official journal of the Association of Rehabilitation
Nurses. – Glenview: Association of Rehabilitation Nurses.
ISSN: 0278-4807
Bimestrale;
Già: ARN journal;
24(1999)-31(2006);
Research in developmental disabilities. – Vol. 8 (1987)– . – Oxford: Pergamon; Elsevier
Science.
ISSN: 0891-4222
Bimestrale;
Deriva dalla fusione di: “ Analysis and intervention in developmental disabilities ” e
“ Applied research in mental retardation ”.
17(1996)-25(2004);
Continua in versione online dal 2005–
2006 143

Sezione I
Restorative neurology and neuroscience. – Vol. 1 (1989)– . – Amsterdam: IOS Press.
ISSN: 0922-6028
8 numeri l’anno;
5(1993)-24(2006);
Revue neurologique: organe officiel de la Société française de neurologie. – Vol. 1
(1893)– . – Paris: Masson.
ISSN: 0035-3787
Mensile;
149 (1993)–
Saggi. Child development & disabilities / Associazione La Nostra Famiglia Scientific
Institute Eugenio Medea. – Vol. 26 (2000)– . – Milano: Ghedini Libraio.
Trimestrale;
Già: Saggi. Neuropsicologia infantile psicopedagogia riabilitazione;
26 (2000)–
Saggi. Neuropsicologia infantile psicopedagogia riabilitazione / Istituto Scientifico
Eugenio Medea La Nostra Famiglia. – Vol. 1 (1975) – Vol. 25 (1999). – Milano: Masson.
Trimestrale;
Poi: Saggi. Child development & disabilities;
1(1975)-25(1999).
Lac. 1975;
Scandinavian journal of rehabilitation medicine. – Vol. 1 (1969) – Vol. 32 (2000). –
Oslo: Taylor & Francis.
ISSN: 0036-5505
Trimestrale;
Ha come supplemento: Scandinavian journal of rehabilitation medicine. Supplement;
Poi: Journal of rehabilitation medicine;
26(1994)-32(2000).
Scandinavian journal of rehabilitation medicine. Supplement. – N. 1 (1970)-
N. 40 (2000). – Oslo: Taylor & Francis.
ISSN: 0346-8720
Supplemento a: Scandinavian journal of rehabilitation medicine;
Poi: Journal of rehabilitation medicine. Supplement;
26(1994)-32(2000)30-40.
Scandinavian journal of urology and nephrology / Scandinavian Associations of
Urology and Nephrology. – N. 1 (1970)– . – Basingstoke. Taylor & Francis.
ISSN: 0036-5599
Ha come supplemento: Scandinavian journal of urology and nephrology. Supplement;
Bimestrale;
34(2000)-40(2006);
Scandinavian journal of urology and nephrology. Supplement / Scandinavian Associations
of Urology and Nephrology. – N. 1 (1968)– . – Basingstoke. Taylor & Francis.
ISSN: 0300-8886
Supplemento a: Scandinavian journal of urology and nephrology;
34(2000)-39(2005);
Continua in versione online dal 2006–
144 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Science / American Association for the Advancement of Science. – 1958– . – Washington,
DC: American Association for the Advancement of Science.
ISSN: 0036-8075
Settimanale;
263(1994)-302 (2003);
Continua in versione online dal 2004–
Science and medicine. – Vol. 3, n. 3 (1996)– . – Narberth: Science & Medicine.
ISSN: 1087-3309
Bimestrale;
Continua: Scientific American. Science and medicine
3(1996)-10(2005);
Lac.1996; 2005;
Seminars in neurology. – Vol. 1 (1981)– . – New York: Thieme Medical Publishers.
ISSN: 0271-8235
Trimestrale;
15 (1995)–
Seminars in neuroscience. – Vol. 1 (1989) – Vol. 9 (1998). – London: Academic Press.
ISSN: 1044-5765
Bimestrale;
Conosciuto come “ Seminars in the neurosciences ”: fino al vol. 8, 1996;
7(1995)-9(1998).
Skeletal radiology: journal of the International Skeletal Society: journal of radiology,
pathology and orthopedics. – Vol. 1 (1976)– . – Berlin: Springer.
ISSN: 0364-2348
Mensile;
26(1997)-32(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Sleep / American Sleep Disorders Association ; Sleep Research Society. – Vol. 1
(1978)– . – Rochester: American Academy of Sleep Medicine.
ISSN: 0161-8105
8 numeri l’anno;
17 (1994)–
Lac. 1998;
Spinal cord: the official journal of the International Medical Society of Paraplegia. –
Vol. 34, n. 4 (1996)– . – Basingstoke: Nature Publishing Group.
ISSN: 1362-4393
Mensile;
Già: Paraplegia;
34 (1996)4–,
Spine: an international journal for the study of the spine. – Vol. 1 (1976)– . – Hagerstown,
MD : Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0362-2436
Quindicinale;
28 (2003);
Continua in versione online dal 2004–
2006 145

Sezione I
Stroke: a journal of cerebral circulation / American Hearth Association. – Vol. 1
(1970)– . – Hoboken: Lippincott Williams & Wilkins.
ISSN: 0039-2499
Mensile;
11(1980)-12(1981); 24(1993)-34(2003);
Lac. 1981; 1993;
Continua in versione online dal 2004–
Synapse. – Vol. 1 (1987)– . – New York: Wiley-Liss.
ISSN: 0887-4476
Mensile;
19(1995)-50(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Thorax: the journal of the British Thoracic Society. – Vol. 1 (1946)– . – London:
BMJ Publishing Group
ISSN: 0040-6376.
Mensile;
55(2000)-58(2003);
Continua in versione online dal 2004–
Trends in cognitive sciences. – Vol. 1 (1997)– . – Oxford: Elsevier Science.
ISSN: 1364-6613
Mensile;
Chiamato anche TINS;
2(1998)-8(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Trends in neurosciences. – Vol. 1 (1978)– . – Oxford: Elsevier Science.
ISSN: 0166-2236
Mensile;
Chiamato anche: TINS;
16(1993)-27(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Trends in pharmacological sciences: including toxicological sciences. – Vol. 1
(1979)– . – Oxford: Elsevier Science.
Chiamato anche TIPS;
ISSN: 0165-6147
Mensile;
17(1996)-25(2004);
Continua in versione online dal 2005–
The urologic clinics of North America. – Vol. 1 (1974)– . – Philadelphia. W.B. Saunders
Company.
ISSN: 0094-0143
Trimestrale;
27(2000)-30(2003);
146 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
Vision research: an international journal for functional aspects of vision. – Vol. 1
(1961)– . – Oxford: Pergamon; Elsevier Science.
ISSN: 0042-6989
28 numeri l’anno;
34(1994)-44(2004);
Continua in versione online dal 2005–
Visual cognition. – Vol. 1 (1994)– . – Hove: Psychology Press.
ISSN: 1350-6285
8 numeri l’anno;
3(1996)-14(2006);
2006 147

Sezione I
Altri periodici
A
– Acta phoniatrica latina 1994-96; Lac. 1996;
– AeR: Abilitazione e Riabilitazione 1994–
– Agenda (L’) 1982-89; 1993– Lac. 1994;
– Agenzia ISSOS 1989-92; Lac. 1969-92;
– Agenzia sanitaria italiana 1995– Lac. 1995-03;
– AGI sanità 1999-04; Lac. 2001-04;
– Aias 1983-94; Lac. 1987; 1992; 1993-94;
– AIDID 1999-02;
– AINE 1994-95; Lac. 1994;
– Alt 1989-92; 1994; Lac. 1992; 1994;
– Alzheimer Italia 1998– Lac. 2001;
– Ambiente & sicurezza sul lavoro 1998-01; Lac. 1998-99; 2001;
– Anch’io 1990– Lac. 1990; 1994; 2000;
– Anche noi 1991-92;
– Anffas famiglie 1982-92;
– Anlaids notizie 1996– Lac. 1996-99;
– Annali di reumatologia 1974; 1980; 1986; 1988; Lac. 1986; 1988;
– Antiasma (L’) 1997-01;
– Anziani oggi 1992-02;
– Appunti 1990– Lac. 1999;
– Archimede 1986– Lac. 1986-87; 1989-90; 2001;
– Archivio di ortopedia 1922-43; Lac. 1932-33; 1937-38; 1940-43;
– Archivio di ortopedia e reumatologia 1981-83; 1987-88; 1993-98; 2001– Lac. 1999;
– Arcieri 1994– Lac. 1994-96; 2001-02;
– Arco 1995– Lac. 1996-97; 2000-03;
– Arco di Giano (L’) 1994– Lac. 1998-99; 2001;
– ARIN neuroricerca 1992-01; Lac. 1994-01;
– ARIS notizie 1994-2005; Lac. 1994; 1998; 2002; 2005;
– ARIS sanità 1990– Lac. 1998-2000; 2003;
– Armonie di Anni Verdi 1988-93;
– Articoli sanitari magazine 1996-98; Lac. 1998;
– AT 1990–
– Atti della Accademia Lancisiana di Roma 1957– Lac. 1961-63; 1970-71;
– Audioprotesista (L’) 1991-93;
– Auxilia 1995-01; Lac. 1995-01;
148 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
B
– Babele 1996– Lac. 1996;
– Bisturi (Il) 1999– Lac. 1999-06;
– Bollettino ARIR 199601; Lac. 1999;
C
– Caritas ambrosiana: farsi prossimo 1995-99; Lac. 1995-97;
– Cavallo handicap medicina 1991-97; Lac. 1995-97;
– Chronica dermatologica 1993-97; Lac. 1993-94;
– 50 & più 1991– Lac. 1994-95; 1999;
– Civiltà dell’amore 1995-01; Lac. 2001;
– Come stai 1995-02; Lac. 1995-02;
– Corriere dei laringectomizzati 1995-03; Lac. 1995; 1997; 2000-03;
– Corriere salute 1998–205; Lac. 1998-00; 2002;
D
– Dati INAIL 1993-95; Lac. 1995;
– De sanitate 1998-00; Lac. 1998-00;
– Difesa sociale 1978-93; Lac. 1978-93;
– Di più 1993-95; Lac. 1995;
– Discussions in neurosciences 1987-91; Lac. 1987-91;
– DM: distrofia muscolare 1976– Lac. 1977-80; 1985; 1988;
– Dolentium hominum 1986– Lac. 1989;
– Dossier Salute 1995-98; Lac. 1995-98;
– Due parole 1986-90; 1995-96; Lac. 1998; 1990;
E
– Epilessia 1981-86; Lac. 1981-86;
– Erasmo 1992-96; Lac. 1992; 1996;
– Erba musica (L’) 1995-96; Lac. 1996;
– Erre come riabilitazione 1990-01.
– European epimarker 1999– Lac. 2005;
– Eurosurveillance 1996– Lac. 2003-04;
– Excerpta medica. Section 19: rehabilitation and physical medicine 1983-85;
Lac. 1985;
F
– Federsport disabili news 1993-00; Lac. 1994; 1997-00;
– Fidia biomedical information 1988-91;
2006 149

Sezione I
– Finestra aperta 1998– Lac. 1998-04; 2006;
– Fisiatra (Il) 1988-89; Lac. 1988-89;
– Fisioterapista d.o.c. 1996-05; Lac. 1996-97; 2005;
– Focus 1996– Lac. 1996; 2003-05;
– Focus extra 1999-04; Lac. 2004;
G
– Geriatrics 1984-94; Lac. 1984-94;
– Ginnastica medica (La) 1953-59; 1968-70; Lac. 1958-59; 1968-70;
– Giornale di mesoterapia 1981-87;
– Giornale di riabilitazione 1992-94;
– Giornale italiano di medicina del lavoro ed ergonomia 1997-03; Lac. 2001-03;
– Giornale italiano di ortopedia e traumatologia 1975-95; Lac. 1993-95;
– Grandi della scienza (I) 1998-04;Lac. 1999; 2001-04;
H
– H Incontri 1984-89;
– Habilis 1992-94; Lac. 1992-93;
– Handicap e sport 1986-87; Lac. 1987;
– Handicap risposte 1986-89; 1993-01; Lac. 1988-89; 1994-98;
– HD: giornale italiano di psicologia e pedagogia dell’handicap e delle disabilità
di apprendimento 1984-88; Lac. 1984-88;
– Helios 1989-91;
– Helios flash 2 1993-95;
– Helioscope 1994-95;
– HP: Accaparlante 1990–2002; Lac. 1990-93; 1995; 2000;
I
– I care 1993– Lac. 1995; 2000;
– IDI news 1997-03; Lac. 1998; 2001-03;
– Igiene e sanità pubblica 1999-04; Lac. 1999; 2002-04;
– IL 199799; Lac. 1997; 1999;
– InformazioniRiabilitazione 1986-91; Lac. 1986-91;
– ISIS 1989-92; Lac. 1989-92;
– ISMWSF Bulletin 1991-95;
– Italian journal of intellective impairment 1992-98; Lac. 1993;
– IWBF European zone newsletter 1994-04;
150 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
J
– JAMA 1991-97; Lac. 1994; 1997;
– Journal du réseau communautaire des centres de réadaptation 1985-87; Lac.
1985-87;
K
– Kos 1991-93; Lac. 1991-93;
L
– Lancet (The) (Ed. it.) 1994-96; Lac. 1994-96;
– Lega italiana contro l’epilessia. Bollettino 1976– Lac. 1978; 1983; 1986; 1993-
97; 2002;
– Lettere sullo sviluppo 1994-99; Lac. 1996; 1999;
– Linea 1991-97; Lac. 1995; 1997;
– Linguaggio (Il) 1987-91; Lac. 1987-91;
– Logopedia contemporanea 1993-96;
M
– Macchina del tempo (La) 2001– Lac. 2002-06;
– Massofisioterapista (Il) 1987-94;
– Mecosan 1996-02; Lac. 1997; 1999-00;
– Medical letter on drugs and therapeutics (The) 1997-00; Lac. 1997-00;
– Medical tribune 1993-94; Lac. 1993-94;
– Medicina ortopedica 1987-90; Lac. 1987-90;
– Medicina psicosomatica 1978-87; Lac. 1980-81;
– Medico ospedaliero (Il) 1995-2002; Lac. 1995; 2000-02.
– Medico ospedaliero e del territorio (Il) 2003– Lac. 2003-04; 2006;
– Mentseekhang 1994– Lac. 1994; 1997; 2001; 2004-05;
– Mobilità 1992-94; 1999– Lac. 1994; 1999; 2004-06;
– Mondo sanitario 1994-01; Lac. 1998-01;
– Monitor 2002-
– Motus 1990-93; Lac. 1990-93;
– Movimento, salute e bellezza 1995-96;
– Musica e terapia 1994-2001;
N
– Network neuroepidemiologico nazionale. Newsletter 1995-96; Lac. 1996;
– Neurogastroenterologia 1996– Lac. 1996; 1999; 2002;
– Neurology news 1998-99; Lac. 1998-99;
2006 151

Sezione I
– Newsletter di neuroscienze 1996-98;
– Newton oggi 1998– Lac. 2002-05;
– NINS: New issues in neurosciences 1988-90;
– Nostra famiglia (La) 1981-88; Lac. 1981-83;
– Nostra presenza (La) 1994– Lac. 1994-95;
– Notiziario AITN 1996– Lac. 1998; 2001;
– Notiziario ANIRE 1982-83; 1988-89; Lac. 1988-89;
– Notiziario ANSPI 1977-80;
– Notiziario CIN 1992-94;
– Notiziario dell’Associazione Italiana Paraplegici 1985– Lac.1987; 2005;
– Notiziario dell’Istituto Superiore di Sanità 1993– Lac. 1996; 2002-06;
– Notiziario FISHA 1981-83;
– Notiziario INCA 1992-00; Lac. 1998;
– Nuovo medico d’Italia (Il) 1998– Lac. 1998;
O
– Oasi informa 1999-04; Lac.1999; 2003-04;
– Oncologia europea 1999– Lac.2004;
– Organizzazione sanitaria 2000-01; Lac. 2001;
– Orizzonte medico 1994-00; Lac. 2000;
– Ortopedia tecnica 1987-90; Lac. 1990;
– Ortopedici e sanitari 1986-02; Lac. 1989-02;
– Ospedali della vita (Gli) 2000–
– Ospedalità privata 1992– Lac. 1997-00; 2003;
P
– Pagine di psicomotricità 1989-03; Lac. 1994;
– Panorama della sanità 1995– Lac. 2004-2006;
– Paracadute (Il) 1995-97; Lac. 1997;
– Paraplégie 1977-92; Lac. 198992;
– Partecipazione 1977-79; 1982-00; Lac. 1977; 1982-83; 1989; 1995; 1998-00;
– Piccoli quaderni di riabilitazione 1992-96;
– Piscine oggi 1992– Lac. 1997; 2005-06;
– P.N. Paraplegia News 1993– Lac. 1993; 1997; 2003-2005;
– Podologo in medicina (Il) 1998– Lac. 1998; 2000; 2004-2005;
– Polso (Il) 1990-94; Lac. 990; 1994;
– Previdenza sociale 1985-90; Lac.1985-87;
– Prisma 2002-04; Lac. 2002; 2004;
152 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
– Progettare per la sanità 1992– Lac. 1994-98; 2002-04;
– Progetto salute 1995-00; Lac. 1995-96;
– Prospettive assistenziali 1995– Lac. 1995; 1998-99;
– Punto di vista 1995-98; Lac. 1995; 1998;
Q
– Quaderni AITR 1993-01; Lac. 1993-96; 1998-01;
– Quaderni di Panorama della sanità (I) 1995-97;
– Quaderni di Villa Sandra 1990–
– Quark 2001– Lac. 2001; 2004-2006;
R
– Ragiusan 1984-00; 2002; Lac. 1985; 1994-95; 1997; 2001;
– Rassegna di psicologia 1984-92; Lac. 1984-92
– Rassegna stampa handicap 1985-89; Lac. 1986-89;
– Regione news (La) 2000– Lac. 2000-01; 2004-06;
– Repubblica (La) Salute 1998–
– Res 1993-97; Lac. 1996;
– RES: risposte esperienze servizi 1992; Lac. 1992;
– Rete (La) 1992– Lac. 1996; 1999; 2001; 2004;
– Reumatologia oggi 1989-91; Lac. 1989-91;
– Riabilitazione (La) 1990-01; Lac. 1991;
– Riabilitazione e apprendimento 1984-91; Lac. 1989; 1991;
– Riabilitazione oggi 1984– Lac. 1984; 1989;
– Ricerca in riabilitazione 1992-96;
– Ricerca Rorche 1999– Lac. 1999;
– Ricerche/Ministero della Sanità 1999-01; Lac. 2000;
– Rivista degli articoli sanitari (La) 1988-95; Lac. 1988-95;
– Rivista degli infortuni e delle malattie professionali 1995-99; Lac. 1999;
– Rivista del tennistavolo (La) 1994-01; Lac. 1994-95; 2000;
– Rivista del volontariato 1994-05; Lac. 1997-01; 2003-05;
– Rivista di diritto sportivo 1994-99; Lac. 1997-98;
– RL. Regione Lazio 1994-95;
– Roma città solidale 1996-01; Lac. 1996-99; 2001;
– Rosa blu (La) 1993-99;
– RSS. Ricerca sui Servizi Sanitari 1997-98; Lac. 1998;
– Ruota libera 1988– Lac. 1988-92; 1994; 1997-98; 2001;
2006 153

Sezione I
S
– S. Stefano 1995-98; Lac. 1997-98;
– Salve 1995-00; Lac. 1996; 1998-00;
– Sanare Infirmos 1988-95;
– Scienza & business 1999–2003; Lac. 1999; 2002-03;
– Scienza e vita 1996-98; Lac. 1996-98;
– Scienza nuova 1998;
– Scienze (Le) 1969-90; 1996– Lac. 1969; 1975; 1978-79; 1981; 1983; 1987; 1989-
90; 1996-97; 2000; 2001-06;
– Scienze dossier (Le) 1999– Lac. 2002;
– Scienze motorie (Le) 1994– Lac. 1994; 1996; 2001;
– Scienze (Le). Quaderni 1997-02; Lac. 1997; 2001-02;
– Segreto di Pulcinella (Il) 1989-92; Lac. 1989-92;
– Sindrome di Down 1984-87;
– Sindrome Down notizie 1980– Lac. 1989-92; 1997-98; 2003;
– Sirene 2000-04; Lac. 2001; 2003-04;
– Sole 24 ore (Il). Sanità 1998– Lac. 2004-06;
– Sordudente (Il) 1995-99; Lac. 1996-99;
– Spazio 1991– Lac. 1994-95; 1999; 2002-03;
– Spine news 1992-01; Lac. 2000;
– Sport e medicina 1986-90; 1994-03; Lac. 1986-90; 1997; 2003;
– Sport italiano 1994-99;
– Sporthandicap 1985-90; Lac. 1990;
– Sports ’n spokes 1992– Lac. 2003-04;
– Stampa medica 1985-94; Lac. 1985-94;
– Starbene 1995– Lac. 1997-02;
– Subvedente (Il) 1995– Lac. 2002-03;
T
– Tecnica ospedaliera 1975-03; Lac. 1975-81; 1984; 1986-87; 1990-91; 1996-98;
2001-03;
– Tecnologie biomediche 1988-94; Lac. 1988-90; 93-94;
– Telemed 1993-97; Lac. 1993-97;
– Tempinuovi 1984-88; 1993-00; Lac. 1984-88; 1993-95; 1997-00;
– Tendenze nuove 1999–
– THI 1985-92; Lac. 1985; 1989-92;
– TOI: Tecnica ortopedica internazionale 1991– Lac. 1998; 2005;
– Trilli nell’azzurro 1991– Lac. 1993-94; 2006;
– Turismo per tutti = Tourism for everybody 1993-99; Lac. 1999
154 2006

Servizio di documentazione e biblioteca
U
– Unione e la voce (L’) 1991– Lac. 1997; 2000-04;
– Università ricerca 1993-94; Lac. 1993;
– Uomo domani 1988-94; Lac. 1988-94;
– UP: Unione parkinsoniani 1995–
V
– Vento sociale 1995-00; Lac. 1997-00;
– Vita 1996-98; Lac. 1996-98;
– Vita indipendente news 1998-02;
– Viver sani & belli 1995-99; Lac. 1995-99;
2006 155

SEZIONE II

Collaborazioni
scientifiche

Sezione II
L’Istituto S. Lucia da molti anni ha sviluppato con Università,
altri IRCCS e varie Istituzioni (italiane e straniere) accordi formali
e informali di collaborazione. Di seguito ne vengono riprodotti
alcuni stipulati nel corso del 2006.
Le principali collaborazioni scientifiche in atto sono con:
– Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Facoltà di Medicina: Cattedre
di Ematologia, Genetica Umana, Anatomia e Istologia Patologica,
Neurologia, Radiologia, Urologia, Neurochirurgia, Chirurgia Vascolare, Dermatologia,
Igiene e Medicina Preventiva, Chimica Biologica, Fisiologia
applicata, Neurofisiopatologia, Biochimica Clinica, Dipartimento di Medicina
Interna. Facoltà di Ingegneria: Dipartimento di Informatica, Sistemi e
Produzione.
– Università degli Studi di Roma La Sapienza, Facoltà di Medicina:
Dipartimento di Scienze Neurologiche, IV Cattedra di Clinica Otorinolaringoiatrica,
Istituto di Fisiologia Umana. Dipartimento di Genetica e Biologia
Molecolare, Cattedra di Psicobiologia. Dipartimento di Psicologia. Scuola di
Specializzazione in Neurologia. Dipartimento di Otorinolaringoiatria, Audiologia
e Foniatria. Dipartimento di Fisiologia Umana e Farmacologia.
– Terza Università degli Studi di Roma, Facoltà di Scienze della Formazione.
– Università degli Studi di Torino, Facoltà di Medicina: Dipartimento di
Neuroscienze. Dipartimento di Psicologia.
– Università degli Studi di Milano-Bicocca: Dipartimento di Psicologia.
– Università degli Studi di Udine, Facoltà di Scienze della Formazione.
– Università degli Studi di Perugia, Facoltà di Medicina: Dipartimento di
Scienze Chirurgiche.
– Università degli Studi di Catanzaro Magna Grecia: Scuola di Specializzazione
in Medicina Fisica e Riabilitazione.
– Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma: Istituto di Neurologia.
– Libero Istituto Universitario Campus Biomedico.
– Università degli Studi di Brescia: Clinica Neurologica; Dipartimento di
Scienze Biomediche e Biotecnologie, Sezione di Farmacologia, Tossicologia e
Terapia Sperimentale.
– Università degli Studi dell’Aquila: Dipartimento di Storia e Metodologie
Comparate; Dipartimento di Medicina Interna e Sanità Pubblica.
– Università degli Studi di Napoli Federico II: Dipartimento di Scienza
delle Comunicazioni Umane.
– Università degli Studi di Camerino: Cattedra di Anatomia Umana, Istituto
di Farmacologia, Farmacognosia e Tecnica Farmaceutica.
– Università degli Studi di Parma: Dipartimento di Neuroscienze.
160 2006

Collaborazioni scientifiche
– Università degli Studi G. D’Annunzio, Chieti: ITAB (Istituto Tecnologie
Avanzate Biomediche).
– Università degli Studi di Teramo: Dipartimento di Scienze Biomediche
Comparate.
– Istituto Universitario di Scienze Motorie (IUSM), Roma.
– Università degli Studi della Tuscia: Dipartimento di Scienze Ambientali.
– Università degli Studi di Verona: Dipartimento di Scienze Neurologiche e
della Visione.
– University of California, San Diego (USA): Center for Research in
Language.
– Harvard University, Cambridge (USA): Department of Psychology.
– Yale University School of Medicine: Center for Neuroscience and Regeneration
Research.
– Università di Witten Herdecke (Germania).
– Università di Innsbruck (Austria): Clinica Neurologica.
– Université de Toulouse – Le Mirail (Francia): Laboratoire Jacques Lordat.
– Ludwig Maximilian Universität, München (Germania).
– Universitat Politècnica de Catalunya: Department de Lenguatges i
Sistemes Informàtics.
– Massachusets Institute of Technology (MIT): Laboratory of Motor
Control of the Department of Brain and Cognitive Sciences.
– Max Planck Institute for Biophysical Chemistry: Department of Cellular
Biochemistry.
– Cuban Neuroscience Center (CNC).
– European Brain Research Institute (EBRI).
– Heinrich Heine University of Dusseldorf (Germania): Istituto di anatomia.
– Laboratoire de Physiologie de la Perception et de l’Action, CNRS –
Collège de France.
– IKN (Institute für Klinische Neurochirurgie).
– Centro Internacional de Restauracion Neurologica CIREN – Habana
(Cuba).
– Centro Nacional de Rehabilitacion “ Julio Díaz ” – Habana (Cuba).
– Consiglio Nazionale delle Ricerche
– Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione (ISCT-CNR).
– Istituto Superiore di Sanità.
– Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro (ISPESL).
– Istituto Nazionale della Nutrizione.
– Istituto di Scienza dello Sport del Comitato Olimpico Nazionale Italiano.
2006 161

Sezione II
– ENEA Settore Robotica, Informatica Avanzata e Metodologia dell’Ingegneria
del Dipartimento Innovazione; Servizio Centralizzato Informatica e
Reti (INFO).
– IRCCS Fondazione Salvatore Maugeri, Pavia.
– IRCCS Fondazione C. Mondino.
– Ospedale Pediatrico Bambino Gesù IRCCS, Roma.
– Istituto Nazionale di Ricovero e Cura per Anziani (INRCA) IRCCS, Roma.
– Agenzia di Sanità Pubblica della Regione Lazio.
– Ospedale Fatebenefratelli Isola Tiberina, Roma.
– ASL RM/F (Civitavecchia).
– ASL 1 Umbria (Città di Castello – Perugia).
– ASL Frosinone.
– Museo storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “ E. Fermi ” di Milano.
– Istituto Zooprofilattico sperimentale delle Regioni Lazio e Toscana.
– Dipartimento della Pubblica Sicurezza: Direzione Centrale di Sanità.
– IWBF (International Wheelchair Basketball Federation).
– Associazione Stampa Medica Italiana (ASMI).
– Associazione Italiana Terapisti della Riabilitazione (AITR).
– Associazione Italiana dei Terapisti Occupazionali (AITO).
– Kell s.r.l.
– Unione Italiana Lotta alla Distrofia Muscolare (UILDM) sezione Laziale.
– Fondazione Telethon.
162 2006

Collaborazioni scientifiche
PROTOCOLLO D’INTESA
TRA
il Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Scienze e Tecnologie
della Cognizione, di seguito denominato ISCT-CNR, con sede in Roma, via
San Martino della Battaglia 44, C.F. 80054330586 e P. IVA 02118311006, rappresentato
del Direttore, Prof. Cristiano Castelfranchi
E
la Fondazione Santa Lucia IRCCS, di seguito denominata “ Santa Lucia ”,
con sede in Via Ardeatina, 306, 00179 Roma, C.F. 97138260589, P. IVA
05692831000, rappresentata dal Direttore Generale, Dr. Luigi Amadio.
PREMESSO CHE
– tra l’ISTC-CNR e la Santa Lucia sono intercorse relazioni informali, in
accordo con le finalità e le attività delle due organizzazioni, che hanno messo
in evidenza la complementarietà dei due Enti nel settore della ricerca sulla
qualità dei servizi;
– è nell’interesse di entrambi gli Enti sviluppare una collaborazione per
azioni di ricerca, di alta formazione e di diffusione in questo settore, finalizzate
allo studio, all’individuazione e alla programmazione di iniziative da proporre
e realizzare in modo congiunto.
SI CONVIENE E SI STIPULA QUANTO SEGUE
Art. 1 – Le premesse sono parte integrante del presente Protocollo.
Art. 2 – L’obiettivo del presente Protocollo d’Intesa è quello di promuovere
interventi indirizzati all’implementazione di elementi ambientali che facilitino
la comprensibilità e l’accessibilità dell’ospedale da parte delle diverse figure di
utenti, contribuendo in tal modo a rendere la struttura più accogliente e complessivamente
attenta al benessere psicologico dei suoi fruitori. Nel periodo di
vigenza del presente Protocollo tale obiettivo sarà perseguito attraverso le attività
riportate nell’allegato tecnico.
Art. 3 – Le attività attinenti il presente Protocollo saranno svolte presso la
sede dell’ISTC-CNR e presso la sede della Santa Lucia, con personale ed
attrezzature messe a disposizione dai due Enti.
Art. 4 – Responsabili per le attività previste nell’ambito del Protocollo
sono: per 1’ISTC-CNR: Dr.ssa Olga Capirci; per la Santa Lucia: Dr. Antonino
Salvia.
Art. 5 – L’ISTC-CNR e la Santa Lucia hanno diritto di comunicare per i
propri fini istituzionali (pubblicazioni, comunicazioni a convegni, etc.) l’esistenza
del presente Protocollo. Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi,
con relazioni o comunicazioni aventi per oggetto il materiale prodotto
2006 163

Sezione II
dalla collaborazione, conterranno le indicazioni di entrambe le parti contraenti,
essendo i risultati delle attività di cui al presente atto di comune proprietà.
Qualora dall’attività di collaborazione emergessero risultati degni di
protezione brevettuale, le parti procederanno alla stipula di un accordo separato
che regolerà gli ulteriori rapporti.
Art. 6 – Le attività del personale a disposizione per gli scopi del presente
Protocollo sono regolate dalle norme vigenti per ciascun Ente di appartenenza.
Questi cureranno inoltre, per il proprio personale, gli adempimenti in
materia di sicurezza e salute dei lavoratori sul luogo di lavoro con particolare
riguardo alla sorveglianza sanitaria ed assicurativa contro gli infortuni (D.L.
626/94).
Art. 7 – Per lo svolgimento delle attività previste dal seguente Protocollo,
la Santa Lucia si farà carico del costo di eventuali interventi e verserà inoltre
il contributo di Euro 6.500 in un’unica soluzione all’ISTC-CNR, entro 30
giorni dalla data di sottoscrizione del presente atto. L’ISTC-CNR si farà carico
delle spese connesse alla raccolta ed elaborazione dei dati.
Art. 9 – Il presente Protocollo avrà durata di un anno a partire dalla data
di sottoscrizione del presente atto. Le parti potranno recedere dallo stesso,
comunicandolo in forma scritta, con un preavviso di almeno 40 giorni.
Art. 10 – Eventuali controversie che dovessero sorgere tra i due Enti
saranno risolte di comune accordo, anche avvalendosi di soggetti terzi. In
ogni caso, si stabilisce che il Foro di competenza è quello di Roma.
Roma, 24 Marzo 2006
Per il Consiglio Nazionale delle Ricerche
Il Presidente
Cristiano Castelfranchi
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
164 2006

Collaborazioni scientifiche
ACCORDO DI COLLABORAZIONE SCIENTIFICA
TRA
la Sezione Laziale della U.I.L.D.M. - Unione Italiana Lotta alla Distrofia
Muscolare - (di seguito anche UILDM) - Onlus, Centro “ Giulia Testore ”, in
persona del suo Presidente, Dott. Marcello Tomassetti, con sede in Roma, Via
Prospero Santacroce, 5, da una parte
E
la Fondazione Santa Lucia (di seguito anche Fondazione), Istituto di Ricovero
e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS), con sede in Roma, Via Ardeatina,
306, rappresentata dal Direttore Generale Dott. Luigi Amadio, dall’altra.
PREMESSO CHE
1. UILDM, tra i propri fini istituzionali, annovera anche quello di offrire il
proprio contributo alla divulgazione della conoscenza dei problemi relativi
alla distrofia muscolare sia a livello d’opinione pubblica che attraverso gli
operatori sociali e sanitari; nonché quello di contribuire alla promozione,
incentivazione, organizzazione ed effettivo svolgimento della analisi e ricerca
scientifica sulla distrofia muscolare e sulle altre malattie neuromuscolari;
2. UILDM possiede macchinari e apparecchiature idonee al funzionamento
di un Laboratorio di Genetica Molecolare ed ha, fra i suoi dipendenti, personale
specializzato già impiegato nel suddetto Laboratorio;
3. la Fondazione (IRCCS) persegue finalità di ricerca nel campo biomedico e
nel campo della organizzazione e gestione dei servizi sanitari; e ha, fra i propri
fini istituzionali, quello di contribuire allo sviluppo degli studi e della
ricerca scientifica, con particolare riguardo alle malattie neuromuscolari;
4. la Fondazione è dotata di una struttura sanitaria di livello primario al cui
interno si trovano già diversi laboratori di ricerca;
5. è nell’interesse di entrambe le parti sviluppare una collaborazione nel
campo della ricerca, dell’aggiornamento professionale e della sperimentazione
di nuove attività tecnico-scientifiche, riferite in particolare alla distrofia
muscolare e, in genere, alle malattie neuromuscolari;
6. in tale ambito le attività di ricerca, studio e analisi di cui al presente
accordo assumono la connotazione di collaborazione scientifica e sanitaria.
SI CONVIENE E SI STIPULA QUANTO SEGUE
Art. 1 – Le premesse e gli allegati formano parte integrante e sostanziale
del presente atto.
Art. 2 – Scopo del presente accordo è quello di utilizzare le risorse e le
competenze di entrambe le parti, con l’obiettivo di reciproco scambio delle
esperienze maturate e maturande nell’ambito della prevenzione, della diagnostica
e della ricerca della distrofia muscolare e delle malattie neuromuscolari.
2006 165

Sezione II
Il raggiungimento di tale scopo sarà perseguito attraverso l’installazione,
all’interno dell’Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico della Fondazione,
del Laboratorio di Genetica Molecolare della UILDM.
Art. 3 – Responsabili scientifici del presente accordo sono:
– per la UILDM: Dott.ssa Giuliana Galluzzi;
– per la Fondazione: Prof. Carlo Caltagirone.
Art. 4 – La tipologia delle attività che la UILDM si propone di eseguire è,
a titolo esemplificativo, la seguente:
a) attività diagnostica, anche prenatale della distrofia muscolare e delle
malattie neuromuscolari;
b) realizzazione e partecipazione a progetti di ricerca e iniziative di carattere
sia scientifico sia divulgativo;
c) corsi di aggiornamento e formazione per il personale delle professioni
sanitarie rivolte sia al personale della Fondazione che ai dipendenti UILDM
e/o a terzi;
d) ricerca, assistenza e fornitura di ausili per la disabilità.
Art. 5 – Il responsabile del Laboratorio di Genetica Molecolare e i suoi
collaboratori saranno tutti designati dalla UILDM e assunti alle proprie
dirette dipendenze, con ogni conseguente obbligo nascente dalla legge o dal
contratto. In ogni caso, previo accordo fra i Responsabili Scientifici delle
parti, sarà consentito l’accesso presso il Laboratorio di Genetica Molecolare
anche al personale della Fondazione.
Art. 6 – Gli atti relativi a qualsivoglia attività svolta all’interno del Laboratorio
di Genetica Molecolare saranno documentati su carta recante intestazione
della Fondazione S. Lucia e della UILDM, con espresso riferimento al
presente accordo, e saranno sottoscritti dal Direttore del Laboratorio di Genetica
Molecolare o da un suo diretto delegato.
Art. 7 – La UILDM provvederà a fornire al Laboratorio, a propria cura e
spese, tutto il materiale di consumo necessario e idoneo allo svolganento delle
attività svolte al suo interno, sulla base del badget annuale redatto sotto la
responsabilità del Direttore del Laboratorio della UILDM in accordo con il Consiglio
Direttivo.
Provvederà, altresì, alla manutenzione, riparazione e/o sostituzione di tutte le
apparecchiature e i macchinari presenti all’interno del Laboratorio di sua esclusiva
proprietà e riportati nell’elenco allegato al presente accordo.
Art. 8 – La Fondazione provvederà a fornire il Laboratorio di banconi di
lavoro, e delle attrezzature di base. Potrà, altresì, installare apparecchiature e
macchinari propri, concedendone l’uso anche alla UILDM e provvedendo alla
loro manutenzione, riparazione e/o sostituzione.
Art. 9 – Il Laboratorio di Genetica Molecolare sarà condotto secondo le
linee tracciate da UILDM di concerto con il proprio Consiglio Direttivo e
coerentemente con gli scopi istituzionali delle parti.
166 2006

Collaborazioni scientifiche
Art. 10 – Le parti si impegnano a promuovere e divulgare le iniziative di
carattere scientifico scaturenti dal presente accordo.
Art. 11 – I proventi delle affinità di analisi e diagnosi eseguite dal Laboratorio
di Genetica Molecolare, in regime di accreditamento presso il SSN
che la Fondazione si obbliga a richiedere alle competenti autorità a tal fine,
spetteranno alla UILDM nella misura dell’85%, mentre il residuo spetterà
esclusivamente alla Fondazione, a titolo di rimborso delle spese di gestione e
amministrative sostenute per il funzionamento e la gestione del Laboratorio
di Genetica Molecolare.
Art. 12 – Le spese di gestione e amministrazione a carico della Fondazione
indicate nel precedente articolo comprendono: tutte le utenze (luce,
telefono, ecc.), segreteria, pulizia dei locali, manutenzione ordinaria e straordinaria,
sorveglianza, smaltimento dei rifiuti.
Art. 13 – La Fondazione garantirà, per il periodo di durata del presente
accordo, al personale della UILDM l’uso e il godimento di una stanza di studio
al di fuori del Laboratorio, attrezzata anche per potere ricevere i pazienti.
Art. 14 – Il personale direttivo appartenente ai vertici scientifici e sanitari
della Fondazione e/o i loro delegati avrà diritto ad accedere all’archivio della
UILDM inerente il laboratorio, nel quale saranno contenuti tutti i referti e i
risultati delle analisi e degli studi effettuati all’interno del Laboratorio, a partire
dalla stipula del presente accordo.
Art. 15 – Le parti si impegnano a favorire la condivisione delle esperienze
scientifiche e professionali conseguite dai rispettivi dipendenti e consulenti
nell’ambito dell’attività di studio, ricerca e diagnostica oggetto del
presente accordo.
Il personale della UILDM impiegato stabilmente nel Laboratorio di Genetica
Molecolare, avrà diritto di usufruire dei servizi della Fondazione con le
stesse modalità previste per il personale dipendente della Fondazione Santa
Lucia.
Il personale di ciascuna delle parti è tenuto ad uniformarsi per l’esecuzione
delle attività di collaborazione, ai regolamenti disciplinari, di sicurezza
e di protezione sanitaria in vigore presso la struttura ospitante.
Art. 16 – La Fondazione si impegna ad indicare, mediante apposita
segnaletica posta sia all’interno sia all’esterno dell’Istituto, l’ubicazione del
Laboratorio di Genetica Molecolare della UILDM.
Art. 17 – Ciascuna delle parti provvederà a dotarsi di idonea copertura
assicurativa per la Responsabilità Civile per i danni a cose e persone che
il proprio personale eventualmente potrà causare nell’espletamento delle
attività.
Art. 18 – Il presente Accordo ha la durata di quattro anni dalla data della
stipula e può essere soggetto a proroga e/o rinnovato, salvo l’esercizio del
legittimo diritto di recesso, regolato dal successivo art. 19.
2006 167

Sezione II
Art. 19 – Ciascuna delle parti potrà recedere dalla presente convenzione
con un preavviso di un anno, da comunicare all’altra parte a mezzo di raccomandata
a/r.
Art. 20 – La Fondazione dichiara che, ove la UILDM dovesse determinare
la devoluzione del Laboratorio di Genetica Molecolare ad una fondazione
costituita a tale scopo, acconsentirà al trasferimento degli effetti del presente
accordo in capo ad essa.
Roma, 30 Maggio 2006
Per la Sezione Laziale della U.I.L.D.M.
Il Presidente
Marcello Tomassetti
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
168 2006

Collaborazioni scientifiche
CONVENZIONE INTEGRATIVA
TRA
il Museo storico della fisica e Centro di studi e ricerche “ Enrico Fermi ”
in prosieguo denominato “ Centro ”, con sede in Roma, Via Panisperna n. 89
(compendio Viminale), codice fiscale n. 97214300580, rappresentato dal Presidente,
Prof. Antonino Zichichi, nato a Trapani il 15 ottobre 1929, domiciliato
per la sua carica presso la sede del Centro, ed autorizzato alla stipula del presente
atto dal Consiglio di Amministrazione nella seduta del 23 marzo 2006
E
la Fondazione Santa Lucia, di seguito denominata “ Fondazione ”, Istituto di
Ricovero e Cura a Carattere Scientifico, con sede in Roma, Via Ardeatina
n. 306, rappresentata dal Presidente Sig.ra Albina Brutti, nata a Rosola (AN) il
4 settembre 1921, per la sua carica domiciliata presso la sede della Fondazione.
PREMESSO CHE
– con legge 15 marzo 1999, n. 62 è stata disposta la trasformazione dell’Istituto
di fisica in Via Panisperna in Museo storico della fisica e Centro di studi
e ricerche “ Enrico Fermi ”;
– con Decreto n. 59/2000 pubblicato sulla G.U. n. 63 del 16 marzo 2000 è
stato adottato il regolamento recante istituzione del Centro;
– l’art. 1, comma 3 del predetto Decreto n. 59/2000 prevede che all’attività dell’ente
concorrono, tramite rapporto convenzionale, con apporto scientifico e
con eventuali contributi finanziari, università ed istituzioni di ricerca pubbliche
e private, italiane e straniere;
– con deliberazione n. 1(06) dell’8 febbraio 2006 il Consiglio di Amministrazione
del Centro ha approvato il piano di attività per il triennio 2006-2008, fra
l’altro contenente il Progetto “ Risonanza magnetica e sue applicazioni allo
studio della funzione cerebrale ” (di seguito denominato “ Progetto ”);
– è nell’interesse di entrambi gli enti collaborare nei campi della ricerca,
dell’aggiornamento professionale e della sperimentazione tecnico scientifica;
– tra il Centro e la Fondazione si è manifestato in particolare il comune
interesse di sviluppare congiuntamente attività di ricerca e collaborazione
scientifica volte alla realizzazione del Progetto;
– le linee di ricerca previste nel Progetto sono congruenti con le attività istituzionalmente
svolte dalla Fondazione;
– nell’ambito dell’attuazione del Progetto, è prevista l’acquisizione di
strumentazione avanzata, specificamente destinata allo studio della funzionalità
cerebrale, che ne costituisce la necessaria premessa operativa;
– la Fondazione, nel rispetto della normativa che regola la propria amministrazione,
intende contribuire per tutta la durata dell’accordo, sia con proprio
2006 169

Sezione II
personale tecnico e scientifico anche in affiancamento a personale od esperti
del Centro e di altri soggetti pubblici e privati eventualmente coinvolti, sia con
locali, strutture e servizi strettamente indispensabili per ospitare le attrezzature
e le risorse umane impiegate per l’esecuzione delle prestazioni previste
dal presente accordo;
– Centro e Fondazione hanno stipulato una convenzione-quadro, in corso di
validità.
SI STIPULA E SI CONVIENE QUANTO SEGUE
Art. 1 – Le premesse formano parte integrante del presente atto.
Art. 2 – Scopo del presente accordo è quello di coordinare l’utilizzo di
risorse e competenze esistenti presso gli enti contraenti, con l’obiettivo di istituire
un Laboratorio di metodologie avanzate per lo studio della funzionalità
cerebrale tramite Risonanza Magnetica Nucleare e tecniche compatibili (di
seguito denominato “ Laboratorio ”).
Art. 3 – Il Centro e la Fondazione convengono su un accordo di cooperazione,
concernente il Progetto, nell’ambito del quale si impegnano ad operare
congiuntamente su temi comunicati alla Fondazione tramite la Commissione
di cui all’Art. 8.
Le parti si impegnano a mantenere contatti, sia diretti che indiretti, per lo
scambio e la discussione di tutte le osservazioni effettuate, così da favorire
il miglior sviluppo degli studi e delle ricerche oggetto della presente convenzione.
A tal fine saranno previsti periodici incontri, previo accordo tra i responsabili
scientifici di cui all’Art. 8.
Art. 4 – Al Centro spetta l’organizzazione operativa del lavoro e la gestione
del Progetto. Le revisioni periodiche del Progetto sono comunicate alla
Fondazione tramite la Commissione mista.
Art. 5 – I risultati sinora ottenuti dal Centro nell’ambito dell’attuazione
del Progetto e le specifiche caratteristiche della ricerca avanzata rendono
necessaria una sede sperimentale ed una opportuna dotazione di strumentazione
NMR ad alto campo. La Fondazione concede gli spazi individuati nella
mappa allegata, che costituiranno la sede per il Laboratorio.
La sede del Laboratorio sarà allestita per fasi successive e concordate.
Le modalità di accesso alla sede del Laboratorio saranno concordate fra
Fondazione e Centro, tenendo conto delle esigenze delle attività di ricerca.
Art. 6 – Il Centro potrà dislocare, presso i locali assegnati al Laboratorio,
attrezzature scientifiche di sua proprietà, da impiegare nell’ambito del
Progetto.
Il Centro gestirà in autonomia l’uso di tale strumentazione mediante personale
proprio o comunque di propria fiducia.
Eventuali acquisizioni congiunte di strumentazione scientifica saranno
oggetto di apposita convenzione o accordo.
170 2006

Collaborazioni scientifiche
Art. 7 – Sono a carico della Fondazione:
– Gli oneri manutentivi dei locali del Laboratorio, ivi comprese le forniture
elettriche, telefoniche, di servizi internet.
– Gli oneri legati all’allestimento degli ambienti e dei servizi ed al relativo
attrezzaggio tecnico finalizzato a renderli idonei all’uso specifico cui
andranno destinati.
Sono a carico del Centro:
– Tutte le spese destinate alla manutenzione ordinaria e straordinaria di
strumentazione propria.
Art. 8 – L’attuazione generale del presente accordo ed in particolare il
coordinamento delle attività previste all’Art. 3 e all’Art. 4 sono affidati ad una
Commissione mista composta da un membro designato dal Centro e da un
membro designato dalla Fondazione.
La Commissione ha il compito di:
a) favorire, stimolare e verificare l’attuazione del presente accordo ed il
rispetto di quanto in esso previsto;
b) individuare nuove attività di ricerca da proporre al Centro, che ha
facoltà di accoglierle nel Progetto;
c) valutare e proporre ai due Enti contraenti eventuali modifiche a questo
accordo.
I membri della commissione ricoprono il ruolo di responsabili scientifici
per l’attuazione del presente accordo e sono:
Per il Centro: Prof. Bruno Maraviglia;
Per la Fondazione: Prof. Carlo Caltagirone.
Ciascun ente può sostituire il proprio responsabile, dandone comunicazione
alla controparte.
Art. 9 – I contraenti si danno reciproco atto che la tipologia di ricerche da
condursi nell’ambito del Laboratorio richiede un’ampia rete di collaborazioni
nazionali ed internazionali.
Il Centro potrà quindi avvalersi delle facilities di pertinenza del Laboratorio
dislocate presso la Fondazione anche nell’ambito di ricerche svolte in
collaborazione con altri enti, nell’ambito del Progetto. Tali collaborazioni
saranno tuttavia comunicate alla Fondazione tramite la Commissione
mista.
La Fondazione dichiara in linea di principio il proprio interesse a partecipare
ad ulteriori accordi con istituzioni di ricerca nazionali ed internazionali
che il Centro vorrà proporre.
Art. 10 – Ciascuno dei contraenti provvederà alla copertura assicurativa
per il proprio personale che verrà chiamato a frequentare le sedi ed i locali
dell’altro contraente.
Allo stesso modo, ciascuna parte si impegna alla formazione ed informazione
del proprio personale riguardo ai rischi derivanti dallo svolgimento
2006 171

Sezione II
delle attività ed a tutti gli obblighi di legge di cui alla L. 626/94 e successive
modificazioni.
La Fondazione si dichiara disponibile ad ottemperare per conto del Centro
agli obblighi di legge in materia di sorveglianza sanitaria del personale
sotto contratto del Centro Fermi chiamato a frequentare il Laboratorio. Per
ogni soggetto sottoposto a vigilanza, il Centro corrisponderà alla Fondazione
un rimborso annuale pari alle spese vive sostenute dalla Fondazione, da quantificarsi
con separato accordo.
Art. 11 – I risultati delle ricerche e degli studi svolti in collaborazione
secondo lo spirito del presente accordo avranno carattere riservato. I predetti
risultati potranno essere tuttavia divulgati ed utilizzati dal Centro, in tutto o in
parte, con precisa menzione della collaborazione oggetto del presente accordo.
Qualora il Centro intenda pubblicare su riviste nazionali ed internazionali
i risultati delle ricerche in oggetto o esporli o farne uso in occasione di congressi,
convegni, seminari o simili, concorderà con la Fondazione i termini ed
i modi delle pubblicazioni.
Art. 12 – Qualora dall’attività di collaborazione emergessero risultati
degni di protezione brevettuale le parti procederanno alla stipula di un
accordo separato che regolerà gli ulteriori rapporti, nel rispetto dalle vigenti
normative.
Art. 13 – Per gli effetti della presente convenzione e per tutte le conseguenze
dalla stessa derivanti, il Centro e la Fondazione eleggono il proprio
domicilio presso le rispettive sedi.
Tutte le controversie derivanti dall’interpretazione o dall’esecuzione della
presente convenzione che non sia possibile definire in via amministrativa,
saranno deferite ad un collegio arbitrale costituito da tre membri, di cui due
nominati, rispettivamente, dal Centro e dalla Fondazione ed il terzo eletto dai
primi due. Le spese per la costituzione ed il funzionamento del collegio arbitrale
saranno anticipate dalla parte che ne richiede l’intervento e graveranno
definitivamente sulla parte soccombente.
Art. 14 – La presente convenzione ha effetto dalla firma della stessa ed ha
durata triennale.
La convenzione sarà prorogata tacitamente di anno in anno qualora non
venga disdetta da una delle parti mediante lettera raccomandata A.R. spedita
almeno sei mesi prima della successiva scadenza.
In considerazione dell’ingombro e difficoltà di trasporto di eventuale strumentazione
scientifica dislocata presso la Fondazione, la disdetta potrà essere
soggetta a specifici accordi.
Art. 15 – Le parti, anche tenuto conto di eventuali provvedimenti deliberativi
del Centro inerenti gli aggiornamenti delle attività oggetto della presente
convenzione, si riservano di apportare modifiche consensuali al testo della
convenzione stessa mediante scambio di lettere.
Art. 16 – Ogni attività prevista nella presente convenzione si esplicherà
nel rispetto della normativa che regola il rispettivo funzionamento delle parti.
172 2006

Art. 17 – La presente Convenzione è redatta in duplice originale, per il
Centro e per la Fondazione.
Le spese di bollo sono a carico del Centro. Il presente atto sarà registrato
solo in caso d’uso ed a tassa fissa ai sensi degli artt. 5 e 39 del D.P.R. n. 131 del
26 aprile 1986.
Art. 18 – Per quanto non previsto dalla presente convenzione si fa rinvio
alle leggi ed ai regolamenti che regolano la materia.
Letto, approvato e sottoscritto.
Collaborazioni scientifiche
Roma, 5 Giugno 2006
Per il Museo storico della fisica e
Centro di studi e ricerche “ Enrico Fermi ”
Il Presidente
Antonino Zichichi
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Albina Brutti
2006 173

Sezione II
ACCORDO DI COLLABORAZIONE SCIENTIFICA
TRA
la Fondazione Santa Lucia, di seguito denominata “ Fondazione ”, Istituto di
Ricovero e Cura a Carattere Scientifico, con sede in Roma, Via Ardeatina
n. 306, rappresentato dal Presidente Sig.ra Albina Brutti, nata a Rosora (AN)
il 4/09/1921, per la sua carica domiciliata presso la sede della Fondazione
E
il Dipartimento di Scienze Biomediche Comparate-Università degli Studi
di Teramo, di seguito denominato “ Dipartimento ”, con sede in Teramo,
Piazza Aldo Moro n. 45, rappresentato dal Direttore, Prof.ssa Barbara Barboni,
nata a Bologna (BO) il 26/06/64, per la sua carica domiciliata presso la
sede del Dipartimento.
PREMESSO
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati sviluppare collaborazione
nel campo della ricerca, dell’aggiornamento professionale e della sperimentazione
di nuove attività tecnico-scientifiche;
– che in questo quadro le attività di ricerca di cui al presente atto assumono
la connotazione di collaborazione scientifica, essendo paritetico l’interesse a
ciò della Fondazione e del Dipartimento, in particolare per quanto riguarda le
seguenti linee di ricerca:
– Meccanismi molecolari della neurodegenerazione
– Meccanismi molecolari della morte neuronale
– Mediatori lipidici nella trasmissione nervosa;
– che le linee di ricerca di cui sopra sono congruenti con le attività istituzionalmente
svolte presso la Fondazione ed il Dipartimento.
SI CONVIENE E SI STIPULA QUANTO SEGUE
Art. 1 – Scopo del presente accordo è quello di utilizzare le risorse e le
competenze esistenti presso gli Enti contraenti, con l’obiettivo di reciproco
scambio di esperienze maturate nel campo della neurodegenerazione, anche
tramite periodici incontri, da tenersi presso le rispettive sedi, previo accordo
tra i responsabili scientifici di seguito indicati, nonché lo scambio reciproco
di personale per periodi di frequenza prestabilita.
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo in argomento sono i seguenti
ricercatori:
– per la Fondazione: Prof. Giorgio Bernardi,
– per il Dipartimento: Prof. Mauro Maccarrone.
Art. 3 – Le parti si impegnano a mantenere contatti, sia diretti che indiretti,
per lo scambio e la discussione di tutte le osservazioni effettuate, così da
174 2006

Collaborazioni scientifiche
favorire il miglior sviluppo degli studi e delle ricerche oggetto della presente
convenzione.
Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi, con relazioni o comunicazioni
aventi per oggetto il materiale prodotto dalla collaborazione, conterranno
le indicazioni di entrambe le parti contraenti, essendo i risultati delle
attività di cui al presente atto di comune proprietà.
Art. 4 – Qualora dall’attività di collaborazione emergessero risultati degni
di protezione brevettuale, le parti procederanno alla stipula di un accordo
separato che regolerà gli ulteriori rapporti.
Art. 5 – Ciascuna parte si farà carico delle spese inerenti allo svolgimento
delle attività di ricerca di propria competenza.
Allo stesso modo, ciascuna parte si impegna alla formazione ed informazione
del proprio personale riguardo ai rischi derivanti dallo svolgimento
delle attività ed a tutti gli obblighi di legge di cui alla L. 626/94 e successive
modificazioni.
Art. 6 – Il presente accordo di collaborazione avrà la durata di tre anni a
decorrere dalla data di sottoscrizione e potrà essere rinnovato mediante
accordo scritto tra le parti contraenti. Le stesse potranno recedere dal contratto,
fornendo preavviso di 6 mesi.
Art. 7 – Qualsiasi divergenza sull’interpretazione o sull’esecuzione del
presente protocollo, se non risolta tra i responsabili scientifici, sarà devoluta
al giudizio di un arbitro scelto di comune accordo tra le parti o, in caso di
dissenso, di un collegio arbitrale costituito da arbitri scelti dalle parti in
numero di uno per ogni parte. L’arbitro o il collegio arbitrale deciderà senza
formalità.
Roma, 16 Settembre 2006
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Albina Brutti
Per il Dipartimento
Il Direttore
Barbara Barboni
2006 175

Sezione II
ACCORDO DI COLLABORAZIONE SCIENTIFICA
TRA
l’IRCCS Fondazione Santa Lucia di Roma con sede in Roma, Via Ardeatina
n. 306, C.F. 05692831000 rappresentato dal Presidente Sig.ra Albina Brutti,
nata a Rosora (AN) il 4 settembre 1921, (di seguito denominato IRCCS)
E
il Dipartimento di Scienze Neurologiche e della Visione dell’Università
degli Studi di Verona (di seguito denominato Università), con sede legale c/o
Policlinico “ G.B. Rossi ” Piazzale L.A. Scuro n. 10, Verona, C.F. 93009870234,
rappresentato legalmente dal Direttore, Prof. Antonio Fiaschi, autorizzato alla
stipula della presente convenzione con provvedimento d’urgenza del 13 settembre
2006.
PREMESSO
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati sviluppare collaborazione
nel campo della ricerca, dell’aggiornamento professionale e della sperimentazione
di nuove attività tecnico-scientifiche;
– che l’IRCCS, in particolare per esso, il Laboratorio di Neuroimmagini
svolge attività di ricerca nel campo delle neuroscienze cognitive e delle neuroimmagini
funzionali con Risonanza Magnetica ad alto campo (fMRI);
– che l’Università, in particolare per essa, il Dipartimento di Scienze Neurologiche
e della Visione svolge attività di ricerca nel campo delle neuroscienze
cognitive e dei Potenziali Evocati (PE);
– che l’IRCCS e l’Università intendono instaurare una collaborazione al fine
di svolgere attività di ricerca nei suddetti campi.
TUTTO CIÒ PREMESSO SI CONVIENE E SI STIPULA QUANTO SEGUE
Art. 1 – Scopo del presente accordo è quello di utilizzare le risorse e le
competenze esistenti presso i contraenti con l’obiettivo di reciproco scambio
di esperienze maturate nel campo delle metodologie per analisi delle funzioni
cognitive in soggetti normali mediante studi neurofisiologici con fMRI e PE.
Per l’attività di ricerca oggetto della presente convenzione l’IRCCS e l’Università
metteranno a disposizione i laboratori, le attrezzature ed il personale
necessario allo svolgimento dei progetti di collaborazione fra i due Enti. I suddetti
progetti saranno sottoposti al vaglio del Comitato Etico della struttura
dove avrà luogo la sperimentazione. Si prevedono inoltre incontri periodici,
da tenersi presso le rispettive sedi, previo accordo tra i responsabili scientifici
di seguito indicati (Art. 3).
Art. 2 – Le parti si impegnano a mantenere contatti, sia diretti che indiretti,
per lo scambio e la discussione di tutte le osservazioni effettuate, così da
favorire il migliore sviluppo degli studi e delle ricerche oggetto della presente
convenzione. Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi, con relazioni o
176 2006

comunicazioni aventi per oggetto il materiale prodotto con la collaborazione,
conterranno le indicazioni di entrambe le parti contraenti.
Art. 3 – Responsabili Scientifici dell’accordo in argomento sono:
– per l’Università: Prof. Carlo Alberto Marzi – c/o Sezione di Fisiologia
Umana – sede operativa Strada Le Grazie, 8 - 37134 Verona;
– per l’IRCCS: Dr. Emiliano Macaluso – Direttore Esecutivo del Laboratorio
di Neuroimmagini.
Art. 4 – I risultati delle attività di cui al presente atto saranno di proprietà
comune e potranno essere pubblicati dalle parti in base a ‘publication plans’
definiti all’inizio delle singole ricerche.
Art. 5 – L’eventuale brevettazione dei risultati conseguiti in comune sarà
oggetto di separato accordo tra le parti; in questo caso le eventuali pubblicazioni
saranno subordinate all’espletamento di tutte le procedure atte alla protezione
brevettale dei risultati.
Art. 6 – L’Università garantisce la copertura assicurativa contro gli infortuni
e per la responsabilità civile verso terzi del proprio personale impegnato
nell’attività in oggetto della presente convenzione. L’IRCCS garantisce analoga
copertura assicurativa ai propri dipendenti, borsisti o collaboratori impegnati
nello svolgimento delle suddette attività.
Quando il personale di una parte si reca presso la sede dell’altra parte per
le attività di ricerca, il datore di lavoro della sede ospitante assolve a tutte le
misure generali e specifiche di prevenzione e sicurezza. La sorveglianza sanitaria
rimane comunque a carico della parte di provenienza di detto personale.
Art. 7 – Il presente accordo di collaborazione avrà la durata di tre anni a
decorrere dalla data di sottoscrizione e potrà essere rinnovato mediante
accordo scritto tra le parti contraenti. Queste ultime potranno recedere dal
contratto con sei mesi di preavviso.
Art. 8 – Ogni controversia che dovesse insorgere fra le Parti Contraenti in
relazione all’interpretazione ed esecuzione della presente Convenzione sarà
competenza del Foro di Verona.
Art. 9 – L’Università e l’IRCCS provvedono al trattamento e alla gestione
dei dati personali secondo le normative in vigore (D.L.vo n. 196 del 2003).
Art. 10 – La presente convenzione sarà registrata solo in caso d’uso e a tassa
fissa ai sensi degli artt. 5 e 39 del DPR n. 131/86, a carico della parte interessata.
Roma, 13 Settembre 2006
Collaborazioni scientifiche
Per il Dipartimento
di Scienze Neurologiche e della Visione
dell’Università di Verona
Il Direttore
Antonio Fiaschi
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Albina Brutti
2006 177

Sezione II
CONVENZIONE PER COLLABORAZIONE SCIENTIFICA
TRA
il Dipartimento di Psicologia dell’Università degli Studi di Torino, con
sede legale in Torino, Via Verdi 10, C.F. 80088230018, nella persona del Direttore
Prof. Giuliano Geminiani, nato a Monza il 7 Settembre 1958, autorizzato
alla stipula del presente con delibera del Consiglio di Dipartimento del
14 Novembre 2006 (di seguito nominato Dipartimento)
E
la Fondazione Santa Lucia Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico,
con sede legale in Roma, Via Ardeatina 306, C.F. 97138260589, nella
persona del Direttore Generale Dr. Luigi Amadio, nato a Roma il 4 giugno
1947, (di seguito nominata Fondazione).
PREMESSO CHE
– il Dipartimento di Psicologia svolge attività di studio e di ricerca nel campo
della neuropsicologia, ovvero dei disordini cognitivi (della memoria, del
linguaggio, della cognizione spaziale, dell’attenzione) associati a lesioni o
disfunzioni cerebrali;
– la Fondazione Santa Lucia IRCCS è interessata a svolgere attività di diagnosi
e di riabilitazione nell’ambito dei deficit cognitivi associati a lesioni
e disfunzioni cerebrali e a sviluppare attività di ricerca in collaborazione in
questo settore;
– il Dipartimento e la Fondazione Santa Lucia IRCCS intendono instaurare
una collaborazione al fine di svolgere attività di ricerca nel campo della
neuropsicologia, con finalità euristiche e applicative;
SI CONVIENE QUANTO SEGUE
Art. 1 – Il Dipartimento e la Fondazione Santa Lucia IRCCS convengono
di stabilire un rapporto di collaborazione scientifica nel campo della neuropsicologia
allo scopo di:
a) elaborare protocolli diagnostici e riabilitativi relativamente ai disordini
neuropsicologici della cognizione spaziale, dell’attenzione, dei processi
esecutivi, della memoria e dell’apprendimento;
b) svolgere ricerche neuropsicologiche in pazienti con deficit cognitivi.
Art. 2 – Responsabile della convenzione. Il Dipartimento indica quale proprio
Responsabile scientifico della collaborazione il Prof. Giuliano Geminiani.
Il Contraente indica quale propri Responsabili scientifici della collaborazione
il Prof. Luigi Pizzamiglio ed il Prof. Fabrizio Doricchi. L’eventuale sostituzione
del responsabile della collaborazione di una delle parti, dovrà essere
comunicata ed approvata dall’altra parte.
178 2006

Collaborazioni scientifiche
Art. 3 – Strutture, attrezzature e risorse messe a disposizione della ricerca
e/o didattica. Per l’attività di ricerca oggetto della presente convenzione
la Fondazione e l’Università metteranno a disposizione, rispettivamente, i
laboratori e le attrezzature site presso il Laboratorio di Neuropsicologia della
Fondazione e il Dipartimento di Psicologia di Torino.
Art. 4 – Regime dei risultati della collaborazione scientifica. I risultati dell’attività
di ricerca resteranno di proprietà comune delle parti e la loro utilizzazione
sarà libera con il solo obbligo di citare nelle eventuali pubblicazioni
che esse sono scaturite dalla collaborazione tra i due contraenti. L’eventuale
brevettazione di risultati conseguiti in comune sarà oggetto di separato
accordo tra le parti; in questo caso, le eventuali pubblicazioni saranno subordinate
all’espletamento di tutte le procedure atte alla protezione brevettale dei
risultati.
Art. 5 – Oneri connessi all’attuazione della convenzione. Ciascuna delle
parti si farà carico degli oneri derivanti dalle attività per le sue proprie competenze.
Art. 6 – Copertura assicurativa. Il Dipartimento garantisce la copertura
assicurativa contro gli infortuni e per responsabilità civile del proprio personale,
impegnato nell’attività in oggetto della presente convenzione. Il Contraente
garantisce analoga copertura assicurativa ai propri dipendenti, borsisti
o collaboratori impegnati nello svolgimento delle suddette. Quando il personale
di una parte si reca presso la sede dell’altra parte per le attività di ricerca,
il datore di lavoro della sede ospitante assolve a tutte le misure generali e specifiche
di prevenzione e sicurezza, ivi compresa la sorveglianza sanitaria.
Art. 7 – Durata della convenzione. La presente convenzione entra in vigore
dalla data della sua stipula e avrà la durata di due anni, con la possibilità di
rinnovo sulla base di un accordo scritto, approvato dagli organi competenti
delle parti. Al termine della convenzione, il Dipartimento e la Fondazione
redigeranno una relazione valutativa sulla collaborazione e sui risultati raggiunti;
in caso di rinnovo a questa dovrà aggiungersi una relazione sugli obiettivi
futuri.
Art. 8 – Facoltà di recesso. Le parti hanno la facoltà di recedere unilateralmente
dalla presente convenzione, ovvero di risolverla consensualmente. Il
recesso deve essere esercitato mediante comunicazione scritta da inviare a
cura della parte interessata con raccomandata con avviso di ricevimento entro
almeno tre mesi antecedenti la scadenza del presente atto. Il recesso o la risoluzione
consensuale non hanno effetto che per l’avvenire e non incidono sulla
parte di convenzione già eseguita.
Art. 9 – Trattamento dei dati personali. Le parti provvedono ognuno per
quanto di competenza al trattamento, alla diffusione e alla comunicazione dei
dati personali relativi alla presente convenzione nell’ambito del proseguimento
dei propri fini istituzionali e di quanto previsto dal proprio Regolamento
emanato in attuazione della legge n° 196/03, “ Codice in materia di protezione
dei dati personali ”.
2006 179

Sezione II
Art. 10 – Controversie. Per qualsiasi vertenza, che dovesse nascere dall’esecuzione
della presente convenzione, è competente a decidere il Foro di
Torino.
Art. 11 – Registrazione e spese. La presente convenzione sarà registrata
solo in caso d’uso e tassa fissa ai sensi degli art. 5 e 39 del DPR n° 131/86 con
le spese a carico della parte richiedente.
Roma, 16 Novembre 2006
Per il Dipartimento di Psicologia
Università degli Studi di Torino
Il Direttore
Giuliano Germiniani
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
180 2006

Collaborazioni scientifiche
CONVENZIONE
TRA
la Fondazione Telethon, con sede in Roma Via Guglielmo Saliceto n. 5
(P. IVA 04879781005) nella persona del Suo Presidente Sig.ra Susanna Agnelli
E
la Fondazione Santa Lucia – Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
con sede in Roma Via Ardeatina n. 306 (P. IVA 05692831000), nella persona
del suo Presidente Sig.ra Maria Adriana Amadio
E
la Fondazione EBRI (European Brain Research Institute, di seguito denominata
per brevità EBRI), con sede in Via del Fosso di Fiorano 64/65, Roma
(C.F. 97272740586), nella persona del suo Presidente Prof.ssa Rita Levi-
Montalcini.
PREMESSO CHE
a) la Fondazione Telethon persegue, nell’ambito delle proprie attività istituzionali
di Ente senza scopo di lucro, la promozione della ricerca scientifica
nel settore delle malattie genetiche principalmente attraverso la gestione di
fondi, personale e strutture di ricerca;
b) la Fondazione Telethon, tra l’altro, è Ente gestore del Dulbecco Telethon
Institute (DTI), istituto di ricerca nato dal programma Carriere Telethon che
si propone il sostegno alla ricerca nel settore di propri interessi, attraverso il
finanziamento del salario e del progetto di ricerca di ricercatori con un eccellente
curriculum vitae ospitati presso istituti italiani, pubblici o privati senza
scopo di lucro;
c) i ricercatori del DTI sono selezionati dalla Commissione Medico Scientifica
di Telethon attraverso la partecipazione ad un apposito bando;
d) la Fondazione Santa Lucia ha, tra i propri fini istituzionali, la promozione
e lo svolgimento di attività di ricerca scientifica nel campo delle neuroscienze;
e) l’EBRI ha come fine istituzionale la promozione e lo svolgimento di attività
di ricerca scientifica nel campo delle neuroscienze, etc.;
f) la Fondazione Santa Lucia detiene in locazione l’immobile sito in Roma
Via del Fosso di Fiorano n. 64 presso cui operano sia il CNR e sia la Fondazione
EBRI;
g) la Fondazione Santa Lucia ha concesso all’EBRI in comodato d’uso a titolo
gratuito parte degli spazi di questa sede edilizia, per svolgere attività di ricerca
nelle neuroscienze;
h) la Fondazione Santa Lucia e l’EBRI hanno intenzione di collaborare nella
promozione della ricerca scientifica in oggetto concedendo l’utilizzo di spazi
da considerarsi come sede privilegiata per i laboratori dei ricercatori del DTI;
tali spazi sono idonei ed attrezzati per ricerca, con la possibilità di accedere
2006 181

Sezione II
alle aree ed ai servizi comuni esistenti e necessari per la conduzione delle attività
di ricerca finanziate dal Telethon;
i) le parti si sono dette interessate ad avviare una proficua collaborazione per
lo sviluppo delle attività di comune interesse;
j) le parti con la presente convenzione non intendono in alcun modo dare
corso ad attività imprenditoriali di produzione o scambio di beni o servizi ma
che solamente intendono soddisfare ai comuni fini istituzionali di promozione
e incentivo alla ricerca medico scientifica finalizzata allo studio delle
malattie genetiche;
k) i ricercatori del DTI su esplicito incarico da parte della Telethon possono
avvalersi della prestazione di collaboratori per lo svolgimento del loro progetto
di ricerca per i quali dovranno essere stipulate assicurazioni per infortuni
a carico della Fondazione Telethon;
l) i ricercatori del DTI potranno richiedere finanziamenti esterni in accordo
con la Direzione Scientifica dell’EBRI;
m) i ricercatori del DTI potranno prestare appoggio alla attività didattica
seguendo le disposizioni interne. Quest’ultima attività non dovrà assorbire più
del 15% del loro impegno totale.
CIÒ PREMESSO
– Verificata la disponibilità di massima da parte della Fondazione Telethon di
svolgere le attività di gestione connesse alle suddette ricerche tramite i ricercatori
del DTI.
– Verificata altresì la disponibilità da parte della Fondazione Santa Lucia di
mettere a disposizione spazi idonei ad ospitare i ricercatori del DTI.
– Verificata altresì la disponibilità da parte dell’EBRI di mettere a disposizione
spazi idonei ad ospitare i ricercatori del DTI nell’ambito degli spazi ricevuti
in comodato d’uso dalla Fondazione Santa Lucia.
TRA LE PARTI SI CONVIENE QUANTO SEGUE
Art. 1 – Premesse. Le premesse costituiscono parte integrante della presente
Convenzione.
Art. 2 – Collocazione. I ricercatori del DTI svolgeranno le proprie attività
di ricerca presso i locali dell’edificio sito in Roma Via del Fosso di Fiorano
n. 64 concessi in comodato dalla Fondazione Santa Lucia alla Fondazione
EBRI così come meglio individuati nella planimetria che viene allegata alla
presente convenzione che ne farà parte integrante.
Art. 3 – Finalità. I ricercatori del DTI svolgeranno ricerche sulle malattie
genetiche secondo quanto presentato e approvato dalla Commissione Medico
Scientifica di Telethon e per lo svolgimento delle quali hanno stipulato un
Contratto di collaborazione con la Fondazione Telethon. Inoltre, i ricercatori
del DTI si impegnano a collaborare allo sviluppo di programmi comuni di
neuroscienze.
182 2006

Collaborazioni scientifiche
Art. 4 – Obblighi delle parti
a) Le parti si impegnano a garantire un corretto svolgimento delle attività
di ricerca e a portare avanti iniziative comuni per la gestione e la promozione
del presente accordo:
– collaborare al coordinamento delle attività dell’iniziativa;
– promuovere attività di comunicazione in maniera congiunta;
– adeguarsi alle indicazioni che emergeranno di volta in volta;
– promuovere la collaborazione e la sinergia tra i ricercatori del DTI e gli
altri ricercatori appartenenti al CNR, alla Fondazione Ebri e alla Fondazione
Santa Lucia.
Al fine di facilitare quanto sopra le parti si impegnano a costituire un
gruppo di lavoro composto dai rappresentanti delle tre istituzioni presso il
centro.
b) La Fondazione Santa Lucia mette a disposizione per l’espletamento
dell’attività di ricerca ai ricercatori del DTI in possesso di adeguata copertura
assicurativa RCT e infortuni, parte dei locali concessi in comodato
alla Fondazione EBRI così come meglio individuati all’art. 2 della presente
Convenzione. A mero titolo di rimborso forfettario delle spese generali relative
ai consumi dei gruppi di ricerca ospitati, la Fondazione Telethon riconoscerà
all’EBRI su base annuale il contributo di € 10.000,00 (diecimila euro)
per ogni Laboratorio DTI.
c) La Fondazione Santa Lucia si impegna a mettere a disposizione dei
ricercatori del DTI i servizi esistenti presso la sede a cui potranno avere
accesso secondo modalità da concordarsi.
d) La Fondazione Telethon chiede all’EBRI di inserire i ricercatori del
DTI ed i loro collaboratori nei propri piani di sorveglianza sanitaria attribuendo
alla Fondazione Telethon i costi relativi.
e) Le attrezzature eventualmente acquistate dalle rispettive Fondazioni
rimarranno di proprietà dell’Ente acquirente.
f) I ricercatori del DTI potranno richiedere fondi come Fondazione EBRI o
Fondazione Santa Lucia, seguendo le procedure vigenti all’interno delle stesse.
Art. 5 – Risultati delle ricerche. La Fondazione Telethon si riserva la titolarità
delle eventuali scoperte fatte dai ricercatori del DTI o/e dal suo gruppo di
ricerca. Le pubblicazioni scientifiche che emergeranno dalle ricerche di tali
ricercatori faranno riferimento alle tre istituzioni F. Telethon, Fondazione
Santa Lucia ed EBRI.
Art. 6 – Durata della convenzione. La presente Convenzione avrà
durata pari ad un quinquennio dalla data della firma e potrà essere rinnovata
per iscritto e su accordo comune delle parti entro 3 mesi dalla data di
scadenza.
In ogni caso la presente Convenzione perderà ogni sua efficacia e non
spiegherà più effetti tra le Parti nel momento in cui oggettivamente non ci
2006 183

Sezione II
saranno più le condizioni per l’effettivo svolgimento dell’attività di ricerca dei
ricercatori del DTI ospitati.
Ciascuna delle Parti potrà recedere in qualsiasi momento dal presente
accordo per motivi di grave inadempienza o di incompatibilità con i fini
espressi nelle premesse.
Roma, 24 Novembre 2006
Per la Fondazione Per la Fondazione Per la Fondazione
Telethon Santa Lucia EBRI
Il Presidente Il Presidente Il Presidente
Susanna Agnelli Maria Adriana Amadio Rita Levi Montalcini
184 2006

Collaborazioni scientifiche
CONVENZIONE
TRA
la Fondazione Santa Lucia – IRCCS con sede legale in Roma, Via Ardeatina
306 codice fiscale 97138260589, P.I. 05692831000, rappresentata dal Presidente
Maria Adriana Amadio
E
la Kell S.r.l. (di seguito Kell) con sede legale in Roma, Via Plinio 22 e sede
operativa in Roma, E. Q. Visconti 8, 00193, partita iva 05419421002, reg. Imp.
23699-1998-RM, rappresentata dal Dr. Fabrizio Aversa in qualità di Amministratore
unico della società.
PREMESSA
La Fondazione Santa Lucia è interessata a partecipare a progetti di sviluppo
di sistemi innovativi di tele-medicina. L’eccellenza in campo clinico e tecnologico
che caratterizza l’Istituto lo pone in una posizione particolarmente adatta
alla verifica clinica ed operativa delle soluzioni di tele-medicina.
La Kell è una società impegnata, fin dalla sua costituzione nel 1997, nel settore
dei progetti tecnologici innovativi e dello sviluppo software per la telemedicina,
la teleformazione, i servizi internet e multimediali.
La Kell si rivolge ad aziende, comunità scientifiche e organizzazioni pubbliche
e private con l’obiettivo di fungere da polo di eccellenza nello sviluppo di
applicazioni e soluzioni basate su reti di telecomunicazione satellitari e terrestri,
sfruttando la capacità di trasferire i risultati della ricerca scientifica e
delle innovazioni tecnologiche per sviluppare applicazioni sempre più efficaci.
La Kell s.r.l. coordina il progetto TELESAL, finanziato dell’Agenzia Spaziale
Italiana, volto a realizzare e verificare in un progetto applicativo soluzioni per
la tele-medicina.
OGGETTO
Le parti convengono di stipulare un protocollo d’intesa basato sui punti e
con le modalità descritti di seguito:
1. Finalità. La Fondazione Santa Lucia e la Kell si propongono di stimolare
la cooperazione fra le due parti al fine di attuare uno scambio fattivo e
proficuo fra ricerca ed industria.
Le iniziative sviluppate in tal senso mireranno a valorizzare i risultati
della ricerca scientifica favorendo il trasferimento dei risultati nel settore delle
innovazioni tecnologiche, in particolare al progetto TELESAL, ed a proporre
alla Fondazione Santa Lucia i sistemi tecnologici risultanti per test operativi.
2. Campi di applicazione. Le iniziative sviluppate nell’ambito della presente
intesa riguarderanno i settori della ricerca e tecnologici comuni alle due
parti. Principalmente i campi di applicazione sono:
2006 185

Sezione II
a) progettazione e sviluppo di tecnologie informatiche per la telecomunicazione
in medicina;
b) verifica clinica e operativa presso la struttura clinica della Fondazione
Santa Lucia delle soluzioni realizzate;
c) partecipazione in veste di Ente Istituzionale per il test delle applicazioni
sviluppate nell’ambito del progetto TELESAL, coordinato dalla Kell.
Ulteriori campi di applicazione potranno tuttavia essere individuati
durante il periodo di validità della presente convenzione ed andare ad arricchire
i temi e le finalità della collaborazione.
3. Modalità di gestione. Le parti, nell’attuare le iniziative congiunte, favoriranno
la partecipazione congiunta a programmi e progetti di ricerca ed
applicativi.
Pur non limitandosi a quanto scritto in seguito, al fine di raggiungere gli
obiettivi della presente intesa, le parti potranno:
– favorire reciprocamente l’organizzazione di momenti formativi e di
accrescimento professionale, come periodi di tirocinio, seminari o quant’altro
sia funzionale agli scopi della presente intesa;
– partecipare in forma congiunta ad eventi, workshop ed altri eventi che
possono fungere da veicolo promozionale dei risultati ottenuti dalle attività
congiunte;
– partecipare congiuntamente e su temi di comune interesse a gare ed
appalti banditi a scala locale (enti locali), nazionale (MIUR, ASI, altri Ministeri
ed Enti) ed internazionale (ESA, UE, ecc.).
Le parti nominano quali figure di riferimento per l’attuazione delle iniziative
scaturite nell’ambito del presente accordo il Dott. Luigi Amadio
(Fondazione Santa Lucia) e il Dott. Fabrizio Aversa (Kell); la nomina è
valida per l’intera durata dell’accordo.
Le figure di riferimento coordineranno le attività congiunte e riporteranno
periodicamente ai rappresentanti delle parti le idee di cooperazione, le
attività in corso e i risultati delle attività svolte.
4. Durata. La durata del presente accordo è fissata in 3 (tre) anni solari a
partire dalla data della sua ratifica e verrà automaticamente rinnovato nei due
anni successivi al primo salvo diversa decisione espressa almeno (3) tre mesi
prima della scadenza.
Roma, 28 Novembre 2006
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
Per la Kell S.r.l.
L’Amministratore Unico
Fabrizio Aversa
186 2006

Attività
didattica
e formativa

Attività didattica e formativa
– Corso di laurea in Scienze dell’Educazione dell’Università dell’Aquila.
– Corsi di Laurea di I Livello per Professioni Sanitarie (Infermiere, Logopedista,
Tecnico di Neurofisiopatologia, Terapista della Riabilitazione) dell’Università
di Roma Tor Vergata.
– Facoltà di Psicologia dell’Università di Roma La Sapienza: Tirocinio pratico
post-lauream per psicologi.
– IUSM, Istituto Universitario in Scienze Motorie di Roma: Tirocinio di
formazione e orientamento.
– Università dell’Aquila: Tirocinio formativo e di orientamento per studenti,
laureati e diplomati della Facoltà di Psicologia.
– Università degli Studi di Palermo: Tirocinio di formazione e orientamento
post-lauream per psicologi.
– Università degli Studi di Parma: Tirocinio formativo post-lauream per
l’ammissione all’esame di stato per l’abilitazione all’esercizio della professione
di psicologo (si riproduce la convenzione).
– Libera Università Maria SS. Assunta LUMSA di Roma: Tirocinio di formazione
e orientamento.
– Università di Bari, Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali: Tirocinio
di formazione e orientamento, in base alla convenzione che si riproduce.
– Agenzia Formativa della Comunità di Capodarco e Scuola Assistenti
Sanitari della CRI: Tirocinio di formazione e orientamento (si riproduce la
convenzione).
La Fondazione prosegue il suo impegno nell’ambito formativo e di approfondimento
con una serie di corsi e master:
– 14° Corso di formazione post lauream, Arch. Fabrizio Vescovo, “ Progettare
per tutti senza barriere ”. Il corso si articola in 22 incontri.
– Corso di formazione, Arch. Fabrizio Vescovo, per conto dell’Ordine degli
ingegneri di Roma, “ Progettare l’accessibilità per superare le barriere ”. Il
corso si articola in 6 incontri.
– Corso di perfezionamento, prof. Carlo Caltagirone, “ La malattia di Alzheimer
e le demenze ”. Il corso si articola in 3 moduli di 2 giorni.
– Master di II livello, Dr. Marco Traballesi, “ Sport come riabilitazione e
terapia ”.
– Seminario interattivo, Prof. Massimo Santini, “ Progetto PRE-PSS (Formazione
per la Prevenzione Primaria e Secondaria dello Stroke ”).
– Corso di formazione multidisciplinare teorico-pratico, IRCCS S. Lucia e
GISMO (Gruppo Italiano Studio Diagnosi Malattie Metabolismo Osseo), “ L’osteoporosi
nel Lazio: attraverso una corretta diagnosi una terapia più idonea e
mirata ”.
– Corso di formazione, SINU (Società Italiana di Nutrizione Umana) e
CeSAR (Centro Studi Alimentazione e Riabilitazione) IRCCS S. Lucia, “ La
gestione nutrizionale nel paziente post-ictus ”.
2006 189

Sezione II
– Corso teorico-pratico, Prof. Rosario Brancato, “ Prevenzione, stadiazione,
terapia, riabilitazione dell’ipovisione ”.
– Corso teorico-pratico, Prof. Enrico Finazzi-Agrò, “ Incontinenza urinaria
e vescica iperattiva: percorsi diagnostico-terapeutici di primo livello ”.
– Corso teorico-pratico, Prof. Enrico Finazzi-Agrò, “ La riabilitazione funzionale
dei disordini del pavimento pelvico ”.
– Corso didattico, Prof. Pietro Calissano, “ Conoscere il DNA”.
– Corso, UIL FPL, “ Responsabilità manageriale degli operatori sanitari:
modelli e strumenti ”. Il corso si articola in 2 moduli di 2 giorni.
– Corso, SIMFER (Società Italiana di Medicina Fisica e Riabilitazione) –
IRCCS S. Lucia, Coordinatore Marco Franceschini, “ Omogeneizzazione del
protocollo di minima per la valutazione dello stroke ”.
– Corso, Dr. Vincenzo Vinicola, “ Verne, viaggio nel profondo delle ossa. Il
ruolo del MMG nella prevenzione e nel trattamento dell’osteoporosi: stato dell’arte
e recenti acquisizioni cliniche ”.
– Corso locale, AIP (Associazione Italiana Psicogeriatria) – Prof. Carlo
Caltagirone, “ Il trattamento della depressione nell’anziano ”.
– Corso di formazione per gli addetti antincendio. Il corso si articola in 7
incontri.
– Incontri di aggiornamento, Fondazione Iniziative Zooprofilattiche e Zootecniche
Brescia – Ordine dei medici veterinari di Roma, “ Il latte: aspetti igienico-sanitari
e nuove tecnologie produttive per un alimento indispensabile ”.
Altre attività formative sono state accreditate dal Ministero della Salute ai
fini del programma di Educazione Continua in Medicina (ECM) e offerte
dalla Fondazione Santa Lucia IRCCS nell’anno 2006 sotto forma di Progetto
Formativo Aziendale (PFA) ed Evento Formativo (EF):
– EF – Dr.ssa Maria Rosa Pizzamiglio – “ Neuropsicologia Clinica dell’Età
Evolutiva ”. Evento aperto a medici, psicologi, fisioterapisti neuropsicomotricisti
dell’età evolutiva (10 moduli di 8 ore).
– EF – Dr. Stefano Paolucci – “ Protocollo di minima per la valutazione
dello Stroke ”. Evento aperto a medici (un modulo di 7 ore).
– PFA – Dr.ssa Paola Cicinelli – “ Tossina botulinica “ A” e bendaggio funzionale
nella spasticità dell’arto superiore ed inferiore ”. PFA aperto ai medici
e fisioterapisti interni (10 ore).
Varie scuole ed istituzioni italiane ed estere (di seguito citate) durante il
2006 hanno inviato presso la Fondazione Santa Lucia IRCCS tirocinanti e
visitatori:
– Università di Roma La Sapienza (sede di Ariccia): Scuola di Specializzazione
in Neuropsicologia, Corso di laurea in Logopedia.
– Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma: Corso di laurea in Terapia
Occupazionale.
190 2006

Attività didattica e formativa
– Università di Brescia (sede di Cremona e Mantova).
– Polo Universitario di Tivoli ASL RM G: Corso di laurea in Fisioterapia.
– Centro Paraplegici di Ostia: Corso di laurea in Fisioterapia.
– Università di Cassino: Laurea in Scienze del Sevizio Sociale.
– Università di Nizza: Laurea specialistica in “ Prevenzione ed educazione
Sanitaria attraverso le attività fisiche e le scienze alimentari ”.
– Università di Maastricht.
– IRCCS E. Medea di Conegliano (TV).
Le strutture dell’IRCCS sono state utilizzate, infine, dal Ministero della
Salute Dipartimento della qualità:
– per far sostenere un periodo di tirocinio, ai sensi dell’art. 7 del D.lg.vo
319 del 2/5/1994 di recepimento della Direttiva 92/51/CEE, per il riconoscimento
dei titoli professionali di Fisioterapista conseguiti in ambito comunitario
ed extracomunitario;
– per l’espletamento delle prove attitudinali previste dall’art. 8 del D.lg.vo
319 del 2/5/1994 di recepimento della Direttiva 92/51/CEE;
– per svolgere le misure compensative di cui all’art. 49 del DPR 394/99
per il riconoscimento dei titoli di specialità in ortopedia, neurologia e medicina
fisica e riabilitativa in possesso di cittadini extracomunitari.
2006 191

Sezione II
CONVENZIONE DI TIROCINIO DI FORMAZIONE E ORIENTAMENTO
TRA
l’Associazione Temporanea di Scopo costituita da:
– Agenzia Formativa della Comunità Capodarco di Roma ONLUS con
sede in Roma in via Lungro 3, C.F. 96213060583 e P. IVA 04945851006 (Capofila)
e
– Scuola Assistenti Sanitari della Croce Rossa Italiana con sede in Via
B. Ramazzini 31 (Ente Associato),
d’ora in poi denominata “ Soggetto Promotore ”, rappresentata dal Responsabile
Legale della Comunità Capodarco di Roma O.N.L.U.S. Vinicio Albanesi
E
la Fondazione Santa Lucia Istituto di Ricovero e Cura con sede legale in
Roma, Via Ardeatina 306, cap. 00179, C.F. 97138260589 d’ora in poi denominato
«Soggetto Ospitante», rappresentata dalla Sig.ra Albina Brutti nata a
Rosora (AN) il 04/09/1921.
PREMESSO
che al fine di agevolare le scelte professionali mediante la conoscenza diretta
del mondo del lavoro e realizzare momenti di alternanza tra studio e lavoro
nell’ambito dei processi formativi i soggetti richiamati all’art. 18, comma 1,
lettera a), della legge 24 giugno 1997, n. 196, possono promuovere tirocini di
formazione ed orientamento in impresa a beneficio di coloro che abbiano già
assolto l’obbligo scolastico ai sensi della legge 31 dicembre 1962, n. 1859 (11).
SI CONVIENE QUANTO SEGUE
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge 24 giugno 1997, n. 196, il Soggetto
Ospitante si impegna ad accogliere presso le sue strutture n. 1 soggetti in tirocinio
di formazione ed orientamento su proposta del Soggetto Promotore, ai
sensi dell’art. 5 del decreto attuativo dell’art. 18 della legge n. 196 del 1997 nell’ambito
del Corso di Formazione Professionale per il conseguimento della
qualifica di Operatore Socio Sanitario (autorizzato dalla Regione Lazio con
determinazione N° 1890/2003 e N° D3761/2004).
Art. 2 – 1. Il tirocinio formativo e di orientamento, ai sensi dell’art. 18,
comma 1, lettera d), della legge n. 196 del 1997 non costituisce rapporto di
lavoro.
2. Durante lo svolgimento del tirocinio l’attività di formazione ed orientamento
è seguita e verificata da un tutore designato dal Soggetto Promotore in
veste di responsabile didattico-organizzativo, e da un Responsabile Legale,
indicato dal Soggetto Ospitante.
192 2006

3. Per ciascun tirocinante inserito nell’organizzazione ospitante in base
alla presente Convenzione viene predisposto un progetto formativo di orientamento
contenente:
• il nominativo del tirocinante;
• i nominativi del Tutor e del Responsabile dell’Organizzazione;
• obiettivi e modalità di svolgimento del tirocinio, con l’indicazione dei
tempi di presenza nell’Organizzazione;
• le strutture dell’Organizzazione (stabilimenti, sedi, reparti, uffici)
presso cui si svolge il tirocinio;
• gli estremi identificativi delle assicurazioni Inail e per la responsabilità
civile.
Art. 3 – Durante lo svolgimento del tirocinio formativo e di orientamento
il tirocinante è tenuto a:
• svolgere le attività previste dal progetto formativo e di orientamento;
• rispettare le norme in materia di igiene, sicurezza e salute sui luoghi di
lavoro;
• mantenere la necessaria riservatezza per quanto attiene ai dati, informazioni
o conoscenze in merito a processi produttivi e prodotti, acquisiti
durante lo svolgimento del tirocinio.
Art. 4 – 1. Il Soggetto Promotore assicura il/i tirocinante/i contro gli
infortuni sul lavoro presso l’INAIL, nonché per la responsabilità civile presso
compagnie assicurative operanti nel settore. In caso di incidente durante lo
svolgimento del tirocinio, il soggetto ospitante si impegna a segnalare l’evento,
entro i tempi previsti dalla normativa vigente, agli istituti assicurativi
(facendo riferimento al numero della polizza sottoscritta dal soggetto promotore)
ed al soggetto promotore.
2. Il Soggetto Promotore si impegna a far pervenire alla regione o alla
provincia delegata, alle strutture provinciali del Ministero del lavoro e della
previdenza sociale competenti per territorio in materia di ispezione, nonché
alle rappresentanze sindacali aziendali copia della Convenzione di ciascun
progetto formativo e di orientamento.
3. La presente convenzione ha validità dal 5/06/06 al 1/07/06.
Art. 5 – 1. Il Soggetto Ospitante apporrà il timbro e la firma del Tutor dell’Organizzazione
sul registro di rilevazione delle ore di presenza dell’Allievo tirocinante.
2. Il Soggetto Ospitante è tenuto a rilasciare una dichiarazione in relazione
alle conoscenze e/o competenze acquisite dal Tirocinante.
Roma, 31 Maggio 2006
Attività didattica e formativa
Per la Comunità Capodarco di Roma ONLUS
Il Responsabile Legale
Vinicio Albanesi
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentate Legale
Albina Brutti
2006 193

Sezione II
PROTOCOLLO D’INTESA per l’utilizzazione del potenziale clinico
e didattico-scientifico dei reparti di degenza riabilitativa nell’ambito
della Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione
PREMESSA
– Considerato che l’Università Campus Bio-Medico di Roma, nel rispetto di
quanto previsto dall’art. 6 del D.lgs 502/92 e successive modificazioni ed integrazioni,
può stipulare convenzioni con altre strutture pubbliche e private per
esigenze assistenziali e di insegnamento nonché per la formazione degli operatori
sanitari e degli specializzandi;
– considerata l’esigenza dell’Università Campus Bio-Medico di Roma di
poter disporre di idonee strutture sanitarie per garantire l’attività istituzionale
della propria Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e della
Riabilitazione;
– valutato altresì che la “ Fondazione Santa Lucia, IRCCS di Roma ” è struttura
idonea all’attività formativa in riferimento ai requisiti previsti dalla
vigente normativa;
– considerato l’interesse manifestato dalla Fondazione Santa Lucia, IRCCS
alla qualificazione professionale didattica e scientifica del personale medico
operante nell’ambito della propria struttura.
TRA
l’Università Campus Bio-Medico di Roma, in prosieguo denominata “ Campus
BioMedico ” o “ Università ”, Codice Fiscale n. 01618340580 con sede in
Roma Via E. Longoni, 83 in persona del Rettore pro-tempore Prof. Vincenzo
Lorenzelli, nato a Verona il 15/5/1933 in ragione della sua carica ed agli effetti
del presente atto domiciliato presso la sede dell’Università Campus Bio-Medico
di Roma;
E
la Fondazione Santa Lucia, IRCCS di Roma in prosieguo denominata
“ Fondazione ”, P. IVA 05692831000 con sede legale in Roma e accreditata con
il SSN, in persona del Presidente, legale rappresentante Sig.ra Albina Brutti,
nata a Rosora (AN), il 04/09/1921, in ragione della sua carica ed agli effetti del
presente atto domiciliato presso la sede della Fondazione, via Ardeatina 306,
00179 Roma;
TUTTO CIÒ PREMESSO SI CONVIENE
E SI STIPULA QUANTO SEGUE
Art. 1 – Oggetto. Allo scopo di favorire la collaborazione tra l’Università e
la Fondazione, l’Università, anche in riferimento alla legge 833/78 nonché alle
vigenti disposizioni di legge riguardanti le Scuole di specializzazione, si avvale
194 2006

Attività didattica e formativa
delle strutture (allegato A) e del potenziale clinico e didattico-scientifico della
Fondazione per il potenziamento della Scuola di Specializzazione in Medicina
Fisica e Riabilitazione.
Art. 2 – Attività di formazione degli specializzandi. La Fondazione mette a
disposizione gli spazi didattici, le attrezzature, gli arredi, i presidi diagnostici
e terapeutici, le strutture assistenziali (ivi inclusi il numero di posti letto indicati
nell’allegato A dedicati alla rete formativa della Scuola di Specializzazione)
e i relativi laboratori connessi con la gestione della formazione dei
medici specializzandi iscritti alla Scuola di Specializzazione in Medicina
Fisica e Riabilitazione.
La formazione del medico, ai sensi di quanto previsto dal D.lgs 368/99 e
dell’art. 16 del D.lgs 30.12.1992 n. 502 e successive modificazioni ed integrazioni,
implica la partecipazione guidata o diretta alla totalità delle attività
mediche del servizio di cui fanno parte le strutture nelle quali si effettua
nonché la graduale assunzione di compiti assistenziali con autonomia vincolata
alle direttive ricevute dal docente responsabile della formazione. La
formazione comporta l’assunzione di responsabilità connesse alle attività
svolte.
Art. 3 – Modalità di svolgimento delle attività didattiche. Il personale della
Fondazione potrà svolgere attività didattiche secondo le disposizioni normative
vigenti con modalità definite dal Consiglio della Scuola di Specializzazione.
In particolare il personale docente e sanitario della Fondazione potrà
espletare a titolo gratuito le funzioni di docente per lo svolgimento di attività
di insegnamento integrativo, gruppi di lezioni su argomenti specialistici particolari,
forme varie di attività didattica quali seminari, esercitazioni, partecipazioni
a lezioni integrate e altre forme di collaborazioni didattiche ai sensi del
combinato disposto dell’art. 25 penultimo comma del DPR 382/80 e art. 4
DPR 162/82.
Art. 4 – Controlli in materia di medicina preventiva e radioprotezione. La
Fondazione si impegna ad adempiere agli obblighi dettati dalla normativa
vigente in materia di profilassi, medicina preventiva e radioprotezione nei
confronti degli specializzandi con l’obbligo di comunicare periodicamente
all’Università i risultati dei controlli effettuati sugli specializzandi.
2006 195

Sezione II
Allegato A
Strutture ed attrezzature messe a disposizione dalla Fondazione per le esigenze
della Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione:
1. Reparto degenza (Posti letto dedicati alla rete formativa della Scuola di
specializzazione) Unità operativa compessa “ A” (direttore dott. Marco Molinari)
p.l. 50.
2. Reparto operatorio.
3. Centro ambulatoriale di diagnosi e cura.
4. Aule didattiche (di utilizzazione comune): Sala riunioni UOC “ A”.
5. Centro ambulatoriale di diagnosi e cura.
Roma, 5 Giugno 2006
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Albina Brutti
Per l’Università Campus Bio-Medico – Roma
Il Rettore
Vincenzo Lorenzelli
196 2006

Attività didattica e formativa
CONVENZIONE per l’utilizzazione del potenziale didattico nell’ambito
della Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione
L’Università degli Studi di Roma La Sapienza in persona del Rettore pro
tempore, Prof. Renato Guarini, nato a Napoli il 16/3/1932, a quanto segue
autorizzato dal Consiglio di Amministrazione, in prosieguo denominata “ Università
”
E
l’Amministrazione che gestisce l’Istituto di Ricovero e Cura a Carattere
Scientifico (IRCCS) Fondazione Santa Lucia di Roma, in persona del
Direttore Generale pro tempore, Dott. Luigi Amadio nato a Roma il 4/6/1947
per la carica domiciliato in Via Ardeatina 306, 00179 Roma, in prosieguo
denominata “ IRCCS”
CONVENGONO E STIPULANO QUANTO SEGUE
Art. 1 – Allo scopo di favorire la collaborazione tra l’Università e l’IRCCS
Fondazione Santa Lucia di Roma, per l’impiego del potenziale didattico,
scientifico e delle strutture dell’IRCCS, l’Università degli Studi di Roma “ La
Sapienza ” di seguito indicata come Università, anche in riferimento alla legge
833/78 ed al D.lgs. 502/92, nonché alle vigenti disposizioni di legge riguardanti
le Scuole di Specializzazione (D.P.R. 382 dell’11-7-80 e D.P.R. 162 del 10-3-82),
si avvale delle strutture dell’IRCCS Fondazione Santa Lucia, nonché del personale
laureato degli stessi, nell’ambito della Scuola di Specializzazione in
Medicina Fisica e Riabilitazione.
Art. 2 – Per l’attuazione del rapporto di collaborazione di cui al presente
art. 1:
a) l’Università fa svolgere parte delle attività didattiche, teoriche e pratiche
della Scuola di Specializzazione suddetta presso l’IRCCS, le cui strutture
concordemente vengono ritenute dalle parti particolarmente idonee a fornire
una adeguata preparazione teorico-pratica agli specializzandi;
b) in particolare il personale laureato dell’IRCCS, individuato secondo
quanto indicato al successivo articolo, nel quadro del programma delle attività
didattiche della Scuola di Specializzazione suddetta, espleta a titolo gratuito,
a tempo determinato, le funzioni di docente per lo svolgimento di:
1. corsi di insegnamento integrativi;
2. gruppi di lezioni su argomenti specialistici particolari;
3. forme varie di attività didattica quali seminari, esercitazioni, partecipazioni
a lezioni integrate e altre forme di collaborazioni didattiche
(il tutto ai sensi del combinato disposto degli art. 25, penultimo
comma e 27 del D.P.R. 382/1980).
Art. 3 – L’attribuzione degli insegnamenti e degli altri compiti connessi
alla didattica specialistica al personale dell’IRCCS convenzionato avverrà con
2006 197

Sezione II
delibera del Consiglio di Facoltà di Medicina e Chirurgia, su proposta del
Direttore Generale dell’IRCCS medesimo.
Art. 4 – Le modalità di svolgimento delle attività didattiche sia teoriche
che pratiche, il calendario delle attività e le sedi delle stesse, vengono stabiliti
dal Consiglio della Scuola di Specializzazione suddetta all’inizio dell’anno
accademico, in apposita seduta.
Il Consiglio della Scuola di Specializzazione nel formulare le suddette
modalità dovrà tenere presenti le necessità che le attività didattiche, specie
quelle di carattere pratico da svolgersi presso l’IRCCS, siano coordinate con le
attività specifiche di questi. Al fine di meglio strutturare tale coordinamento,
che resta di competenza dell’Amministrazione della struttura ospedaliera, il
Consiglio della Scuola di Specializzazione delibera d’intesa con la Commissione
di cui al successivo art. 7.
Art. 5 – La formazione del medico specialista ai sensi di quanto previsto
dal D.Lgs. 17-8-1999, n. 368 e dall’art. 6 del D.Lgs. 30-12-1992, n. 502 e successive
modifiche e integrazioni, implica la partecipazione guidata o diretta alle
attività mediche del servizio di cui fanno parte le strutture nelle quali si effettua
la formazione stessa, ivi compresa la Medicina Preventiva, le guardie, l’attività
ambulatoriale, nonché la graduale assunzione di compiti assistenziali e
l’esecuzione di interventi con autonomia vincolata alle direttive ricevute dal
medico responsabile della formazione. La formazione comporta l’assunzione
delle responsabilità connesse all’attività svolta. Durante il periodo di formazione
è obbligatoria la partecipazione attiva a riunioni periodiche, seminari e
corsi teorico-pratici nella disciplina.
Art. 6 – In base a quanto stabilito dall’art. 2, ultimo comma D.P.R. 162 del
10-3-1982, l’Amministrazione dell’IRCCS farà pervenire all’Università, in
tempo utile prima dell’inizio di ciascun anno accademico, eventuale richiesta
di numero di posti, in aggiunta a quelli ordinari, da riservarsi a personale ad
esso appartenente.
Art. 7 – Le parti, in materia di assicurazione del personale per la responsabilità
civile, gli infortuni e le malattie riportate in servizio e per causa di servizio,
si attengono ciascuna ai propri ordinamenti. Tra il personale assicurato
dell’Università si intendono inclusi anche gli specializzandi dell’IRCCS che
frequentino i Dipartimenti ed Istituti Universitari che concorrono al funzionamento
della Scuola convenzionata.
Art. 8 – Una apposita Commissione vigila sulla corretta applicazione della
presente Convenzione e sul suo regolare svolgimento, conduce le opportune e
necessarie verifiche, nonché propone agli Organi deliberanti dei rispettivi
Enti, gli aggiornamenti e le modifiche che la concreta sperimentazione della
Convenzione stessa può suggerire.
Tale commissione, che è composta di sette membri, di cui tre nominati
dal Direttore Generale dell’IRCCS tra le proprie figure apicali e tre nominati
dall’Università (tra cui il Direttore della Scuola convenzionata o tra i Direttori
delle Scuole convenzionate) ed è presieduta dal Preside di Facoltà o da un suo
delegato – Direttore della Scuola convenzionata – ovvero scelto tra i Direttori
198 2006

Attività didattica e formativa
delle Scuole di Specializzazione convenzionate, stabilisce il numero degli specializzandi
che potranno usufruire dell’attività didattica, teorica e pratica svolgentesi
presso le strutture ospedaliere, nonché i relativi periodi di frequenza
obbligatoria presso le stesse.
La Commissione redige, almeno una volta all’anno, una apposita relazione
da presentarsi all’Università e all’Amministrazione dell’IRCCS.
Ai componenti la Commissione predetta, per l’opera da essi svolta, non
sarà riconosciuto diritto ad alcun compenso.
La Commissione, su richiesta dei suddetti Enti, esprime parere anche
sulle eventuali controversie insorte tra le parti.
Art. 9 – Eventuali modifiche alla presente Convenzione dovranno essere
preventivamente sottoposte all’esame degli Organi deliberanti delle parti contraenti.
Art. 10 – Il presente atto entra in vigore a partire dal mese di novembre
dell’anno accademico 2006/07 ed ha durata triennale con possibilità di rinnovo
nelle medesime forme previste per la sua stipula.
Roma, 10 Ottobre 2006
Per l’Università di Roma La Sapienza
Il Rettore
Renato Guarini
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentate Legale
Albina Brutti
2006 199

Sezione II
CONVENZIONE
L’Università “ Campus Bio-Medico ” di Roma, in prosieguo denominata
“ Università ”, Codice Fiscale n. 97087620585 con sede in Roma Via E. Longoni,
83 nella persona del Rettore pro-tempore Prof. Vincenzo Lorenzelli,
nato a Verona il 15-5-1933 in ragione della sua carica ed agli effetti del presente
atto domiciliato presso la sede del Campus Bio-Medico
E
la Fondazione Santa Lucia, Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico,
nella persona del Presidente pro-tempore Albina Brutti, nata a Rosora,
(AN), il giorno 4-9-1921, per la carica domiciliato in Via Ardeatina, 306 -
00179 Roma, in prosieguo denominata “ Fondazione ”.
– Vista l’attività delle parti nel campo dell’assistenza sanitaria ad alta specializzazione.
– Vista le attività pluriennali di entrambe le Istituzioni nel campo della
didattica.
– Preso atto del comune interesse delle parti nello sviluppo di attività di
ricerca scientifica in campo neuroradiologico.
– Vista la legge 833/78 e il D.L. 502/92 e le vigenti disposizioni riguardanti le
Scuole di Specializzazione (D.P.R. 382 dell’11-7-80, D.P.R. 162 del 10-3-82,
D.M. dell’1-8-2005 e D.M. del 29-3-2006).
CONVENGONO E STIPULANO QUANTO SEGUE
Art. 1 – La Fondazione permette l’accesso da parte degli studenti iscritti
alla Scuola di specializzazione in Radiodiagnostica dell’Università, di seguito
denominata “ Scuola ”, al proprio Servizio di Diagnostica per Immagini,
secondo frequenza e modalità preventivamente programmate, di comune
accordo, da entrambe le parti.
Art. 2 – L’accesso, di cui al precedente art. l, si esplicita nella frequenza programmata
di studenti della Scuola per le attività cliniche di Neuroradiologia.
Art. 3 – Gli stessi frequentatori prendono parte all’attività di studio e di
ricerca della Fondazione nel campo della Neuroradiologia.
Art. 4 – L’attività clinica, il contenuto didattico ed i progetti di ricerca, nel
campo della Neuroradiologia, ai quali prendono parte gli studenti, vengono
stabiliti di comune accordo, da entrambe le parti, e si attuano nell’ambito del
Programma didattico-scientifico Neuroradiologico, di seguito denominato
“ PDSN”, della Fondazione.
Il PDSN della Fondazione prevede un percorso formativo didattico- esperenziale
con nozioni formali e tirocinio pratico, con supervisione, nonchè l’addestramento
e partecipazione a progetti di ricerca scientifica nel campo della
Neuroradiologia.
200 2006

Attività didattica e formativa
Art. 5 – I referenti per la presente convenzione sono:
– per l’Università, il Prof. Bruno Beomonte Zobel, Direttore della Scuola
di Specializzazione in Radiodiagnostica;
– per la Fondazione, il Prof. Carlo Caltagirone, direttore Scientifico.
Nell’ambito del PDSN, il responsabile dell’attività didattico-esperenziale e
del tirocinio pratico è il Dr. Umberto Sabatini, specialista in Neurologia e
Radiodiagnostica; il responsabile dell’attività di addestramento e partecipazione
a progetti di ricerca scientifica è il Dr. Giacomo Luccichenti, specialista
in Radiodiagnostica.
I suddetti referenti della convenzione ed i responsabili del PDSN curano,
in base ai propri ruoli, il buon andamento dell’accordo, conducendo le opportune
analisi e proponendo gli aggiornamenti e le modifiche che la concreta
attuazione della convenzione stessa può suggerire.
Art. 6 – L’Università, nell’ambito e con modalità definite dalla Scuola di
Specializzazione in Radiodiagnostica, in riferimento alla normativa vigente e
a titolo gratuito, conferisce incarico dell’insegnamento nei settori disciplinari
MED/37 e MED/36 a favore dei responsabili del PDSN. L’Università fornisce,
inoltre, gli strumenti didattici necessari al conseguimento degli obiettivi previsti
dal PDSN da parte degli studenti della Scuola.
Art. 7 – Il numero e le modalità delle frequenze, nonché il calendario
delle stesse vengono stabiliti dal Consiglio della Scuola di Specializzazione
suddetta all’inizio dell’anno accademico, anche in relazione alle necessità
organizzative ed operative della Fondazione, fornite loro preliminarmente
ed in comune dai referenti della convenzione e dai responsabili del PDSN
con apposita relazione.
Art. 8 – In base a quanto stabilito dall’art. 2, ultimo comma D.P.R. 162 del
10-3-1982 e successive modificazioni ed integrazioni, la Fondazione potrà
richiedere posti presso la Scuola, in aggiunta a quelli ordinari, da riservarsi a
personale ad esso appartenente. L’ammissione in qualità di specializzando in
soprannumero alla Scuola di Specializzazione in Radiodiagnostica dell’Università
del personale medico della Fondazione, è assicurata secondo i limiti e
le forme previste dal D.lgs 257/91 e successive modificazioni ed integrazioni.
Art. 9 – In materia di assicurazione per la responsabilità civile nei confronti
di terzi e per infortuni connessi all’attività di formazione, l’Università è tenuta
alla copertura assicurativa secondo le modalità previste dall’ottavo comma dell’art.
4 del D.lgs 257/1991 e successive modificazioni ed integrazioni.
La Fondazione deve garantire un’adeguata copertura assicurativa per danni
derivanti a terzi dalla conduzione dei fabbricati nei quali si svolge l’attività nonché
degli impianti e delle attrezzature utilizzate per l’attività di formazione.
In particolare, ciascuna parte si impegna alla formazione ed informazione
del proprio personale riguardo ai rischi derivanti dallo svolgimento
delle attività ed a tutti gli obblighi di legge di cui alla L. 626/94 e successive
modificazioni, nonché alla informazione sulle proprie procedure e su rischi
specifici verso personale frequentatore dell’altra parte.
2006 201

Sezione II
Art. 10 – Eventuali modifiche alla presente Convenzione dovranno essere
preventivamente sottoposte all’esame delle parti contraenti.
Art. 11 – La presente Convenzione entra in vigore dall’anno accademico
2006/2007 e avrà durata di quattro anni accademici e sarà tacitamente rinnovato
per ugual durata salvo disdetta da inviare entro tre mesi prima della scadenza
comunicata dalla parte interessata con raccomandata.
Art. 12 – Per tutte le controversie derivanti dall’interpretazione e dall’esecuzione
della presente Convenzione sarà competente in via esclusiva il Foro
di Roma.
Art. 13 – La presente Convenzione è soggetta a registrazione in caso d’uso
ai sensi degli artt. 6, 39 e 40 del DPR 131 del 26-4-1986. Le spese di registrazione
sono a carico del sottoscrittore interessato.
Roma, 18 Ottobre 2006
Per l’Università Campus Biomedico
Il Rettore
Vincenzo Lorenzelli
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Albina Butti
202 2006

Attività didattica e formativa
CONVENZIONE DI TIROCINIO DI FORMAZIONE ED ORIENTAMENTO
(ai sensi dell’art. 4, V c., D.M. 25/3/1998, N. 142)
TRA
la Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Università degli
Studi di Bari, con sede in Via Orebona n. 4, codice fiscale n. 80002170720,
d’ora in poi denominata “ soggetto promotore ”, legalmente rappresentata dal
prof. Paolo Spinelli, nato a Casamassima (BA) il 13/5/1949, nella sua qualità
di Preside di Facoltà
E
la Fondazione Santa Lucia Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico,
con sede legale in Roma cap. 00179 Via Ardeatina 306, C.F. 97138260589
d’ora in poi denominata “ soggetto ospitante ”, rappresentata dal Presidente
Maria Ardiana Amadio, nato a Roma il 01/01/1946.
PREMESSO
Che al fine di agevolare le scelte professionali mediante la conoscenza diretta
del mondo del lavoro e realizzare momenti di alternanza tra studio e lavoro
nell’ambito dei processi formativi i soggetti richiamati all’art. 18, comma 1,
lettera a), della legge 24 Giugno 1997, n. 196, possono promuovere tirocini di
formazione ed orientamento in impresa a beneficio di coloro che abbiano già
assolto l’obbligo scolastico ai sensi della legge 31 Dicembre 1962, 1859, come
modificata dalla legge 20 Gennaio 1999, n. 9.
SI CONVIENE QUANTO SEGUE
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge 24 Giugno 1997, n. 196 e del D.M.
25 Marzo 1998, n. 142, la Fondazione Santa Lucia si impegna ad accogliere
presso le sue strutture un numero massimo di 4 (quattro) soggetti in tirocinio
di formazione ed orientamento, su proposta del soggetto promotore ai sensi
dell’art. 2 del D.M. 25 Marzo 1998, n. 142, e comunque in base alla annuale
disponibilità comunicata dalla Fondazione stessa.
Art. 2 – 1. Il tirocinio formativo e di orientamento, ai sensi dell’art. 18,
comma 1, lettera d), della legge n. 196 del 1997 non costituisce rapporto di lavoro.
2. Durante lo svolgimento del tirocinio l’attività di formazione ed orientamento
è seguita e verificata da un tutore designato dal soggetto promotore in
veste di responsabile didattico-organizzativo, e da un responsabile aziendale,
indicato dal soggetto ospitante.
3. Per ciascun tirocinante inserito nell’impresa ospitante in base alla presente
Convenzione viene predisposto un progetto formativo e di orientamento
contenente:
– il nominativo del tirocinante;
– i nominativi del tutore e del responsabile aziendale;
– obiettivi e modalità di svolgimento del tirocinio, con l’indicazione dei
tempi di presenza in azienda;
2006 203

Sezione II
– le strutture aziendali (stabilimenti, sedi, reparti, uffici) presso cui si
svolge il tirocinio;
– gli estremi identificativi delle assicurazioni Inail e per la responsabilità
civile.
Art. 3 – 1. Durante lo svolgimento del tirocinio formativo e di orientamento
il tirocinante è tenuto a:
– svolgere le attività previste dal progetto formativo e di orientamento;
– rispettare le norme in materia di igiene, sicurezza e salute sui luoghi di
lavoro;
– mantenere la necessaria riservatezza per quanto attiene a dati, informazioni
o conoscenze in merito a processi produttivi e prodotti, acquisiti
durante lo svolgimento del tirocinio.
Art. 4 – 1. Il soggetto promotore assicura i tirocinanti contro gli infortuni
sul lavoro presso l’Inail, nonché per la responsabilità civile presso compagnie
assicurative operanti nel settore. In caso di incidente durante lo svolgimento del
tirocinio, il soggetto ospitante si impegna a segnalare l’evento entro i tempi previsti
dalla normativa vigente, agli Istituti assicurativi ed al soggetto promotore.
2. Il soggetto promotore si impegna ai sensi dell’art. 5 D.M. 142/98 a far
pervenire alla regione o alla provincia delegata, alle strutture provinciali del
Ministero del lavoro e della previdenza sociale competenti per territorio in
materia di ispezione, nonché alle rappresentanze sindacali aziendali, copia
della Convenzione di ciascun progetto formativo e di orientamento.
Art. 5 – Le parti dichiarano reciprocamente di essere informate, e per
quanto di ragione espressamente acconsentire, che i dati personali comunque
raccolti in conseguenza e nel corso dell’esecuzione della presente convenzione
vengano trattati esclusivamente per la finalità della convenzione mediante consultazione,
elaborazione manuale e/o automatizzata. Inoltre, per i fini statistici,
i suddetti dati, trattati esclusivamente in forma anonima, potranno essere
comunicati a soggetti pubblici, quando ne facciano richiesta per il proseguimento
dei propri fini istituzionali, nonché a soggetti privati, quando lo scopo
della richiesta sia compatibile con i fini istituzionali della parte contrattuale a
cui si riferiscono. Titolari dei dati personali, per quanto concerne il presente
articolo, sono rispettivamente l’Ente e l’Università. Le parti dichiarano infine di
essere informate sui diritti sanciti dall’art. 13 della legge 675 del 31/12/1996.
Art. 6 – La presente convenzione avrà la durata di 3 anni dalla data di sottoscrizione
della stessa e potrà essere rinnovata su richiesta di una delle parti
ed accettazione dell’altra.
Roma, 4 Dicembre 2006
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
Per la Facoltà di Scienze
Matematiche, Fisiche e Naturali
Il Preside di Facoltà
Paolo Spinelli
204 2006

Attività didattica e formativa
CONVENZIONE UNICA DI TIROCINIO FORMATIVO POST LAUREAM
per l’ammissione all’esame di Stato
per l’abilitazione all’esercizio della professione di psicologo
TRA
Università degli Studi di Parma con sede in Parma, via Università n. 12, C.F.
I.T. 00308780345, d’ora in poi denominato “ soggetto promotore ”, rappresentata
dal Magnifico Rettore prof. Gino Ferretti, nato a Reggio Emilia il 29 febbraio
1948, o da suo Delegato
E
Fondazione Santa Lucia, Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
con sede legale in Roma, Via Ardeatina n. 306, codice fiscale 97138260589,
d’ora in poi denominata “ soggetto ospitante ”, rappresentata dal Presidente,
Maria Adriana Amadio, nata a Roma il 01 gennaio 1946,
PREMESSO CHE
– il D.P.R. 382/80 prevede che i Rettori delle Università possano stipulare convenzioni
con Enti pubblici e privati, su proposta delle Facoltà, al fine di avvalersi
di attrezzature e servizi logistici extrauniversitari per lo svolgimento di
attività didattiche integrative di quelle universitarie, finalizzate al completamento
della formazione accademica e professionale;
– la legge 341/90 prevede che le Università, per la realizzazione dei corsi di
studio, nonché delle attività culturali e formative, possano avvalersi,
secondo modalità definite dalle singole sedi, della collaborazione di soggetti
pubblici e privati, con facoltà di prevedere la stipulazione di apposite convenzioni;
– il D.M. 239/92 recante norme in materia di tirocinio pratico post-lauream
per 1’ammissione all’esame di stato per l’abilitazione all’esercizio della professione
di psicologo
SI CONVIENE QUANTO SEGUE
Art. 1 – La Fondazione Santa Lucia si impegna ad accogliere presso le
sue strutture, in base al numero di posti annualmente disponibili, laureati in
psicologia in tirocinio formativo post lauream per l’ammissione all’esame di
stato per l’abilitazione all’esercizio della professione d’intesa con l’Università
degli Studi di Parma.
Art. 2 – Durante lo svolgimento del tirocinio formativo il tirocinante è
tenuto a:
– svolgere le attività pratiche indicate dal tutor del soggetto ospitante;
– rispettare le norme in materia di igiene, sicurezza e salute sui luoghi di
lavoro;
2006 205

Sezione II
– mantenere la necessaria riservatezza per quanto attiene ai dati, informazioni
o conoscenze in merito a processi produttivi e prodotti, acquisiti
durante lo svolgimento del tirocinio.
Eventuali relazioni o pubblicazioni sulle ricerche o sugli studi effettuati
nell’ambito del tirocinio devono essere concordate con il soggetto ospitante.
Art. 3 – L’Università provvederà alla copertura assicurativa dei tirocinanti
contro gli infortuni sul lavoro (presso INAIL, gestione per conto dello Stato
e presso la Compagnia di assicurazioni Assitalia, posizione attuale
n. 0600497890) e per la responsabilità civile (presso la compagnia di assicurazioni
Allianz Subalpina, attuale posizione n. 92905561).
Art. 4 – Il soggetto ospitante si impegna:
– a seguire lo svolgimento del tirocinio con la cura necessaria, per il tramite
di un tutore del soggetto ospitante appositamente individuato;
– a controllare e vistare il prospetto delle presenze del/della tirocinante;
– a segnalare tempestivamente all’Università qualsiasi evento inerente il
tirocinante, nonché ogni sua eventuale assenza;
– a non diffondere in alcun modo i dati ricevuti e ad utilizzarli solo ai fini
della presente Convenzione. Trovano applicazione le norme contenute nel
Decreto legislativo n. 196/2003 (codice in materia di protezione dei dati personali).
Art. 5 – I rapporti che il soggetto ospitante intrattiene con i tirocinanti
non costituiscono rapporto di lavoro né alcun obbligo giuridico economico, ai
sensi della presente Convenzione.
La realizzazione del tirocinio non comporta per il soggetto ospitante e per
l’Università alcun onere finanziario, né obblighi di altra natura, salvo quelli
assunti con la presente Convenzione.
Art. 6 – Il soggetto ospitante garantisce al tirocinante una efficace
formazione ai fini della prevenzione antinfortunistica; le nozioni utili a tale
prevenzione costituiscono per il tirocinante argomento necessario e ineludibile.
Il soggetto ospitante garantisce, altresì, la fornitura dei mezzi di protezione
eventualmente necessari; il tirocinante è tenuto ad utilizzarli e ad
ottemperare alle disposizioni impartite per la sua sicurezza, pena l’immediata
interruzione del tirocinio.
Il soggetto ospitante si impegna, inoltre, a garantire al tirocinante le condizioni
di sicurezza e di igiene previste dalla normativa vigente, sollevando da
qualsiasi onere di verifica l’Università.
Il soggetto ospitante si impegna, infine, a segnalare tempestivamente
all’Università ed agli istituti assicurativi (facendo riferimento al numero della
polizza sottoscritta dall’Università) qualsiasi incidente possa occorrere al tirocinante.
Art. 7 – Per tutto quanto non espressamente previsto dalla presente Convenzione,
le Parti fanno riferimento alla legislazione vigente in materia.
206 2006

Attività didattica e formativa
Eventuali future disposizioni normative di natura vincolante in materia
potranno essere recepite mediante semplice scambio di corrispondenza a
firma degli stessi firmatari della presente Convenzione.
Art. 8 – Le Parti accettano di definire amichevolmente qualsiasi controversia
che possa nascere dalla presente Convenzione; nel caso in cui non sia
possibile raggiungere in questo modo l’accordo, convengono di risolvere ogni
eventuale controversia ai sensi degli artt. 806 e seguenti del c.p.c., ad opera di
un collegio di tre arbitri che saranno nominati, uno dall’Università, uno dal
soggetto ospitante e il terzo, che fungerà da Presidente del collegio arbitrale,
dai due predetti arbitri, o, in caso di disaccordo tra gli stessi o di mancata
nomina del proprio arbitro da parte di una delle Parti, dal Presidente del Tribunale
di Parma, città ove il collegio arbitrale avrà sede.
Gli arbitri decideranno a maggioranza semplice.
Art. 9 – La presente convenzione avrà durata di 3 anni dalla data di
approvazione con decreto da parte dell’Università degli Studi di Parma e sarà
rinnovabile automaticamente, salvo disdetta da comunicarsi per iscritto
almeno 3 mesi prima della data di scadenza. Resta inteso che, anche in caso
di recesso, venga comunque garantito il compimento delle attività in corso.
Art. 10 – La presente Convenzione, redatta in due esemplari, verrà registrata
in caso d’uso a tassa fissa, ai sensi degli artt. 5 e 39 del D.P.R. 131 del
26/04/1986, a spese della Parte che richiederà la registrazione.
Letto, approvato e sottoscritto
Roma, 27 Dicembre 2006
Per l’Università degli Studi di Parma
Il Rettore
Gino Ferretti
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
2006 207

Borse
di studio

Sezione II
Distribuzione cellulare e subcellulare
dei recettori purinergici P2 nel sistema nervoso centrale
Susanna Amadio
Introduzione e scopo della ricerca
Le molecole puriniche presenti nel mezzo extracellulare costituiscono
importanti molecole segnale che mediano i più diversi effetti biologici, attraverso
specifici recettori di membrana denominati recettori purinergici: ionotropici,
o P2X, e metabotropici, o P2Y. La discriminazione tra le due classi è
di tipo sia farmacologico, sia funzionale che molecolare (Burnstock G., 2006,
Trends Pharmacol Sci 27(3): 166-176; Volonté C., Amadio S. et al., 2006, Pharmacol
Ther 112(1): 264-280). Nel sistema nervoso centrale e periferico, è stato
dimostrato che l’ATP può agire sia come neurotrasmettitore, sia come cotrasmettitore
o, in generale, come neuromodulatore, modulando il rilascio di
altri neurotrasmettitori. I recettori P2 sono implicati soprattutto nelle comunicazioni
neurone-neurone, glia-glia e neurone-glia (Amadio S., D’Ambrosi N.
et al., 2002, Neuropharmacology 42(4): 489-501; Fields R.D., Burnstock G.,
2006, Nat Rev Neurosci 7(6): 423-436).
Scopo del presente progetto è stato lo studio della distribuzione delle sottoclassi
dei recettori P2 nel sistema nervoso centrale di ratto, per mezzo di
reazioni immunoenzimatiche (Western blot) e tecniche immunoistologiche.
Risultati
Tra i vari recettori purinergici di cui si è studiata la distribuzione, di notevole
interesse è stata la localizzazione del recettore metabotropico P2Y 12
. Si è
osservato nella corteccia cerebrale e nei nuclei subcorticali (striato e substantia
nigra) che il recettore P2Y 12
è localizzato negli oligodendrociti. Mediante
microscopia confocale, si è quindi riscontrato che l’immunoreattività per
P2Y 12
è visibile nella corteccia come lunghe fibre parallele che formano un
“ network ” tra i corpi neuronali positivi al NeuN. Tale immunoreattività,
invece, conferisce un aspetto spugnoso allo striato, essendo localizzata esclusivamente
nella sostanza bianca ed escludendo i neuroni GABAergici calbindina-positivi,
di cui la sostanza grigia è notevolmente arricchita. Nel mesencefalo,
si osserva un forte segnale di P2Y 12
distribuito attraverso i peduncoli
cerebrali, ed in particolare nella substantia nigra. Il recettore P2Y 12
non colocalizza,
quindi, né con il generico marker neuronale NeuN nella corteccia
cerebrale, né con lo specifico marker neuronale calbindina nello striato, né
tantomeno con la TH nella substantia nigra. Successivamente, è stata valutata
la natura dell’immunoreattività per P2Y 12
in sezioni contenenti corteccia e
striato utilizzando, rispettivamente, il marcatore microgliale IB4 e quello
astrocitario GFAP. In entrambi i casi, non si è riscontrata nessuna colocalizzazione
con il recettore P2Y 12
. È stata poi condotta una doppia immunofluorescenza
tra P2Y 12
e NFL, specifico per i processi neuronali. L’immunofluore-
210 2006

Borse di studio
scenza di P2Y 12
si presenta giustapposta a frammenti di fibre neuronali, tanto
che sembra esserci colocalizzazione tra i due segnali. Ad elevati ingrandimenti,
tuttavia si nota che il recettore P2Y 12
non è presente sui neurofilamenti.
Infine, sono stati testati due differenti marcatori per gli oligodendrociti:
l’MBP, che riconosce i corpi cellulari e gli avvolgimenti mielinici, ed il
RIP, il quale non individua la mielina nella porzione distale degli assoni ma
solo i corpi degli oligodendrociti ed i loro processi multipli che terminano in
prossimità degli avvolgimenti mielinici.
Nella corteccia e nella sostanza bianca dello striato, si osserva colocalizzazione
tra il recettore P2Y 12
e l’MBP, sia nelle spesse fibre longitudinali che in
quelle trasversali. Ad elevato ingrandimento, si distinguono fibre P2Y 12
-MBP
positive con strutture segmentali date da brevi tratti d’interruzione della mielina,
che sono interpretate rispettivamente come regioni internodali della
fibra e nodi di Ranvier. Inoltre, si distinguono piccole strutture P2Y 12
-MBP
positive con corti processi radiali che assomigliano a corpi di oligodendrociti
adiacenti a corpi neuronali.
Mentre l’immunoreattività per il RIP conferma la presenza di P2Y 12
nei
corpi cellulari degli oligodendrociti di corteccia, le fibre positive al RIP, nella
corteccia e nello striato, sono generalmente più sottili e, solo in parte, contengono
la proteina P2Y 12
. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il RIP non
riconosce la mielina nella porzione distale degli assoni e/o che non tutte le
fibre mielinizzate RIP-positive esprimono il recettore P2Y 12
.
Nella substantia nigra e nei peduncoli cerebrali, l’immunoreattività per il
P2Y 12
sembra essere completamente sovrapposta a quella dell’MBP. Mentre
nella pars reticulata e nei peduncoli cerebrali il segnale P2Y 12
-MBP assume
una compatta morfologia fascicolare così come nello striato, nella pars compacta
si può osservare che le cellule P2Y 12
-positive sono disperse tra i neuroni
ed emergono contigue ai corpi neuronali dopaminergici. Inoltre, è stata confermata
l’esistenza di P2Y 12
negli oligodendrociti anche mediante microscopia
elettronica e Western blot.
La presenza del recettore P2Y 12
negli oligodendrociti e nella mielina suggerisce
un suo possibile ruolo nell’avvolgimento mielinico degli assoni, critico
per un rapido trasferimento dei segnali durante l’attività elettrica. Inoltre, poiché
P2Y 12
è ben conosciuto regolare l’adesione/attivazione piastrinica e la crescita
e stabilità del trombo, per analogia si potrebbe speculare che il segnale
di P2Y 12
negli oligodendrociti possa contribuire alla migrazione e all’adesione
dei processi gliali sugli assoni che devono essere mielinizzati. Poiché i fenomeni
di demielinizzazione si verificano spesso nelle malattie neurodegenerative
come la sclerosi multipla, tramite la regolazione di tale recettore si
potrebbero quindi individuare nuove terapie contro le patologie demielinizzanti
(Amadio S., Tramini G. et al., 2006, Neuroscience 141(3): 1171-1180).
2006 211

Sezione II
Ruolo della vascolarizzazione per il segnale BOLD:
studi con tecniche venografiche e la fMRI
Valentina Brainovich
Introduzione
L’attività di ricerca svolta nell’anno 2006 presso la Fondazione Santa Lucia
rientra nel vasto progetto di caratterizzazione del segnale BOLD (Blood Oxygen
Level Dependent) (Ogawa S. et al., 1993, Byophys J 64: 803-812) correntemente
impiegato in larga scala negli studi funzionali cerebrali mediante la risonanza
magnetica. Il segnale BOLD coinvolge un complesso insieme di fattori che coesistono
con l’attivazione neuronale: cambiamenti nel volume regionale cerebrale,
nel flusso sanguigno e nella quantità di ossigeno contenuta nel sangue.
La problematica fondamentale è la bassa specificità spaziale del segnale
BOLD: il volume di tessuto cerebrale nel quale avviene la risposta emodinamica
è maggiore del volume di tessuto nel quale avviene l’effettiva attività neurale. In
relazione a tale problema, l’attività di ricerca svolta si è concentrata nella ottimizzazione
della venografia, una tecnica di acquisizione tridimensionale di
immagini di risonanza magnetica, combinata con un particolare procedimento
di elaborazione delle immagini di fase del segnale e indirizzata alla finalità di
produrre immagini della porzione venosa dell’albero vascolare (Reichenbach et
al., 2003, J Comput Assist Tomo 24(6): 949-957).
L’attuale attività di ricerca, facente parte del più ampio progetto volto alla
determinazione di una metodologia che permetta di superare i limiti delle
convenzionali immagini BOLD a singolo eco, prevede l’utilizzo della venografia
per discriminare il contributo aspecifico dei vasi drenanti nelle immagini
fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging).
Negli esperimenti fMRI si è scelto di acquisire il segnale con sequenze
multi-eco. Da tali immagini è possibile calcolare le mappe in T2*, mappe che,
a differenza delle convenzionali immagini a singolo eco, non risentono della
dipendenza dal tempo d’eco utilizzato e che potrebbero rivelarsi più specifiche
ai fini della rivelazione dell’attivazione funzionale (Hagberg et al., 2003,
Magn Res Med 21: 1241-1249).
Materiali e metodi
La realizzazione di un metodo venografico ottimizzato è stata raggiunta
mediante l’analisi dei dati acquisiti su 6 soggetti (età media 23 anni) con una
sequenza Gradient Echo 3D ad alta risoluzione (0.5x0.5x0.5 mm 3 ). La scelta
di tale sequenza e dei suoi parametri è motivata dalla necessità di incrementare
la differenza di intensità di segnale tra il sangue venoso e i tessuti circostanti:
semplicemente sfruttando le caratteristiche intrinseche della generazione
del segnale stesso (BOLD) è possibile vedere tali vasi senza l’impiego di
agenti di contrasto esogeni.
Immagini venografiche sono state create mediante proiezioni di minima
212 2006

Borse di studio
intensità su spessori di volume cerebrale costituiti da immagini di ampiezza
del segnale sulle quali sono state in precedenza applicate maschere di fase
opportunamente elaborate. L’intera metodologia è stata implementata nello
scanner a 3T per i vantaggi ottenibili dalla crescita del rapporto segnale
rumore per campi più elevati e dunque per la maggior risoluzione spaziale
indagabile. La sequenza utilizzata è una sequenza MEDIC (multiple-echo data
image combination) che acquisisce simultaneamente immagini a diversi
tempi d’eco (TE 1
=21ms eTE 2
=33ms sono i valori scelti).
L’obiettivo principale è stata la realizzazione di maschere di fase ottimizzate
per ottenere spessori di proiezione di minima intensità sottili e con il
miglior contrasto segnale rumore possibile. Le lente variazioni della fase sono
state eliminate con l’applicazione di un filtro Hamming bidimensionale. La
creazione di maschere di fase è stata indagata mediante la realizzazione di filtri
lineari, simmetrici e asimmetrici nello spazio della fase, supportata da
simulazioni della fase del segnale BOLD riprodotta in forma matriciale.
Le immagini venografiche sono state confrontate con le immagini di
attivazione BOLD, ricavate da dati acquisiti in vivo per valori di campo
magnetico pari a 1.5T e 3T. Le misure funzionali sono state progettate per
stimolare differenti porzioni dell’albero vascolare cerebrale (corteccia motoria
e visiva).
Risultati e discussione
L’innovativa scelta di acquisire per la venografia immagini a due tempi
d’eco diversi, mediati durante l’elaborazione delle immagini, ha permesso di
guadagnare in rapporto segnale rumore.
Le simulazioni della fase del segnale hanno indicato come, in funzione
dell’orientazione e della posizione del vaso rispetto al campo magnetico statico,
la frazione di sangue contenuta nel voxel di interesse renda necessaria
l’applicazione di filtri di scalaggio per valori della fase sia negativi che positivi.
La necessità di applicare il filtro Hamming bidimensionale ha comportato la
scelta di usare un filtro lineare simmetrico tra -pi/2 e pi/2.
Con una sola moltiplicazione delle maschere di fase per la corrispettiva
immagine di ampiezza, è attualmente possibile ricavare le immagini venografiche
eseguendo una proiezione di minima intensità su uno spessore selezionato
di soli 4mm, superando così i limiti delle attuali pubblicazioni riguardanti
metodi venografici (Reichenbach J.R. et al., 1998, Magn Reson Mater in
Biol, Phys and Med 6: 62-69; Reichenbach J.R. et al., 2000, J Computer Assist
Tomo 24(6): 949-957; Reichenbach J.R. and Haacke E.M., 2001, NMR Biomed
14(7-8): 453-467), che eseguono proiezioni di minima intensità su spessori
dell’ordine dei 10-20 mm. Il lavoro di ottimizzazione svolto ha così permesso
il confronto con le immagini fMRI il cui spessore di volume cerebrale acquisito
è di norma dell’ordine dei 3-4 mm.
L’elaborazione dei dati funzionali è stata fatta calcolando le immagini di
attivazione visiva e motoria, su due strade parallele: sulle immagini estratte al
secondo tempo d’eco (equivalenti alle immagini fMRI convenzionali) e sulle
immagini parametriche in T2*.
2006 213

Sezione II
Il confronto tra le estensioni spaziali di tali attivazioni funzionali e il contributo
dei vasi drenanti, individuato introducendo soglie di intensità nelle
immagini venografiche, sembra supportare l’idea che le mappe in T2* siano
meno influenzate dalla presenza di grosse vene. Tuttavia, per poter trarre
robuste conclusioni riguardo la maggior specificità delle mappe in T2*, il
campione statistico deve essere ampliato.
214 2006

Borse di studio
Elaborazione della reattività di ritmi corticali motori
finalizzata al controllo di un cursore nel contesto
di interfacce cervello-computer (Brain Computer Interface)
Simona Bufalari
Introduzione
Un’interfaccia cervello-computer (BCI) è un sistema di comunicazione
che non dipende dai normali canali di uscita del cervello rappresentati dai
nervi periferici e dai muscoli (Wolpaw J.R., Birbaumer N. et al., 2000, IEEE
Trans Rehabil Eng 8: 161-163) e quindi, riuscendo a tradurre specifici processi
mentali in comandi di controllo, può essere utilizzato per restituire funzionalità
compromesse da patologie che comportano impedimenti motori e/o linguistici
(patologie neurodegenerative, disordini neurologici, stati definiti “ locked
in ”). Le difficoltà nell’utilizzo dei segnali EEG come segnali di controllo
per un dispositivo BCI possono essere riferite a due diversi ordini: fisiologico,
inerente ai meccanismi di generazione di pattern EEG sottesi al compito
cognitivo (motorio); tecnico, legato alle caratteristiche intrinseche del segnale
EEG di scalpo.
La prima difficoltà è nella necessità di definire una tecnica di apprendimento
appropriata perché il soggetto impari a controllare delle caratteristiche
del proprio EEG, in modo da produrre un segnale stabile e ripetibile, che
il sistema riesca a riconoscere e classificare. Definita una tecnica di apprendimento
appropriata, resta aperta la problematica dell’identificazione e classificazione
di particolari ritmi e siti sullo scalpo. In particolare sullo scalpo è
possibile registrare in prossimità delle zone centro-parietali un ritmo EEG
denominato “ mu ” (Pfurtscheller G. et al., 1999, Clin Neurophysiol 110(11):
1842-1857; Pineda J.A., 2005, Brain Research Reviews 50: 57-68) i cui cambiamenti
di ampiezza (desincronizzazioni e sincronizzazioni) sono prodotti da
movimenti self-paced, dall’osservazione e dall’immaginazione del movimento.
Con l’addestramento è infatti possibile imparare a modulare il proprio
ritmo mu in assenza di movimento, semplicemente immaginando di
muovere l’arto stesso. A supporto di tale fenomeno diversi studi di neuroimaging
hanno fornito una base sperimentale all’ipotesi che l’immaginazione
motoria e l’esecuzione attivino lo stesso substrato neuronale. Le strategie di
apprendimento nell’utilizzo dei dispositivi BCI basati sul controllo del ritmo
mu (e del ritmo beta) si basano quindi sull’immaginazione motoria.
La seconda difficoltà risiede nel fatto che l’EEG permette di ottenere
segnali con un’alta risoluzione temporale (msec), ma con una bassa risoluzione
spaziale (cm 2 ). Un notevole aumento della risoluzione spaziale offerta
dall’EEG si è ottenuto con l’utilizzo dell’ Elettroencefalografia ad Alta Risoluzione
Spaziale. È stato poi ampiamente dimostrato (Babiloni F., Carducci F. et
al., 2001, Human Brain Mapping 14(4): 197-210; Babiloni F., Babiloni C. et al.,
2003, Neuroimage 19(1): 1-15) come sia possibile migliorare la risoluzione
2006 215

Sezione II
spaziale dell’EEG mediante l’utilizzo di modelli realistici della testa applicati
alla risoluzione del problema lineare inverso dell’elettroencefalografia: stabilito
il legame fra i dati (misure EEG) e le incognite (attivazioni corticali) è
possibile stimare l’attività corticale e quindi risalire alle sorgenti corticali che
hanno generato i segnali EEG misurati sullo scalpo. Il controllo di dispositivi
BCI nell’uomo tramite l’utilizzo di segnali prelevati da elettrodi di superficie
posti sullo scalpo (EEG) non raggiunge gli stessi risultati ottenuti col metodo
invasivo (Hochberg L.R., Serruya M.D. et al., 2006, Nature 442: 164-171). Stimando
l’attività corticale durante l’esecuzione e l’immaginazione di atti
motori (Babiloni F., Babiloni C. et al., 2003, Neuroimage 19(1): 1-15) è stato
dimostrato che il picco dell’attività corticale (massimo nelle aree corticali controlaterali
al movimento) durante i compiti di immaginazione del movimento
degli arti era molto maggiore del picco del segnale EEG rilevato sullo scalpo.
L’ipotesi di lavoro era che le caratteristiche di attività cerebrale fossero più
evidenti e riconoscibili per i classificatori impiegati se computate a partire dai
dati corticali rispetto alle stesse computazioni eseguite sui dati EEG di scalpo
(Cincotti F., Babiloni C. et al., 2004, Methods Inf Med 43(1): 114-117). Si sta
quindi indagando la possibilità di applicare on line le tecniche di stima
lineare inversa, in modo da fornire come input al sistema BCI il segnale generato
a livello corticale.
La terza difficoltà deriva dal basso rapporto segnale-rumore presente
sull’EEG stesso che rende difficile la rilevazione delle variazioni del ritmo
mu. Devono quindi essere applicate opportune tecniche di elaborazione
del segnale al fine di estrarre le caratteristiche (features) rilevanti dall’EEG
di base.
Obiettivi
Definito il contesto delle ricerche nell’ambito delle interfacce cervellocomputer,
ci si è posti l’obiettivo di dare delle prime indicazioni alla soluzione
delle problematiche esposte e contestualmente di individuare i pattern corticali
e le connessioni funzionali fra le aree coinvolte durante l’apprendimento
motorio, non solo per quanto riguarda l’utilizzo dell’attività sottesa alle task di
imaging motorio utilizzate per il controllo dell’interfaccia BCI, ma anche in
una situazione più “ reale ” di apprendimento del controllo di un braccio meccanico.
Risultati
Una prima sperimentazione ha portato al riconoscimento e all’ottimizzazione
della classificazione di due stati mentali per il controllo monodimensionale
del movimento di un cursore su un monitor da parte di una popolazione
di 20 soggetti. Sono state selezionate delle task di motor imagery (MI) che
attivassero delle aree corticali specifiche (aree sensorimotorie). Il lavoro
svolto ha permesso di individuare diversi pattern di reattività corticale sottesi
al controllo del cursore (Bufalari S., Cincotti F. et al., 2006, 12th Annual Meeting
for Human Brain Mapping, Italy, June 11-15): sono stati identificati pat-
216 2006

Borse di studio
tern di reattività corticale lateralizzati in corrispondenza delle aree sensorimotorie
con un contenuto frequenziale in banda alpha o beta, pattern mesiali
con contenuto frequenziale in banda beta e pattern diffusi in corrispondenza
delle aree frontali e/o centrali con contenuto frequenziale in banda beta. I
diversi pattern identificati non precludono la possibilità che il soggetto raggiunga
un buon controllo dell’interfaccia. Si è inoltre valutata la reattività
EEG durante l’apprendimento motorio in un contesto più “ realistico ” in cui i
soggetti dovevano adattare i loro movimenti di reaching ad una forza esterna
che interferiva con l’esecuzione dei movimenti del proprio braccio (paradigma
“ braccio di ferro ”), perché si è ipotizzato che lo studio dei meccanismi
di base nel processo di apprendimento di un compito motorio possa rivelare
strategie di apprendimento complementari all’apprendimento del compito
immaginativo motorio alla base del controllo del BCI. In presenza del campo
di forza, i soggetti presentavano un significativo aumento della forza delle
connessioni con un coinvolgimento prevalentemente destro.
Nel contesto dell’ottimizzazione del processamento del segnale EEG utilizzato
per il controllo del cursore, la tecnica di stima lineare inversa è stata ottimizzata
e quindi applicata off-line su dati relativi a 3 dei soggetti che avevano
eseguito il training BCI che avevano un buon controllo del cursore (Performances
75%-90%). Le performances ottenibili superano quelle che si possono ottenere
con i metodi di filtraggio “ standard ” del segnale EEG. La metodologia è
stata poi testata on line su uno dei soggetti, ottenendo ottimi risultati.
Sono infine state individuate delle linee guida nella scelta dei parametri
della stima spettrale. Per la stima dello spettro del segnale è stato utilizzato un
modello autoregressivo (AR) ed è stato dimostrato che al variare delle caratteristiche
del segnale utilizzate per il controllo del cursore, le performances
variavano al variare dei parametri. In particolare le performances dei soggetti
che controllavano il cursore con una desincronizzazione bilaterale del ritmo
mu aumentavano al crescere dell’ordine del modello (ordine 30-32 al variare
dei soggetti), mentre quelle dei soggetti che controllavano il sistema utilizzando
delle caratteristiche del proprio EEG con un contenuto frequenziale
più alto (banda beta) massimizzavano le loro performances quando l’ordine
del modello era più basso (ordine10-16, al variare dei soggetti) (Bufalari S.,
Mattia D. et al., 2006, 28 th Annual International Conference IEEE Engineering
in Medicine and Biology Society (EMBS), August 30-September 3, New York
City, USA).
Lo studio dei pattern tramite approccio non invasivo, ma comunque corticale
grazie all’utilizzo delle tecniche di deblurring spaziale e alla soluzione
del problema inverso dell’elettroencefalografia, permetterà di individuare la
fisiologia che sottostà alle strategie di controllo dell’interfaccia BCI. Una volta
individuate le sorgenti corticali corrispondenti alle diverse strategie di controllo
sarà possibile ottimizzare le procedure di training degli utenti.
Materiali e metodi
Il sistema BCI è stato configurato nel rispetto di una serie di requisiti che
ne garantissero affidabilità, rispetto delle normative sulla sicurezza e capacità
2006 217

Sezione II
di acquisizione dei segnali di interesse (frequenza 0.5-100 Hz, ampiezza 2-
100µV). Sono stati quindi implementati dei tools in linguaggio Matlab per
determinare ad ogni sessione sperimentale le caratteristiche del segnale EEG
(features) più stabili e ripetibili da utilizzare nella sessione successiva per il
controllo del cursore e per confrontare le diverse tecniche di processamento
del segnale per ottimizzare la procedura di feature extraction (filtraggio spaziale
e stima spettrale).
Le performances ottenibili, ovvero la classificabilità delle features, sono
state confrontate in termini di un parametro statistico, l’R-square, un indice
della connessione lineare fra 2 variabili (1=correlazione lineare diretta, 0=
non c’è correlazione lineare, -1=correlazione lineare inversa). Il metodo di
pattern recognition considerato nell’ambito dei classificatori lineari è stata la
regressione lineare. La variabile indipendente è la posizione del target
(1=down; -1=up), la variabile dipendente è valore dello spettro di densità di
potenza per ciascuna feature.
I metodi di filtraggio spaziale valutati sono il riferimento medio comune
(CAR) e il Laplaciano superficiale (SL), che operano come filtri spaziali passaalto,
e il Linear Inverse, che comporta invece la costruzione di un modello
realistico della testa come volume conduttore, ottenuto sulla base di immagini
di risonanza magnetica, e la costruzione di un modello di sorgente come un
sistema di migliaia di dipoli equivalenti di corrente.
Tenendo presente che le interfacce col cervello devono operare in tempo
reale, quindi con segnali di brevissima durata, per la stima dello spettro di
densità di potenza (PSD) del segnale EEG è stato utilizzato un modello
lineare autoregressivo (AR) e sono stati stimati i parametri (usati come feature
per i classificatori) attraverso l’algoritmo di Yule-Walker.
Infine per determinare l’intensità e la direzione del flusso tra le aree corticali
è stato utilizzato il metodo della Directed Transfer Function (Kaminski
M.J., Blinowska K.J., 1991, Biological Cybernetics 65: 203-210).
Sviluppi futuri
L’importanza del lavoro risiede nella possibilità di migliorare le capacità
di controllo del sistema da parte dei singoli utenti, modulando il training in
base alle loro specifiche capacità e caratteristiche, nell’ottica di arrivare all’utilizzo
del sistema BCI in un contesto di vita reale e non solo all’interno di un
laboratorio. Ciò significa passare dal controllo del cursore sul monitor alle
applicazioni cliniche, allo sviluppo di interfacce user-friendly per il controllo
demotico basate sulle abilità residue degli utenti diversamente abili, al controllo
di robot mobili e dispositivi di ausilio alla mobilità (guide mobili).
218 2006

Borse di studio
Misure di variabili meccaniche
per lo studio del cammino
Germana Cappellini
Introduzione
La locomozione, un gesto quotidiano semplice e spontaneo cela un controllo
complesso da parte del sistema nervoso centrale. Comprendere i meccanismi,
le strategie che il sistema nervoso centrale adotta per promuovere
un determinato atto motorio costituisce un problema molto complesso. Un
concetto ormai accettato dalla comunità scientifica è che il sistema nervoso
centrale adotti strategie al fine di ridurre la complessità del problema. Una
linea recente di pensiero afferma che ciò è raggiunto impiegando un
numero limitato di primitive motorie che, combinate tra loro, producono
l’intero repertorio di movimenti. L’attivazione dei motoneuroni durante la
locomozione umana avviene in bursts di attività. Abbiamo recentemente
riportato la struttura temporale dei segnali in uscita dai generatori di
schemi motori nel cammino e nella corsa usando una decomposizione
lineare dei dati elettromiografici (Cappellini G., Ivanenko Y.P. et al., 2006,
J Neurophysiol 95: 3426-3437).
In questo studio poniamo a confronto il programma motorio elaborato
durante entrambi i tipi di locomozione, cammino e corsa, sul treadmill
(3-12km/h) creando mappe dell’attività muscolare di 32 muscoli dell’arto inferiore
e del tronco in relazione ai segmenti spinali.
Materiali e metodi
Abbiamo chiesto ai soggetti adulti sani (6 maschi e 2 femmine, 29±6
anni) di camminare e correre sul treadmill a differenti velocità (3, 5, 7 e 9
km/h per il cammino; 5, 7, 9 e 12 km/h per la corsa) così da poter paragonare
cammino e corsa alle stesse velocità (5, 7 e 9 km/h) ed abbiamo esaminato
la cinematica e l’attività muscolare attraverso la registrazione della
cinematica (VICON system) e delle attività elettromiografiche (elettrodi di
superficie bipolari DELSYS) di 32 muscoli dell’arto inferiore.
La cinematica del cammino è stata registrata posizionando sulla pelle
dei markers riflettenti gli infrarossi sopra i seguenti riferimenti: trochite dell’omero,
spina iliaca anterosuperiore, grande trocantere, epicondilo laterale
del femore, malleolo laterale e quinta giunzione metatarso-falangea. È stata
registrata l’attività muscolare dei seguenti muscoli: flessore breve del piede,
tibiale anteriore, gastrocnemio laterale, peroneo, retto femorale, vasto laterale,
vasto mediale, sartorio, adduttore, bicipite femorale, semitendinoso,
tensore fascia lata, ileopsoas, gluteo massimo, gluteo medio, retto addominale,
soleo, esterno obliquo, interno obliquo, eretto spinale (L2, T9, T1), larghissimo
del dorso, trapezio superiore, trapezio inferiore, deltoide anteriore,
deltoide posteriore, bicipite, tricipite, splenio del capo.
2006 219

Sezione II
Risultati e discussione
In questo studio abbiamo esaminato le differenze tra cammino e corsa
confrontando gli effetti della velocità (3 -12 km/h) e del tipo di locomozione
(cammino o corsa).
Abbiamo riscontrato che le differenze tra cammino e corsa avvengono
quasi esclusivamente durante la fase di appoggio. La cinematica degli arti
inferiori può essere descritta dalla covarianza tra gli angoli di elevazione.
Questa ha mostrato essenzialmente di essere invariante durante la fase di
pendolamento del cammino e della corsa in tutte le velocità analizzate, ma
differente nella fase di appoggio. Infatti, mentre l’attivazione dei motoneuroni
è piuttosto simile durante la fase di penzolamento nel cammino e nella corsa,
è differente durante la fase di appoggio. Il cammino a velocità elevate non
favorevoli è caratterizzato da una attivazione temporale atipica nella parte
alta del midollo spinale lombare durante la fine della fase di appoggio e da un
aumento rispetto alla corsa dell’attivazione dei segmenti lombosacrali. Questa
ultima considerazione suggerisce che la velocità ideale per la transizione dal
cammino alla corsa può essere connessa all’intensità ottimale dell’attività
totale dei motoneuroni. Questi risultati supportano l’idea che due aree principali
dei segnali in uscita dai generatori di schemi motori sono localizzate
nella parte superiore dei segmenti spinali e sacrali.
220 2006

Borse di studio
Studio dell’eccitabilità neuronale
in modelli sperimentali in vitro
di patologie neurodegenerative
Irene Carunchio
Introduzione
È stato dimostrato che molte malattie neurodegenerative sono caratterizzate
da un’alterazione dell’eccitabilità neuronale. Gli studi a questo proposito
si sono recentemente avvalsi della stimolazione magnetica transcranica (TMS,
transcranical magnetic stimulation) ed hanno evidenziato una ipereccitabilità
a livello dei neuroni corticali in pazienti affetti da Alzheimer, Parkinson e
Sclerosi Laterale Amiotrofica.
Nel primo caso questa anomalia è stata correlata ad una riduzione della
soglia di eccitabilità, intesa come intensità minima dello stimolo necessario
per l’insorgenza di un potenziale d’azione, e ad uno squilibrio tra il funzionamento
dei recettori glutammatergici NMDA e non-NMDA (Di Lazzaro V. et
al., 2004, J Neurol Neurosurg Psychiatry 75: 555-559).
Nei pazienti affetti da Parkinson la causa della maggiore eccitabilità corticale
è stata attribuita ad una riduzione della soglia di eccitazione e in parte ad
una ridotta funzionalità del sistema inibitorio (Lefaucheur J.P., 2005, Clin
Neurophysiol 116: 244-253).
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una patologia neurodegenerativa
caratterizzata dalla progressiva degenerazione dei motoneuroni sia
nella corteccia motoria, sia nelle corna anteriori del midollo spinale, sia nel
tronco cerebrale (Cleveland D.W. and Rothstein J.D., 2001, Nat Rev Neurosci
2: 806-819). Studi in vitro condotti su un modello murino di questa patologia
hanno evidenziato una ipereccitabilità a livello dei motoneuroni del
midollo spinale (Pieri M. et al. 2003, Neurosci Lett 35: 153-156). Inoltre sono
stati effettuati studi di TMS in pazienti affetti da questa patologia ed anche
in questo caso è stata evidenziata una ipereccitabilità corticale che, è stato
ipotizzato, potrebbe essere la conseguenza di una variazione della permeabilità
della membrana neuronale e della perdita di neuroni inibitori
(GABAergici) nella corteccia motoria (Zanette G. et al., 2002, Clin Neurophysiol
113: 1688-1697).
L’obiettivo di questa ricerca è stata l’analisi dell’eccitabilità di neuroni corticali
in un modello murino di sclerosi laterale amiotrofica mediante tecniche
elettrofisiologiche.
Materiali e metodi
Il sistema sperimentale utilizzato consiste in colture primarie di neuroni
corticali ottenuti da topi transgenici G93A (modello sperimentale della forma
familiare di SLA caratterizzato dalla sovraespressione della SOD1 umana
mutata nella posizione 93 per una sostituzione di una glicina con una ala-
2006 221

Sezione II
nina) e da topi di controllo (sia wild-type che transgenici, cioè topi che sovraesprimono
la SOD1 umana non mutata).
La valutazione dell’eccitabilità neuronale è stata effettuata mediante analisi
elettrofisiologiche applicando la tecnica del patch clamp in configurazione
whole-cell e in condizioni di current clamp e voltage clamp.
Risultati e discussione
I risultati riportati sono stati ottenuti dall’analisi di 20 cellule di controllo,
18 SOD1 e 18 G93A. Le registrazioni sono state eseguite in neuroni corticali
dal settimo al dodicesimo giorno in coltura.
Dalle registrazioni effettuate in current clamp sono state valutate le proprietà
passive di membrana che possono influenzare l’insorgenza del potenziale
d’azione. Il potenziale di membrana a riposo, la resistenza d’accesso, la
capacità e la costante di tempo di membrana nei neuroni di topo di controllo,
topo SOD1 e topo G93A non sono risultate significativamente differenti.
L’applicazione di una corrente di 40 pA per 250 millisecondi non era sufficiente
a determinare l’insorgenza di un potenziale d’azione in neuroni di controllo
e SOD1 mentre era sufficiente al superamento della soglia in neuroni
G93A. L’applicazione di 200 pA è invece sufficiente in tutte le popolazioni cellulari
a generare una scarica di potenziale d’azioni (firing). Dall’analisi di un
singolo potenziale d’azione di questa scarica è possibile ricavare informazioni
sulle proprietà attive dei neuroni. È stato determinato il valore medio di soglia
(ovvero il valore medio al quale insorge il potenziale d’azione): questo risulta
essere significativamente inferiore (p

Borse di studio
Studio dei meccanismi molecolari
della Sclerosi Laterale Amiotrofica
Arianna Casciati
Introduzione
La morte dei motoneuroni è il tratto caratteristico di ogni tipo di SLA ed
è ormai largamente accettato che la morte di tali cellule nei pazienti avviene
in seguito all’attivazione di meccanismi apoptotici. Sebbene le evidenze morfologiche
dell’attivazione del programma apoptotico siano piuttosto esigue, è
stato ormai accettato che l’alterazione del bilancio tra molecole anti- e proapoptotiche
appartenenti alla famiglia Bcl-2 contribuisce alla degenerazione
dei motoneuroni. In particolar modo è stato recentemente osservato che
Bcl2a1 è selettivamente sovraepresso nel midollo spinale di topi SOD1 G93A e
che tale aumento risulta essere tessuto specifico (Crosio C., Casciati A., et al.
2006, Cell Death Differ 13(12): 2150-2153).
La proteina Bcl2a1 presenta delle caratteristiche peculiari rispetto agli
altri componenti della famiglia Bcl-2: può svolgere funzioni sia pro- che antiapoptotiche,
non possiede il caratteristico dominio transmembrana comune
alla proteina a funzione anti-apoptotica di questa famiglia, ed è l’unica proteina
della famiglia la cui espressione è indotta dalle citochine infiammatorie
quali TNFα e IL-1β. Poiché queste due citochine vengono prodotte durante il
processo neuroinfiammatorio che si instaura nella fase finale della malattia e
poiché i motoneuroni muoiono in seguito all’attivazione del processo apoptotico,
abbiamo deciso di indagare più a fondo riguardo il ruolo biologico svolto
da Bcl2a1 nel contesto SLA.
Risultati e discussione
L’indagine è stata svolta principalmente in due direzioni: nella prima
parte del lavoro sperimentale la sovraespressione di Bcl2a1 è stata indotta in
modelli cellulari neuronali danneggiati dall’azione di SOD1 G93A al fine di verificare
la funzione svolta da questa proteina in modelli sperimentali neuronali.
Gli esperimenti condotti sia su cellule di origine telencefalica (ETNA) che
motoneuronale (NSC34) hanno dimostrato che la sovraespressione di Bcl2a1
è in grado di conferire protezione nei confronti del programma apoptotico
indotto dall’azione della SOD1 G93A . Tale evidenza deriva dall’osservazione della
diminuzione dei livelli della forma attiva della caspasi-3 e dalla diminuzione
dei nuclei positivi alla colorazione Hoechst.
Sebbene la SLA colpisca selettivamente i motoneuroni, è stato dimostrato
che per la progressione della malattia è necessario che si instauri un ‘dialogo’
molecolare tra cellule motoneuronali e glia. In particolare, l’aumento della
produzione di TNFα e dei suoi recettori in cellule di microglia e astroglia attivate
sembra svolgere un ruolo cruciale nel meccanismo di morte motoneuronale
‘non autonomo’ (Boillee S., Vande Velde C., Cleveland D.W., 2006, Neu-
2006 223

Sezione II
ron 52: 39-59). È stato dimostrato inoltre che Bcl2a1 può svolgere sia funzioni
anti-apoptotiche che pro-apoptotiche in risposta a stimolazione con TNFα.
Allo scopo di mimare lo stimolo neuroinfiammatorio cellule trasfettate con
SOD1 G93A e SOD1 WT in presenza e in assenza del plasmide codificante Bcl2a1
sono state esposte all’azione del TNFα. L’aumento di attività della caspasi-3
nelle cellule sovraesprimenti Bcl2a1 e SOD1 G93A indica che in seguito a stimolazione
con TNFα, Bcl2a1 perde le sue funzioni anti-apoptotiche contro la
morte indotta da SOD1 G93A e diventa addirittura pro-apoptotico. Sebbene preliminari,
queste osservazioni possono rappresentare un interessante punto di
partenza per poter chiarire la selettiva vulnerabilità dei motoneuroni nei confronti
dell’espressione di SOD1 mutate. La specifica induzione di Bcl2a1 può
rappresentare un evento precoce messo in atto dalla cellula per proteggersi
dallo stress ossidativo indotto dai mutanti SOD1. Con il progredire della
malattia e con l’instaurarsi di un importante processo neuroinfiammatorio, il
TNFα viene rilasciato dalle cellule della microglia attivata e provoca un cambiamento
funzionale di Bcl2a1 che, a questo stadio, contribuisce alla perdita
dei motoneuroni.
Nella seconda parte del lavoro sperimentale, Bcl2a1 è stato clonato in vettori
d’espressione con lo scopo di studiare la localizzazione subcellulare della
proteina sia in condizioni normali che in seguito a stimolazione con TNFα. La
proteina è stata clonata all’interno di vettori d’espressione che permettono la
fusione di Bcl2a1 con epitopi myc e FLAG. La necessità di dotare la proteina
di questi epitopi deriva dal fatto che attualmente non esistono in commercio
anticorpi contro Bcl2a1 che ne permettano l’analisi tramite tecniche di immunofluorescenza
indiretta. Dopo aver verificato la funzionalità dei diversi vettori
costruiti abbiamo deciso di utilizzare per i nostri esperimenti il plasmide
pCS2-mBcl2a1, che codifica per la proteina fusa con 5 epitopi myc all’estremità
amino-terminale. Le immagini ottenute dall’analisi con il microscopio
confocale mostrano una localizzazione diffusa di Bcl2a1: la proteina risulta
infatti essere presente a livello citoplasmatico, nucleare e mitocondriale. Il
trattamento con il TNFα inoltre non sembra alterare la localizzazione della
proteina, non si osserva infatti l’accumulo in un particolare compartimento
cellulare. La microscopia confocale ha comunque confermato i dati ottenuti
negli esperimenti precedentemente descritti, in cui Bcl2a1 agisce da proapoptico
in cellule stimolate con il TNFα: le cellule trasfettate con Bcl2a1 e
trattate con la citochina presentano infatti le tipiche caratteristiche di cellule
apoptotiche, ovvero riduzione del volume citoplasmatico, condensazione della
cromatina con conseguente frammentazione nucleare.
Le osservazioni derivanti da questi esperimenti costituiscono un primo ma
significativo passo in avanti nella comprensione del ruolo di Bcl2a1 nella SLA.
224 2006

Borse di studio
Identificazione e caratterizzazione di parametri
immunologici ed infiammatori implicati nello sviluppo
e/o nel decorso della neurodegenerazione
in pazienti affetti da Demenza
Antonio Ciaramella
Introduzione
La malattia di Alzheimer (in inglese Alzheimer’s Disease, AD) è la più
comune causa di demenza in Europa e in nord America. Tra il 50 e il 70%
delle persone affette da demenza soffrono di AD. Si tratta di un processo
neurodegenerativo che provoca un declino progressivo e globale delle funzioni
intellettive ed è associato ad un deterioramento della personalità e
della vita di relazione.
Dal punto di vista istologico è da tempo noto che il cervello dei pazienti
colpiti da AD viene distrutto dalla presenza di depositi extracellulari amiloidi
e da matasse neurofibrillari intracellulari che causano la morte dei
neuroni. Uno degli eventi chiave nella patogenesi dell’AD è la conversione
della proteina beta amiloide (Aβ) da una forma solubile ad una insolubile
che si deposita nel cervello determinando l’insorgenza delle placche neuritiche.
L’Aβ deriva dal taglio della proteina precursore dell’amiloide (APP) e il
risultato di questa proteolisi è la formazione di peptici, in prevalenza della
lunghezza di 40 o 42 amminoacidi.
È stato dimostrato che le mutazioni dell’APP e delle preseniline sono
causa dell’AD perché incrementano l’accumulo di Aβ42 (Selkoe D.J., 2002,
Annu Rev Genomics Hum Genet 3: 67-99). Storicamente, l’ipotesi della
“ cascata dell’amiloide ” teorizza che la fibrillazione di Aβ, in particolare
Aβ42, in depositi di amiloide è una caratteristica peculiare dell’AD. Tuttavia,
le placche amiloidi non sempre correlano con la neurodegenerazione o la
demenza, sia che se ne valuti il numero, il tempo della comparsa o la distribuzione.
Per questo motivo attualmente è in corso un acceso dibattito:
alcuni considerano la forma fibrillare quella biologicamente attiva, causa
della disfunzione sinaptica e, in ultima analisi, della demenza; altri attribuiscono
questo ruolo agli oligomeri solubili di Aβ.
Le forme oligomeriche di Aβ hanno delle caratteristiche peculiari: sono piccole,
solubili e stabili. La loro esistenza è stata ampiamente dimostrata. Infatti,
sono state identificate nel cervello, nel plasma, nel fluido cerebrospinale (Roher
A.E. et al., 1996, J Biol Chem 271(34): 20631-20635) e, per finire, correlano con
la severità della neurodegenerazione (Lue L.F. et al., 1999, Am J Pathol 155(3):
853-862). La sperimentazione in vitro ha dimostrato che gli oligomeri solubili
di Aβ sono neurotossici (Hartley D.M. et al., 1999, J Neurosci 19(20): 8876-
8884). Tuttavia il contributo relativo delle fibrille e degli oligomeri di Aβ al processo
della malattia rimane non completamente risolto. A tale scopo, questo
studio ha indagato sulla capacità delle principali cellule fagocitiche del sistema
2006 225

Sezione II
immune, i macrofagi, di riconoscere lo stato di aggregazione del peptide Aβ
attraverso l’analisi delle principali molecole, di membrana o solubili, sintetizzate
nel corso della stimolazione in vitro con il peptide Aβ.
Metodi
I monociti, precursori dei macrofagi, sono stati ottenuti dal sangue periferico
di donatori umani sani mediante tecniche di separazione su gradiente e
successiva selezione con biglie magnetiche delle cellule CD14 positive. I
macrofagi sono stati generati lasciando differenziare in vitro per 7 giorni i
monociti purificati. Trascorso questo periodo, le cellule sono state stimolate
per 24 ore con il peptide Aβ42 aggregato in forma oligomerica o fibrillare
secondo il metodo indicato in Dahlgren K.N. et al. (2002, J Biol Chem 277(35):
32046-32053).
Al termine della stimolazione, è stata valutata la tossicità delle varie
forme del peptide tramite valutazione della concentrazione di ATP o dell’attività
dell’LDH, rilasciata nel terreno di coltura dalle cellule morte; è stato
caratterizzato il fenotipo dei macrofagi tramite citofluorimetria a flusso
(CD14, CD64, TLR2, TLR4, HLA-ABC, HLA-DR); è stata valutata la concentrazione
di alcune importanti citochine proinfiammatorie (IL-1β, TNF-α, IL-6,
IL-10 e IL-18) nel sovranatante di coltura dei macrofagi.
Risultati
Inizialmente è stato valutato se le due forme del peptide Aβ42, oligomerica
e fibrillare, oggetto di questo studio, fossero tossiche per i macrofagi
umani. L’analisi dell’attività dell’LDH ha evidenziato che entrambe le forme
di aggregazione del peptide non inducono morte cellulare se presenti nella
coltura in concentrazioni comprese tra 0,1 e 3,3 µM.
Per quanto riguarda la sintesi dell’ATP, anch’essa indizio dello stato di
salute delle cellule, sia gli oligomeri che le fibrille sembrano stimolare i
macrofagi in maniera simile, anche se, alla concentrazione di 3,3 µM, le
fibrille sembrano essere molto più tossiche degli oligomeri. Parallelamente è
stata analizzata in citofluorimetria a flusso l’espressione di alcune molecole
di membrana ed è emerso che alle concentrazioni più alte del peptide in
forma fibrillare corrisponde una riduzione del 50% dell’espressione delle
molecole di HLA-DR. Per finire, è stata valutata la produzione di citochine
proinfiammatorie da parte dei macrofagi stimolati con il peptide Aβ42. È
stato osservato che solo i macrofagi esposti alle fibrille producevano IL-18,
mentre quelli stimolati con gli oligomeri, fino alla concentrazione di 10 µM,
non rilasciavano questa citochina nel sovranatante di coltura. L’IL-1β era
incrementata in seguito alla stimolazione con il peptide, ma in maniera
indipendente dal suo stato di aggregazione; la stimolazione con le fibrille
induceva una maggiore espressione di TNF-α e IL-6, mentre gli oligomeri
inducevano una più netta diminuzione dell’espressione dell’IL-10 rispetto
alle fibrille.
226 2006

Borse di studio
Conclusioni
I risultati, sebbene preliminari, indicano che i macrofagi umani sono in
grado di distinguere lo stato di aggregazione del peptide Aβ42. In particolare,
sembra che la forma fibrillare di Aβ sia in grado di indurre un maggiore stato di
infiammazione, in termini di produzione di citochine, rispetto agli oligomeri.
Questa osservazione potrebbe rispecchiare lo scenario che si osserva nelle
fasi tardive dell’AD, quando l’accumulo di Aβ determina l’attivazione massiccia
della microglia, la controparte dei macrofagi nel sistema nervoso centrale.
Ulteriori studi saranno effettuati allo scopo di capire quale sia l’effetto delle
forme oligomeriche di Aβ sulle cellule del sistema immune.
2006 227

Sezione II
Definizione del dolore neuropatico
nei soggetti affetti da Sclerosi Multipla (G3)
Alessandro Clemenzi
Introduzione ed obiettivi
Il dolore è un sintomo frequente della Sclerosi Multipla (SM), potendo
rappresentare il principale problema in circa un terzo dei pazienti ed interferire
sulla qualità di vita (Svendsen K.B., Jensen T.S. et al., 2003, Arch Neurol
60: 1089-1094; Stenager E., Knudsen L., Jensen K., 1991, Acta Neurol Scand
84: 197-200). Le sindromi dolorose associate alla SM comprendono dolori
muscoloscheletrici, spasticità, nevralgia del trigemino e dolore di origine
centrale dovuto alla comparsa delle placche (Clifford D.B., Trotter J.L.,
1984, Arch Neurol 41: 1270-1272; Indaco A., Iachetta C. et al., 1994, Acta
Neurol 16: 97-102; Moulin D.E., Foley K.M., Ebers G.C., 1988, Neurology 38:
18301834; Osterberg A., Boivie J. et al., 1994, In: Gebhart G.F., Hammond
D.L., Jensen T.S. Proceedings of the seventh world congress on pain. Seattle,
WA: IASP Press, 789-796; Stenager E., Knudsen L., Jensen K., 1991, Acta
Neurol Scand 84: 197-200; Vermote R., Ketelaer P., Carton H., 1986, Clin
Neurol Neurosurg 88: 87-93).
Anche se è stata descritta un’alterazione delle sensibilità termo-dolorifiche
nei pazienti affetti da SM con sintomatologia dolorosa (Osterberg A., Boivie J.
et al., 1994, In: Gebhart G.F., Hammond D.L., Jensen T.S. Proceedings of the
seventh world congress on pain. Seattle, WA: IASP Press, 789-796), il meccanismo
fisiopatologico responsabile del dolore stesso non è ancora chiaro. Tra i possibili
fattori coinvolti sono stati implicati: deafferentazione delle vie lunghe sensitive
ed in particolare del fascio spino-talamico (Boivie J. Central pain. In: Wall
P.D., Melzack R., 1999, Textbook of pain, New York: Churchill Livingstone, 879-
914), ipereccitabilità indotta dalle placche del sistema nervoso centrale (Hains
B.C., Willis W.D., Hulsebosch C.E., 2003, Brain Res 970: 238-241; Hao J.X., Xu
X.J. et al., 1992, J Neurophysiol 68: 384-391; Loeser J.D., Ward A.A.J., 1967, Arch
Neurol 17: 629-636), lesioni a carico delle colonne dorsali del midollo spinale
(Moulin D.E., Foley K.M., Ebers G.C., 1988, Neurology 38: 1830-1834; Vermote
R., Ketelaer P., Carton H., 1986, Clin Neurol Neurosurg 88: 87-93) o del talamo
(Koyama S., Katayama Y. et al., 1993, Brain Res 612: 345-350; Lenz F.A., Kwan
H.C. et al., 1994, J Neurophysiol 72: 1570-1587).
Obiettivi di questo studio sono stati quelli di identificare le caratteristiche
epidemiologiche e cliniche del dolore neuropatico nella SM e valutarne l’impatto
sulla qualità della vita; e ricercare potenziali linee-guida nel trattamento
delle sintomatologie dolorose nei pazienti affetti da SM.
Materiali e metodi
Fino ad oggi è stata reclutata una serie continua di 81 pazienti con diagnosi
clinica di SM, definita secondo i recenti criteri di Mc Donald (McDo-
228 2006

Borse di studio
nald W.I., Compston A. et al., 2001, Ann Neurol 50: 121-127), e con una stabilità
clinica di malattia di almeno tre mesi. È stato inoltre arruolato un gruppo
di 60 controlli sani corrispondenti per sesso ed età al gruppo dei pazienti.
Sono stati esclusi tutti i pazienti con deficit cognitivi, anamnesi positiva
per abuso di alcol o droghe, malattie neurologiche oltre la SM, malattie sistemiche
e deficit motori e visivi che potessero impedire la corretta esecuzione
dei test proposti.
Tutti i pazienti inclusi nello studio sono stati sottoposti a:
– esame obiettivo neurologico;
– anamnesi farmacologica, al fine di valutare l’assunzione di composti ad
azione antidolorifica;
– valutazione delle funzioni cognitive per mezzo del test del Mini Mental
State (MMSE) (Folstein M.F., Folstein S.E., McHugh P.R., 1975, J Psychiatr
Res 12: 189-198);
– scala per la valutazione della gravità della malattia (Expanded disability
Status Scale [EDSS]) con i suoi sistemi funzionali (Kurtzke J.F., 1983, Neurology
33: 1444-1452);
– scala per la valutazione della disabilità nelle attività di vita quotidiane
(Barthel Index) (Mahoney F.I., Barthel D.W., 1965, Functional Evaluation: The
Barthel Index. Maryland State Med J 14: 61-65);
– scala per la valutazione della motricità (Rivermead Mobility Index)
(Collen F.M., Wade D.T. et al., 1991, Int Disabil Studies 13: 50-54);
– scala per la valutazione della fatica (Fatigue Severity Scale) (Krupp
L.B., LaRocca N.G. et al., 1989, Arch Neurol 46: 1121-1123);
– scala per il rilevamento della depressione (Montgomery-Asberg Depression
Rating Scale) (Montgomery S.A., Asberg M., 1979, Br J Psychiatry 134:
382-389);
– scala SF-36 per la qualità della vita (Ware J.E. and Sherbourne C.D.,
1992, Med Care 30: 473-483);
– Mc Gill Pain Questionnaire (MPQ) (Meizack R., 1975, Pain 1: 277-299)
per la determinazione dell’intensità del dolore.
Sono state infine determinate per ogni paziente le soglie termiche e dolorifiche
mediante un Thermotest con un Termodo ad elementi di Peltier applicato
sulla superficie volare dell’avambraccio. Il medesimo test è stato effettuato
ad un gruppo di 60 controlli sani, al fine di individuare dati normativi
inerenti la soglia del dolore.
Una volta ultimata la raccolta del campione (previsti 120 pazienti affetti
da SM), l’analisi statistica sarà rivolta a valutare eventuali differenze significative
nella soglia del dolore tra:
– pazienti e gruppo di controllo;
– sottogruppi di pazienti, senza e con riferita sintomatologia dolorosa
attribuibile a dolore neuropatico.
2006 229

Sezione II
Studio della relazione tra i processi empatici
e i deficit neuropsicologici nella malattia di Parkinson
Alberto Costa
Obiettivi
L’obiettivo dello studio è stato quello di esaminare una componente del
processo dell’empatia costituita dalle capacità di Theory of Mind (TOM), e
la relazione tra questa abilità e le funzioni esecutive nella malattia di Parkinson.
Soggetti
Hanno partecipato allo studio 44 pazienti con diagnosi di malattia di
Parkinson (MP) non complicata da demenza e 28 soggetti di controllo sani
paragonabili per età e livello di istruzione, dopo avere dato il proprio consenso
informato. Per i pazienti con MP sono stati adottati i seguenti criteri di
esclusione:
1. presenza di demenza sulla base dell’esame clinico e di un punteggio al
Mini Mental State Examination ≤ 24;
2. presenza di marcata atrofia corticale e sottocorticale e/o lesioni vascolari
ischemiche in base ai risultati di esami strumentali (tomografia computerizzata
e risonanza magnetica);
3. storia di patologie neurologiche diverse dalla MP;
4. presenza di patologie mediche maggiori.
Relativamente al gruppo di controllo i criteri di esclusione erano:
1. presenza di demenza sulla base dell’esame clinico e di un punteggio al
Mini Mental State Examination ≤ 24;
2. assunzione di agenti farmacologici con effetto sul sistema nervoso centrale;
3. presenza nella storia di patologie psichiatriche o neurologiche.
Dei 44 pazienti con MP esaminati, 30 sono stati valutati dopo la prima
assunzione quotidiana del trattamento farmacologico per la sintomatologia
extrapiramidale, mentre 14 hanno sostenuto il testing dopo un wash-out terapeutico
di 12 ore.
Strumenti di valutazione
Per la valutazione delle abilità di TOM è stata allestita una procedura sperimentale
sulla base dei modelli presenti in letteratura. Il materiale era costituito
da quattro tipi di storie in cui erano rappresentati dei personaggi che
compiono determinate azioni. Le storie sono di seguito presentate:
230 2006

Borse di studio
a) false credenze di primo ordine: richiedono di comprendere che un personaggio
può sviluppare una falsa credenza sulla posizione di un oggetto
quando questo è spostato a sua insaputa;
b) false credenze di secondo ordine: richiedono la comprensione che si
possono avere false credenze circa le credenze dell’altro quando si è osservati
senza esserne a conoscenza;
c) passi falsi: richiedono di riconoscere che qualcuno può dire senza
intenzionalità qualcosa che non avrebbe dovuto dire perché offensiva verso
l’altro;
d) storie di controllo.
Sono stati costituiti due blocchi, ciascuno formato da sei storie per ciascuno
dei quattro tipi precedentemente descritti. Le storie sono state distribuite
tra i due blocchi in modo che fossero comparabili per livello di difficoltà
sulla base dei dati ottenuti da una preliminare somministrazione della procedura
ad un campione di riferimento di 15 soggetti sani.
Ai soggetti sperimentali è stato somministrato, quindi, un unico blocco
scelto in modo random. Le storie sono state presentate in forma scritta sullo
schermo di un PC. Ai soggetti era richiesto di leggere le storie per il tempo che
il soggetto stesso riteneva necessario (senza limiti di tempo). Successivamente
al soggetto erano presentate delle domande sulla storia con tre o quattro alternative
di risposta, cui doveva rispondere premendo un tasto. Le domande
indagavano la capacità di individuare la falsa credenza e le abilità di memoria
(storie di tipo a e b), la capacità di riconoscere il passo falso e di attribuire la
motivazione corretta (storie di tipo c), la comprensione (storie di tipo d). Nella
valutazione della prestazione sono stati considerati l’accuratezza e i tempi di
risposta. In particolare, relativamente all’accuratezza, a ciascuna risposta corretta
è stato attribuito un punteggio di 1, mentre per le risposte sbagliate è
stato attribuito un punteggio di 0.
Ai pazienti con MP è stata, inoltre, somministrata una batteria di test per
l’esame delle funzioni esecutive (i.e. flessibilità cognitiva, attentional set-shifting
e working memory) e della memoria dichiarativa a lungo termine verbale
e visuo-spaziale.
Per l’analisi dei confronti tra i pazienti con MP ed i soggetti di controllo
sulle prove di theory of mind è stato applicato il test statistico non parametrico
“ U Mann-Whitney ”. Inoltre, sono state analizzate le correlazioni tra le
prestazioni dei pazienti con MP alla procedura per l’esame della TOM ed i test
neuropsicologici tramite l’utilizzo del test di Spearman per le correlazioni non
parametriche.
Risultati
I risultati delle analisi possono essere sintetizzati in tre punti.
– Il gruppo dei pazienti con MP valutato dopo la regolare somministrazione
della terapia farmacologica, non si differenziava significativamente dal
gruppo dei soggetti di controllo nel punteggio di accuratezza alla procedura
2006 231

Sezione II
sperimentale (tutte le p>0.05). Gli stessi pazienti, al contrario, hanno mostrato
tempi di risposta significativamente più alti dei controlli nelle false credenze
di secondo ordine (p=0.004).
– Il gruppo di pazienti valutato dopo la sospensione della terapia ha ottenuto
un punteggio di accuratezza significativamente inferiore rispetto ai soggetti
di controllo in tutte le prove di TOM (p0.05).
– In entrambi i gruppi di pazienti la prestazione alle procedure sperimentale
è risultata significativamente correlata alla prestazione ai test della batteria
neuropsicologica che investigavano, sostanzialmente, le funzioni di memoria
a breve termine e di attenzione (i.e. digit span e Trail Making test).
Conclusioni
I risultati dello studio sembrano indicare che le abilità di theory of mind
possano essere parzialmente compromesse nei pazienti con MP e che tale
compromissione sia associata all’alterazione dei meccanismi attentivi precedentemente
riportata in letteratura. Inoltre, gli stessi dati forniscono alcune
indicazioni sul possibile ruolo svolto dalla modulazione dopaminergica dei
processi di theory of mind nei pazienti con MP. Ulteriori studi appaiono, chiaramente,
necessari per un esame approfondito di questa tematica.
232 2006

Borse di studio
Interazioni molecolari tra recettori metabotropici
in modelli neuronali
Nadia D’Ambrosi
Introduzione
È stato ampiamente dimostrato che molti recettori di membrana interagiscono
tra loro per costituire strutture dimeriche ed oligomeriche e che ciò
può rendersi necessario per la loro stessa attivazione (Terrillon S., Bouvier M.,
2004, EMBO Rep 5(1): 30-34). Sebbene i modelli classici indichino che i recettori
accoppiati a proteine G (GPCR) siano espressi solo come monomeri,
studi recenti hanno invece messo in evidenza che i GPCR esistono sotto
forma di complessi dimerici e multimerici (Devi L.A., 2001, Trends Pharmacol
Sci 22: 532-537).
I recettori purinergici P2Y, dei quali sono state clonate otto subunità fra
loro distinte (P2Y 1-2,4,6,11-14
), sono recettori di tipo metabotropico ed appartengono
quindi alla super-famiglia dei GPCR (Abbracchio M.P., Burnstock G. et
al., 2006, Pharmacol Rev 58(3): 281-341). Mentre da un punto di vista farmacologico
i recettori P2Y sono stati ampiamente caratterizzati (von Kugelgen
I., 2006, Pharmacol Ther 110(3): 415-432), gli studi riguardanti la loro struttura
quaternaria sono tuttora piuttosto limitati (Yoshioka K., Hosoda R. et al.,
2002, FEBS Lett 531(2): 299-303; Kotevic I., Kirschner K.M. et al., 2005, Cell
Signal 17: 869-880; Savi P., Zachayus J.L. et al., 2006, Proc Natl Acad Sci USA
103(29): 11069-11074,).
L’obiettivo del presente programma di ricerca è stato pertanto quello di
investigare la capacità in particolare della subunità P2Y 4
, di formare complessi
recettoriali di ordine superiore. Esperimenti condotti in precedenza nel
nostro laboratorio avevano evidenziato che il recettore P2Y 4
era espresso sotto
forma di dimero (D’Ambrosi N., Murra B. et al., 2004, Prog Brain Res 146: 93-
100) ed inoltre risultava associato al recettore NMDAR1 (Cavaliere F., Amadio
S. et al., 2004, Exp Cell Res 300: 149-158).
Risultati e conclusioni
Scopo del presente programma di ricerca è stato pertanto quello di verificare:
1. Se il putativo segnale dimerico del recettore endogeno P2Y 4
fosse
specifico.
Esperimenti di immunoblotting in presenza dell’antigene competitore
specifico per la subunità P2Y 4
hanno dimostrato che il putativo dimero presente
in diversi sistemi neuronali corrisponde effettivamente al recettore P2Y 4
e non è dovuto ad un segnale aspecifico dell’anticorpo.
2. Se il recettore ricombinante Myc-P2Y 4
fosse espresso sotto forma
monomerica, dimerica ed oligomerica.
2006 233

Sezione II
Il recettore P2Y 4
è stato quindi subclonato in un vettore recante un epitopo
Myc, così da ottenere una proteina di fusione Myc-P2Y 4
. Il plasmide è
stato successivamente trasfettato nel sistema di neuroblastoma umano SH-
SY5Y, allo scopo di analizzarne l’espressione mediante immunoblotting con
anticorpi specifici per il peptide Myc. La presenza di forme oligomeriche
anche nel caso della proteina di fusione Myc-P2Y 4
ha così validato l’esistenza
del complesso dimerico già riscontrato per il recettore P2Y 4
endogeno.
3. Se l’assenza di agenti riducenti ed il cross-linking favorissero la formazione
di forme oligomeriche del recettore P2Y 4
endogeno e trasfettato.
Per evidenziare le relative quantità e correlazioni tra le diverse forme
mono- e multi-meriche del recettore P2Y 4
endogeno e trasfettato sono stati
quindi svolti esperimenti di western blotting, variando le condizioni di riduzione
dei campioni ed utilizzando agenti cross-linkanti, in grado di formare
legami ammidici stabili tra proteine che interagiscono tra loro. Si è così
verificato che, in assenza di agenti denaturanti quali il ditiotreitolo ed il
2-mercaptoetanolo ed in presenza dell’agente cross-linkante disuccinilsuberato,
si determina un aumento dell’espressione del recettore P2Y 4
(endogeno e
trasfettato) nelle forme dimerica ed oligomerica, a scapito della forma monomerica.
Questi esperimenti consentono anche di stabilire che l’aggregazione
della subunità P2Y 4
dipende, almeno in parte, da ponti disolfuro.
4. Se in condizioni native il recettore P2Y 4
fosse presente come complesso
di alto peso molecolare.
Mediante la tecnica di elettroforesi Blu Nativa, adattata nel nostro laboratorio
allo studio dei recettori P2 endogeni e trasfettati, si è analizzata la struttura
quaternaria del recettore P2Y 4
. Si è così constatato che, in condizioni non denaturanti
simili a quelle fisiologiche, il recettore P2Y 4
è espresso come complesso di
altissimo peso molecolare che dà origine esclusivamente alla forma dimerica in
presenza di basse concentrazioni di agenti denaturanti. Queste osservazioni indicano
che il recettore P2Y 4
viene assemblato nelle cellule sottoforma di un grosso
complesso che potrebbe contenere non solo altre subunità P2Y 4
, presenti come
unità dimeriche, ma anche altre proteine di membrana e/o citosoliche.
5. Se il recettore P2Y 4
fosse effettivamente in grado di formare omooligomeri.
A conferma definitiva della dimerizzazione del recettore P2Y 4
è stato ottenuto,
mediante PCR e subclonaggio, un secondo costrutto recante la subunità
P2Y 4
fusa con un epitopo Flag ed è stata adottata la tecnica della co-trasfezione
Myc-P2Y 4
/Flag-P2Y 4
, immunoprecipitazione selettiva con anticorpo anti-Flag ed
immunoblotting con anticorpo anti-Myc. La presenza di immunoreazione esclusivamente
nel campione derivante dalle cellule co-trasfettate ha permesso di
visualizzare l’effettiva interazione tra subunità P2Y 4
differentemente marcate.
Conclusione
Il nostro studio ci ha permesso di identificare una complessa struttura quaternaria
del recettore metabotropico P2Y 4
specifico per i nucleotidi extracellulari
(D’Ambrosi N., Iafrate M. et al., 2006, Purinergic Signalling 2: 575-582).
234 2006

Borse di studio
Effetti dell’eccitotossicità sulla modulazione del recettore
per i Cannabinoidi (CB1) e l’enzima Idrolasi FAAH
(Fatty Acid Amide Hydrolase)
Zena De March
Introduzione ed obiettivo
L’eccitotossicità è la proprietà degli aminoacidi eccitatori di stimolare, e
in appropriate condizioni distruggere, i neuroni in maniera selettiva. Questo
fenomeno è uno dei meccanismi alla base di alcune malattie neurodegenerative
come la Corea di Huntington (HD) (Beal et al., 1986, Nature 321(6066):
168-171; Albin et al., 1990, Ann Neurol 27(4): 357-365; Beal et al., 1991, J Neurosci
11(6): 1649-1659; Figueredo-Cardenas et al., 1994, Exp Neurol 129(1):
37-56; Exp Neurol, 1997, 146(2): 444-457; Exp Neurol, 1998, 149(2): 356-372).
L’HD è una malattia neurodegenerativa causata da una anormale
espansione del tratto poli-Q della proteina huntingtina codificata dal gene
localizzato sul braccio corto del cromosoma 4 (The Huntington’s disease
collaborative research group, 1993). In questa malattia è stata dimostrata
una particolare degenerazione delle cellule striatali dell’encefalo (Vonsattel
et al., 1985, J Neuropathol Exp Neurol 44(6): 559-577; Reiner et al., 1988,
Proc Natl Acad Sci USA 85(15): 5733-5737; de la Monte et al., 1998, Lab
Invest 78(4): 401-411). È stato inoltre postulato un possibile coinvolgimento
del recettore dei cannabinoidi (CB1). Questo recettore è infatti presente in
neuroni striatali di tipo medium sized i quali sono i primi ad andare incontro
a degenerazione nella malattia (Hohmann and Herkenham, 2000,
Synapse 37(1): 71-80).
Il coinvolgimento degli endocannabinoidi nella modulazione di funzioni
fisiologiche a livello del Sistema Nervoso Centrale è oggi confermato dalla
scoperta di specifici meccanismi biosintetici e degradativi (Di Marzo et al.,
1998, Neurobiol Dis 5(6 Pt B): 386-404, Review; Lastres-Becker et al., 2002,
Neurotox Res 4(7-8): 601-608). Il processo che porta alla sintesi dell’anandamide
(primo metabolita endogeno in grado di legarsi selettivamente al CB1) è
legato anche all’attivazione da parte degli ioni calcio (Devane et al., 1992,
Science 258(5090): 1946-1949). L’anandamide viene sintetizzata a partire dai
propri precursori fosfolipidici solo quando la cellula è stimolata dall’ingresso
di ionio calcio nella cellula e solo in questo caso viene rilasciata all’esterno
(Wagner et al., 1997, Nature 390(6659): 518-521). L’inibizione della formazione
dell’AMP ciclico o dell’ingresso degli ioni calcio nella cellula sono processi
alla base dell’azione biologica degli endocannabinoidi, la terminazione
dei quali può avvenire per idrolisi enzimatica e nel caso dell’endocannabinoide
endogeno anandamide viene catalizzata dall’enzima FAAH (Fatty Acid
Amide Hydrolase) (Cravatt et al., 1996, Nature 384(6604): 83-87).
Lo scopo della ricerca è stato quindi rivolto ad analizzare una possibile
relazione tra il recettore CB1 e l’enzima FAAH e di entrambi con il BDNF (fat-
2006 235

Sezione II
tore neurotrofico particolarmente coinvolto nella degenerazione delle cellule
nervose striatali nell’HD) (Zuccato et al., 2001, Science, 293(5529): 493-498.
Epub 2001 Jun 14; Fusco et al., 2003, Eur J Neurosci 18(5): 1093-1102) in ratti
trattati con acido quinolinico (QA) (modelli animali dell’HD) simulando i
danni prodotti dall’eccitotossicità cellulare.
Materiali e metodi
Per lo studio sono stati utilizzati ratti normali Wistar adulti di 2 mesi (Stefano
Morini, S. Polo D’Enza RE, Italia) ai quali sotto anestesia (cloralio idrato
33%) è stato somministrato 1 ml di acido quinolinico (QA) intrastriatale.
Venti animali sono stati successivamente perfusi con paraformaldeide al 4%
a differenti tempi: 12 ore, 24 ore, 1 settimana, 2 settimane, 6 settimane. I cervelli
sono stati rimossi e quindi congelati e sezionati al microtomo congelatore. Le
sezioni sono state incubate con anticorpi primari diretti verso i differenti marcatori
(CB1, FAAH) e successivamente incubate nuovamente con anticorpi secondari
fluorescenti specificatamente diretti verso il rispettivo marcatore primario e
quindi visualizzati per uno studio di tipo morfologico con l’utilizzo del microscopio
confocale. Si è andati quindi ad analizzare la distribuzione cellulare del
recettore CB1 e del FAAH in striato e in corteccia negli strati 3, 5, 6 in cervelli
affetti da HD. È stato anche possibile studiare la tripla colocalizzazione dei due
marcatori neuronali (CB1, FAAH) con il BDNF. È stato inoltre utilizzato il Quantimet
TM (Laica Q Win Softwar) per avere una misura indiretta dell’intensità di
fluorescenza nei neuroni contenenti entrambi i marcatori.
Altri 20 animali sono stati invece decapitati ai diversi tempi. Su di essi è
stato poi condotto uno studio Elisa per calcolare l’espressione del BDNF e di
Binding recettoriale per misurare l’attività del recettore CB1.
Risultati e conclusioni
Gli studi hanno confermato una stretta relazione tra espressione del CB1
e del FAAH negli animali con attività Ca 2+ dipendente alterata. Il BDNF sembra
invece assumere un andamento non strettamente correlato agli altri due
fattori. In particolare si è visto che il CB1 può sostenere un’iniziale sovraregolazione
del BDNF dopo insulto da eccitotossicità. Un picco nell’attività del
CB1 risulta infatti in un aumento nell’espressione del BDNF che però a 2 settimane
non riesce a mantenersi costante. Si assiste quindi ad una drastica
diminuzione del fattore neurotrofico a 6 settimane.
Questi studi preliminari ci confermano una stretta relazione tra l’enzima
FAAH e il recettore CB1 anche in stato patologico differentemente da ciò che
si osserva invece con il fattore neurotrofico BDNF.
Un ulteriore studio di tali molecole può essere utile come base per lo sviluppo
di nuovi agenti terapeutici da utilizzare per il trattamento di quelle
patologie causate o peggiorate da una eccessiva espressione dei meccanismi
di inattivazione o di un difettoso funzionamento dei meccanismi biosintetici
degli endocannabinoidi.
236 2006

Borse di studio
Ruolo delle interazioni tra i sistemi purinergico
e nitrergico nei fenomeni degenerativi del SNC
Fulvio Florenzano
Introduzione
I fenomeni degenerativi nel sistema nervoso centrale (SNC) sono spesso
caratterizzati dalla presenza di un’area di lesione primaria e da lesioni secondarie
multiple dovute alla degenerazione cellulare in aree adiacenti o topograficamente
distanti, ma connesse da assoni a quella di lesione primaria. Queste
lesioni multiple secondarie concorrono notevolmente, ed in taluni casi per la
maggior parte, alla sintomatologia neurologica generale ed alla perdita di abilità
motorio-relazionali specifiche. Un aspetto di particolare rilevanza delle
lesioni secondarie è che, essendo conseguenze della lesione primaria, esse si sviluppano
successivamente rappresentando un bersaglio terapeutico per l’applicazione
di protocolli terapeutici preventivi e riabilitativi. Per l’elaborazione di
protocolli terapeutici è fondamentale la conoscenza dettagliata degli eventi
molecolari e cellulari che caratterizzano i fenomeni degenerativi implicati. In
seguito ad una lesione, sia primaria che secondaria, le cellule attivano un programma
molecolare che conduce ad una complessa serie di risposte cellulari
che variano dalla sopravvivenza, al malfunzionamento, alla morte. La risposta
neuronale all’attivazione del programma molecolare risulta però modulata dalla
dotazione neurochimica cellulare, dalla posizione citoarchitettonica, e dalla
connettività anatomica; determinando risposte neuronali al danno che possono
fortemente variare. Quindi lo studio dei fattori biochimici coinvolti nei percorsi
degenerativi deve essere inserito in un contesto neuroanatomico e gli studi
svolti sono diretti ad evidenziare le possibili interazioni fra i sistemi nitrergico e
purinergico sia in condizioni di base che in diversi modelli di danno neurale.
Materiali e metodi
– Metodiche di immunoistochimica, ibridizzazione in situ, microscopia
confocale, stereologia.
– Modello di lesione assonale: emicerebellectomia.
Risultati e discussione
Studio dell’espressione ipotalamica di recettori purinergici in relazione all’espressione
di orexin. Orexin è un neuropeptide recentemente identificato in
un gruppo di neuroni localizzati prevalentemente nell’area perifornicale e
dorso-mediale dell’ipotalamo laterale, e con proiezioni diffuse a tutte le principali
suddivisioni del sistema nervoso centrale. È stato proposto che questo
gruppo di neuroni sia uno dei principali centri regolatori del metabolismo
corporeo e che rappresenti un’interfaccia tra il sistema nervoso autonomo e
neuroendocrino ed i centri superiori. La disfunzione e la perdita dei neuroni
2006 237

Sezione II
orexinergici è stata correlata con patologie come la narcolepsia, le disfunzioni
alimentari e le dipendenze farmacologiche. Se gli aspetti odologici e neurofunzionali
dei neuroni orexinergici sono stati parzialmente chiariti, gli aspetti
elettrofisiologici e neurochimici sono invece oggetto di intensa attività di
ricerca. Infatti i neuroni orexinergici presentano un’attività elettrica tonica tra
le più intense tra quelle conosciute nel sistema nervoso, che non dipende dalla
presenza di canali ionici voltaggio-dipendenti e la cui disfunzione è stata correlata
con aspetti patologici.
È stato suggerito che l’attività elettrica sia modulata dalla presenza di
recettori purinergici P2X sul corpo cellulare in grado di fornire ioni calcio in
maniera voltaggio-indipendente (Wollmann G., Acuna-Goycolea C., Van Den
Pol A.N., 2005, J Neurophysiol 94(3): 2195-206). In particolare è stato ipotizzato
che l’attività elettrica sia regolata principalmente dalla subunità P2X 2
.
Tale ipotesi ha ricevuto conferma sperimentale da un successivo lavoro svolto
dal nostro gruppo che ha dimostrato con metodiche di immunoistochimica
ed ibridizzazione in situ che effettivamente la subunità P2X 2
, e solo quella, è
presente su tutti i neuroni orexinergici (Florenzano F., Viscomi M.T. et al.,
2006, J Comp Neurol 498(1): 58-67). La presenza della subunità P2X 2
presenta
un particolare interesse, in quanto essa ha dimostrato di essere un fattore di
attivazione della risposta cellulare in diversi paradigmi di lesione (Florenzano
F., Viscomi M.T. et al., 2006, Adv Exp Med Biol 557: 77-100). La possibilità di
agire farmacologicamente con agonisti ed antagonisti sulla subunità P2X 2
potrebbe rappresentare un possibile bersaglio terapeutico per cercare di proteggere
i neuroni orexinergici da fenomeni degenerativi.
Interazioni fra ossido nitrico e recettori purinergici in modelli di lesione del
SNC. Un fattore ben conosciuto e noto per avere un ruolo molto importante nei
fenomeni di degenerazione è l’ossido nitrico (NO), prodotto dal suo enzima
ossido nitrico sintetasi (NOS). Il sistema nitrergico è presente nella maggioranza
dei tessuti dove risulta coinvolto in diverse funzioni sia in condizioni fisiologiche
che patologiche. Attualmente, agonisti del sistema nitrergico sono inseriti in
diversi protocolli di sperimentazione clinica. Anche il sistema purinergico è presente
nella maggioranza dei tessuti dove svolge diverse funzioni fisiologiche. Nel
SNC, sono stati prodotti una serie di dati molto interessanti che dimostrano
come il sistema purinergico risulti attivato dopo lesione in neuroni e glia. In particolare,
in modelli di assotomia del centrale e del periferico sono state osservate
attivazioni delle subunità P2X 1
e P2X 2
ristrette alle popolazioni neuronali i cui
assoni erano stati danneggiati dalla lesione. Tali attivazioni coincidevano spazialmente
e temporalmente con l’attivazione della NOS evidenziando la presenza
di un’interazione tra i due sistemi nella risposta neuronale al danno assonale
(Florenzano F., Viscomi M.T. et al., 2006, Adv Exp Med Biol 557: 77-100).
Il significato di questa interazione non è ancora stato chiarito e sono stati
suggeriti sia effetti neuroprotettivi che degenerativi (Florenzano F., Viscomi
M.T. et al., 2007, Do ATP and NO interact in the CNS?, Prog Neurobiol in preparation).
La presenza di un’interazione tra i sistemi purinergici e nitrergici suggerisce
l’esistenza di una componente di stress nitroso-ossidativo associata alla
finestra temporale di sviluppo delle lesioni secondarie.
238 2006

Borse di studio
Effetti della somministrazione di Rolipram sul quadro
istologico della degenerazione striatale in modelli animali
per lo studio della corea di Huntington
Carmela Giampà
Introduzione
Nel sistema nervoso centrale ogni stimolo scatena una cascata di segnali
molecolari che convergono su fattori di trascrizione nucleare che controllano
l’espressione di geni implicati nella risposta cellulare, sia in condizioni fisiologiche
che patologiche. Diverse molecole segnali, quali neurotrasmettitori, fattori
di crescita (NGF, BDNF) e alcune droghe, in risposta a fattori di stress
ambientali, possono modificare l’attività e l’espressione genica, e di conseguenza
la risposta cellulare, attraverso sistemi di secondi messaggeri quali il
cAMP (ciclico 3’-5’-adenosin monofosfato). L’AMP ciclico esercita la sua
azione attraverso l’attivazione della PKA (protein kinasi A) e conseguente
fosforilazione di proteine chiavi come ad esempio la CREB (cAMP response
element-binding protein) (Greengard P., 2001, Science 294: 1024-1030).
È stato dimostrato che la cAMP e la PKA sono elementi chiave, anche, nei
processi di neuroprotezione, di apprendimento e plasticità sinaptica (Davis
R.L. (1996) Phisiol Rev 76: 229-317; Huang Y.Y., Nguyen P.V. et al., 1996,
Learn Mem 3(2-3): 74-85), infatti lo sviluppo di nuove connessioni sinaptiche
nei meccanismi di potenziamento a lungo termine (LTP) richiede proteine di
nuova sintesi e trascrizione di specifici geni, controllati dall’attivazione del
sistema cAMP-PKA-CREB (Kandel E.R., 2001, Biosci Rep 21: 565-611). Un’alterata
attività di questo sistema è stata, inoltre, osservata in situazioni di
stress ossidativi in risposta a condizioni di ischemia cerebrale, in condizioni
di eccitotossicità da glutammato e in molte malattie neurodegenerative
(morbo di Alzheimer, corea di Huntington), ciò suggerisce che l’attivazione di
un programma, nonché l’utilizzo di specifici farmaci, che mantengono attivo
questo sistema può rappresentare una forma di difesa della cellula in seguito
a stimoli nocivi (Mabuchi T., Kitagawa K. et al., 2001, J Neurosci 21: 9204-
9213).
Il Rolipram è stato sviluppato come farmaco antidepressivo, il cui meccanismo
d’azione si basa sulla disattivazione delle fosfodiesterasi 4 (PDE4),
enzima che ha come substrato il cAMP (Krause W. and Kuhne G., 1988, Xenobiotica
5: 561-571). Studi recenti hanno dimostrato che il Rolipram ha un
effetto protettivo nel danno neuronale da ischemia (Hiroyuki K., Tsutomu A.
et al., 1995, Euro J Pharm 272: 107-110); è stato, anche osservato che somministrazioni
croniche di questo farmaco migliorano alcuni aspetti della sintomatologia
in modelli sperimentali per lo studio della depressione (Itoh T.,
Morisaki F. et al., 2004, J Org Chem 69(18): 5870-5880). L’effetto neuroprotettivo
è connesso ad un aumento dei livelli intracellulari di cAMP e conseguente
attivazione di proteine quali la CREB e fattori neurotrofici, come il BDNF;
2006 239

Sezione II
che intervengono nel regolare la neuroprotezione e la neuroplasticità sinaptica
(Frechilla D., Otano A., Del Rio J., 1998, Prog Neuropsycopharm Biol
Psychiatry 22(5): 787-802). Il Rolipram avrebbe effetti benefici, anche, in un
quadro di deficit di apprendimento e memoria in modelli animali per l’Alzheimer
(Gong B., Vitolo O.V. et al., 2004, J Clinic Invest 114: 1624-1634), ed attenua
difetti correlati all’età e alla memoria spaziale (Bach M.E., Barad M. et
al.,1999, Proc Natl Acad Sci USA 96: 5280-5285).
Vista l’implicazione di questo farmaco in diverse malattie neurodegenerative,
nella prova corrente il Rolipram è stato esaminato come terapia in grado
di migliorare il quadro istologico della degenerazione striatale in ratti iniettati
con acido quinolinico ed utilizzati come modelli animali per lo studio della
corea di Huntington. In particolare l’obiettivo della ricerca è stato quello di
determinare se l’effetto del Rolipram è correlato con una diversa espressione
delle proteine coinvolte in questa patologia e comprendere quali sono i fattori
responsabili della diversa vulnerabilità dei neuroni striatali. In caso positivo il
Rolipram potrebbe essere suggerito come approccio terapeutico nel tentativo
di arrestare la degenerazione neuronale tipica della corea di Huntington.
Materiali e metodi
Per portare avanti questi studi sono stati utilizzati ratti maschi Wistar a
cui è stato applicato il modello di lesione da QA (Figueredo-Cardenas G. et al.,
1997, Exp Neurol 146: 444-457). Gli animali sono stati trattati quotidianamente
con iniezioni intraperitoneali di Rolipram a due concentrazioni differenti(0,15
e 1,5mg/kg) e sacrificati mediante perfusione, in anestesia generale
con cloralio idrato al 33%, dopo due e otto settimane di trattamento. I cervelli
sono stati rimossi, post-fissati overnight a +4 C°, crioprotetti in 10% saccarosio
e 20% glicerolo e quindi sezionati al microtomo congelatore in sezioni di
40µm di spessore.
Immunofluorescenza
– Per studiare l’entità della lesione striatale e la sopravvivenza dei neuroni
le sezioni sono state incubate con l’anticorpo primario diretto contro il
NeuN (marcatore neuronale) diluito 1:200 in 0.1M PBTx, per 48h. La reazione
è stata rilevata mediante incubazione con un anticorpo secondario fluorescente:
anti-rabbit CY2 per evidenziare il NeuN in verde. Su ogni sezione è
stata effettuata una misura del core di lesione ed una conta delle cellule
sopravvissute.
– Per studiare l’intensità della pCREB nei neuroni striatali di proiezione
le sezioni sono state incubate con l’anticorpo primario anti-calbindina (CALB)
e l’anticorpo per la CREB fosforilata (pCREB). Tutti gli anticorpi sono stati
diluiti 1:200 (eccetto la pCREB che è stata utilizzata 1:300) in una soluzione
0.1M di PB contenente Triton-X 0.3% e sodio azide 0.02%. Le sezioni sono
state, successivamente, incubate con anticorpi secondari fluorescenti: anti
rabbit cyanine 2(CY2) per evidenziare la CREB con fluorescenza verde; anti
mouse cyanine 3 (Cy3) per la CALB ed infine montate su vetrino e osservate al
240 2006

Borse di studio
microscopio ad epifluorescenza (Zeiss axioskop 2) ed al microscopio confocale
(CLSM). Tutte le immagini acquisite al microscopio confocale sono state
analizzate utilizzando il sistema Quantimet TM (Leica Q Win software) per
valutare l’intensità di fluorescenza della pCREB come misura indiretta della
CREB attivata.
Risultati e discussione
I dati dello studio di immunofluorescienza hanno evidenziato una riduzione
dell’area di lesione negli animali trattati con Rolipram ed un aumentato
numero di neuroni che riescono a sopravvivere alla degenerazione. Nei ratti
lesionati con acido quinolinico, l’intensità della CREB attivata aumenta in
tutte le sottopopolazioni striatali una settimana dopo la lesione; a questo
punto, nei neuroni di proiezione, i livelli di pCREB diminuiscono drasticamente
fino ad otto settimane e soltanto nei ratti trattati con Rolipram si
osserva un aumento significativo dei livelli di CREB fosforilata. È interessante
notare che l’effetto migliore si osserva nei ratti che hanno ricevuto una dose
più alta di rolipram (1,5mg/kg).
Studi precedenti hanno dimostrato che il Rolipram ha un effetto protettivo
nel danno neuronale da ischemia e da eccitotossicità (Block F., Schmidt
W. et al., 2001, Neuroreport 12: 1507-1511). Il Rolipram è anche in grado di
aumentare i livelli di BDNF che diminuisce drasticamente nell’HD (Zuccato
C., Ciammola A. et al., 2001, Science 293: 493-498) e in animali lesionati con
QA. Questo studio mostra per la prima volta gli effetti benefici del Rolipram
nel modello animale per lo studio della corea di Huntington e questi effetti
sono principalmente correlati ad un aumento della fosforilazione della CREB
nei neuroni di proiezione striatale, i più vulnerabili alla degenerazione.
2006 241

Sezione II
Indagine sulla qualità della vita nel traumatizzato cranico
a medio e lungo termine
Eloise Longo
Obiettivi
Il primo obiettivo è quello di correlare gli indici di gravità della fase
acuta, la durata del programma riabilitativo e la gravità degli esiti neuromotori,
neurosensoriali e neuropsicologici con la qualità della vita del traumatizzato
cranico, così come viene percepita dal paziente e dal suo familiare, a
medio e lungo termine.
Il secondo riguarda quello di avviare i pazienti in cui fosse stato riscontrato
un isolamento sociale al Progetto Casa Dago al fine di facilitarne le capacità
di reinserimento familiare, sociale e lavorativo.
Risultati
Sono stati studiati 45 pazienti a cui è stato somministrato il Questionario
sulla Qualità della Vita QOLIBRI (Quality of Life of Brain Injury) del trauma
cranio-encefalico (TCE). Il QOLIBRI è stato parallelamente somministrato al
“caregiver”, per una valutazione della qualità della vita del paziente, percepita
da chi abitualmente lo assiste (caregiver), e in un sottogruppo di 19 pazienti.
Le risposte fornite sono state confrontate con i risultati di una batteria di test
neuropsicologici standard.
Il confronto tra le risposte dei familiari e quelle dei pazienti è stato effettuato
mediante Test T di Student sul punteggio globale di ciascuna delle due
parti del questionario, e mediante Test di Wilcoxon sui punteggi relativi alle
singole aree. Le differenze emerse da tale confronto sono state correlate con il
quadro neuropsicologico del paziente, mediante test di Mann-Withney (sui
punteggi equivalenti) e T di Student (sui punteggi grezzi). Analogamente, è
stato effettuato il confronto tra le risposte del paziente e i punteggi rilevati ai
test neuropsicologici, mediante gli stessi test. I risultati hanno evidenziato un
grado di soddisfazione significativamente più elevato nei pazienti (p = 0.0371)
rispetto ai caregiver, verosimilmente per una deficitaria consapevolezza
dei propri deficit da parte dei pazienti. In particolare, le risposte differivano
significativamente nell’area cognitiva (p = 0.0022) e in quella psicologica
(p = 0.0244). Il confronto con i dati neuropsicologici non ha mostrato correlazioni
significative, sia per i punteggi ottenuti dai pazienti, sia per le differenze
tra le risposte fornite dai pazienti e quelle fornite dai familiari.
Un piccolo gruppo di pazienti del sottogruppo (19) è stato avviato al progetto
“ Casa Dago ”. Le ragioni di tale scelta sono state motivate dalla presenza
di un effettivo isolamento sociale riscontrato dai test e testimoniato dal “ caregiver
” e da disturbi cognitivi e comportamentali persistenti. In generale si può
dire che le attività psico-educative svolte nella “ casa ” hanno permesso alla
maggioranza di pazienti avviati al progetto di reinserirsi nelle attività sociali,
242 2006

Borse di studio
professionali e scolastiche con un livello soddisfacente rispetto alle problematiche
precedenti. Il training e il supporto psicologico dei caregiver ha inoltre
consentito una riduzione dei livelli di ansia e depressione riscontrati prima
dell’avvio al progetto “ Casa Dago ”.
Conclusioni
Dai risultati emersi si evidenzia come il QOLIBRI potrebbe diventare uno
strumento standard per la valutazione del grado di soddisfazione o insoddisfazione
della qualità di vita delle persone che hanno subito un TCE, soprattutto
se somministrato a paziente e “ caregiver ”, almeno nei casi con scarsa
consapevolezza dei propri deficit.
Lo studio sembra, infatti, suggerire una percezione della Qualità della
Vita da parte del paziente migliore rispetto a quanto percepito dal suo “ caregiver
”. Tale differenza potrebbe dipendere tanto da un deficit di consapevolezza
da parte del paziente, quanto da un’ipervalutazione delle conseguenze
del TCE da parte del “ caregiver ”. L’assenza di correlazioni della Qualità della
Vita con i deficit cognitivi meriterebbe un ulteriore approfondimento per possibili
connessioni con i disturbi comportamentali e psicologici. Un progetto di
reinserimento familiare e sociale supervisionato e guidato come “ Casa Dago ”
può consentire un miglioramento della Qualità della vita del paziente con esiti
di TCE e ridurre l’isolamento sociale dell’intero nucleo familiare.
2006 243

Sezione II
Riconoscimento di moti gravitazionali
durante il moto apparente
Vincenzo Maffei
Introduzione e metodo
Recenti studi hanno mostrato che il cervello umano è in grado di riconoscere
i moti gravitazionali (naturali) da moti non gravitazionali (non-naturali)
(Indovina I., Maffei V. et al., 2005, Science 308 (5720): 416-419; Zago M.,
Bosco G. et al., 2004, J Neurophysiol 91(4): 1620-1634). Poiché è noto che il
sistema visivo non è in grado di stimare correttamente le accelerazioni si è
ipotizzato che esista un modello interno delle legge di gravità (1g-internal
model) (Indovina I., Maffei V. et al., 2005, Science 308 (5720): 416-419; Zago
M., Bosco G. et al., 2004, J Neurophysiol 91(4): 1620-1634; Zago M., Bosco G.
et al., 2005, J Neurophysiol 93(2): 1055-1068; McIntyre J., Zago M. et al., 2001,
Nat Neurosci 4(7): 693-694). Si è inoltre visto (Indovina I., Maffei V. et al.,
2005, Science 308 (5720): 416-4191) che una particolare regione del cervello
(definita rete vestibolare) è la possibile sede neurale di tale modello. Il
modello per poter funzionare ha bisogno di informazioni in ingresso, che
sono rappresentate dalle informazioni visive del moto, ed è del tutto banale
notare che questo è un punto cruciale.
Oramai da circa 30 anni è consolidata l’idea che per analizzare il moto
degli oggetti esistono nel cervello almeno 2 differenti meccanismi (Palmer
S.E., 1999, Vision Science, MIT Press; Braddick O., 1974, Vision Res 14: 519-
527; Lu Z.-L. & Sperling G., 2001, J Opt Soc Am A 18(9): 2331-2731). Siamo
abituati in generale a percepire il moto continuo degli oggetti reali. Si è notato
che in alcune situazioni, per la verità anche molto comuni, una successione di
immagini statiche comunque è ancora in grado di generare la percezione del
movimento. Questo accade ad esempio quando guardiamo un film. Difatti le
immagini che vediamo non sono altro che sequenze opportune di immagini
statiche. In quest’ultimo caso utilizziamo un secondo sistema visivo dedicato
al riconoscimento del moto apparente definito appunto apparent motion
system. Si possono creare artificialmente dei moti apparenti, cioè successioni
di immagini statiche, che la nostra mente percepisce del tutto analoghi a stimoli
reali. Si parla in questi casi di short-range apparent motion (SAM) (Palmer
S.E., 1999, Vision Science, MIT Press; Braddick O., 1974, Vision Res 14:
519-527).
In una serie di esperimenti abbiamo voluto testare se anche durante un
particolare tipo di moto apparente, il long-range apparent motion (LAM) (Palmer
S.E., 1999, Vision Science, MIT Press; Braddick O., 1974, Vision Res 14:
519-527), la nostra mente fosse in grado di riconoscere i moti gravitazionali. Il
LAM ha la peculiarità di generare informazioni visive degradate rispetto al
normale moto reale (CM) in quanto manca l’informazione istantanea relativa
alla velocità. I moti di tipo LAM non sono una pura curiosità intellettuale. Nel
corso dell’evoluzione, l’uomo si è dovuto adattare ad ambienti ostili. Ad esem-
244 2006

Borse di studio
pio per sopravvivere in una foresta certamente era richiesta l’abilità di intercettare
oggetti in movimento, la cui traiettoria poteva essere in parte o del
tutto occlusa da piante, alberi o quant’altro. Le informazioni che quindi potevano
essere estratte erano certamente parziali e degradate. In questo caso un
sistema che fosse in grado di fare il rilevamento del moto partendo da informazioni
visive limitate e rumorose era vitale.
Utilizzando le tecniche di Computer Graphics sono stai generati una serie
di stimoli virtuali. Questi consistevano in una palla in movimento secondo la
legge gravitazionale, o comunque compatibili con questa, (moti naturali)
verso stimoli chiaramente innaturali. Metà degli stimoli era conforme ai moti
apparenti SAM quindi del tutto analoghi a stimoli in moto continuo, un’altra
metà ai moti LAM. A 19 volontari sani era chiesto di intercettare la palla in
movimento attraverso la pressione di un tasto. Mentre i soggetti eseguivano il
compito veniva registrata la loro attività corticale attraverso la risonanza
magnetica funzionale.
Risultati e discussione
I risultati ottenuti sono stati sorprendenti. Analizzando le risposte comportamentali
si è trovato i volontari erano in grado di intercettare i moti SAM
con maggiore precisione rispetto ai moti LAM. E questo era conforme alle
aspettative, laddove la mancanza parziale di informazione tende a degradare
il comportamento. La novità è stata nel vedere che in genere la maggiore differenza
nel compito non era in funzione del tipo di moto (SAM o LAM), ma
nel grado di naturalezza. Cioè le maggiori differenze in precisione erano tra
moti naturali e non naturali. Le stesse immagini funzionali dell’attività cerebrale
hanno mostrato che sia durante i moti LAM che durante i moti SAM la
rete vestibolare è attiva per i moti naturali in maniera significativamente maggiore
che nei moti non-naturali.
Si è stati quindi in grado di concludere che sia durante moti continui
(SAM) che moti apparenti (LAM), quando le informazioni visive sono degradate,
la nostra mente è in grado di riconoscere la legge di gravità. Si tenga
presente che noi viviamo in un campo gravitazionale, il poter quindi riconoscere
la gravità in situazioni molto differenti tra loro è estremamente importante
da un punto di vista comportamentale.
Inoltre si è notata che una particolare area cerebrale (Claeys K.G., Lindsey
D.T. et al., 2003, Neuron 40(3): 631-642) dedicata al riconoscimento di
specifiche caratteristiche (la salienza) dei moti apparenti, posizionata nel
lobulo parietale inferiore (HM-IPL), è maggiormente attiva durante i moti
naturali.
Questo potrebbe indicare che le particolari caratteristiche spazio-temporali
che sono presenti nei moti naturali aiutano HM-IPL nel riconoscere il movimento
degli oggetti quando le informazioni visive iniziali sono parziali come nei
moti LAM.
2006 245

Sezione II
Attivazione e localizzazione cellulare della
serina-treonina chinasi ATM (ataxia telangectasia mutated)
nel differenziamento neuronale
Michele Mingardi
Introduzione
L’Atassia Telangectasia (AT) è una patologia genetica autosomica recessiva
caratterizzata principalmente dalla perdita progressiva delle funzioni
cerebellari, imputabile alla neurodegenerazione a carico delle cellule del Purkinje.
A livello molecolare la patologia è associata a mutazioni su entrambi gli
alleli del gene ATM (Ataxia Telangectasia Mutated), mutazioni che causano
l’assenza funzionale della proteina chinasi serina/treonina PI-3-kinase-like
ATM. ATM è una chinasi che svolge un ruolo centrale nella risposta cellulare
al danno al DNA, promuovendo l’arresto cellulare ed il riparo, oppure l’apoptosi,
impedendo quindi la replicazione in presenza di DNA danneggiato e la
conseguente instabilità genomica. Pertanto tale proteina ha una funzione
importante sia in quelle situazioni fisiologiche che prevedono rotture del DNA
su entrambi i filamenti (riarrangiamento delle immunoglobuline, maturazione
delle cellule germinali) sia in situazioni di stress che determinano tali
rotture (radiazioni ionizzanti, stress ossidativi) (3 Shiloh Y., 2003, Nat Rev
Cancer 3: 155-167).
I neuroni derivanti dai topi AT sono resistenti all’apoptosi indotta da
radiazioni ionizzanti e ciò suggerisce che la mancanza di ATM prevenga l’eliminazione
nello sviluppo di progenitori neuronali danneggiati. L’assenza di
tale risposta risulterebbe quindi nell’accumulo di neuroni danneggiati, che in
una fase adulta potrebbero più facilmente andare incontro a degenerazione.
Diversi studi hanno dimostrato che i livelli di ATM decrescono durante il differenziamento
e che i progenitori neuronali AT sono difettivi nella risposta
differenziativa in vitro (Allen D.M., van Praag H. et al., 2001, Genes Dev 15:
554-566). Ciò suggerisce che il differenziamento neuronale possa modulare
l’attivazione di ATM.
Metodi e risultati
Per definire il ruolo di ATM nella segnalazione fisiologica richiesta per
assicurare la sopravvivenza neuronale ed il differenziamento, l’attività e la
localizzazione di ATM in queste vie di segnalazione è stata analizzata avvalendosi
di un modello sperimentale di differenziamento neuronale basato sulla
linea cellulare umana di neuroblastoma SHSY5Y.
La linea cellulare SHSY5Y è comunemente usata per mimare il differenziamento
neuronale in terreno completo ed in presenza di 10 µM acido retinoico
per 5 giorni seguiti da 2 giorni aggiuntivi in terreno privo di siero contenente
40 ng/ml BDNF (Biton S., Dar I. et al., 2006, J Biol Chem 281: 17482-
17491). In queste condizioni le cellule di neuroblastoma differenziano ed
246 2006

Borse di studio
acquisiscono alcune caratteristiche morfologiche tipiche dei neuroni primari.
Esperimenti di immunofluorescenza e di immunoblotting con anticorpi specifici
hanno consentito di verificare l’espressione di alcuni marcatori del differenziamento,
tra cui NF200, MAP2, GAP43,TAU, Tuj1, TrkA, e la Calcitonina.
L’espressione e l’attività di ATM sono state rilevate mediante immunoblotting
con anticorpi che riconoscono specificamente ATM oppure fosfo-
Ser1981-ATM (la forma attivata della chinasi). Tale approccio ha consentito
di rivelare che i livelli di ATM non aumentano, bensì decrescono durante il
differenziamento. Consistentemente non si osserva alcuna attivazione della
chinasi durante il differenziamento. Inoltre il differenziamento per sé non
determina l’induzione della fosforilazione di alcune proteine identificate
come substrati di ATM in seguito a danno al DNA.
Per definire la presenza di una correlazione tra differenziamento ed attività
di ATM, gli stessi esperimenti sono stati eseguiti in assenza della funzione
di ATM. L’approccio scelto per eliminare l’attività di ATM, è stata la generazione
di linee cellulari stabilmente transfettate con costrutti per l’espressione
di specifici shRNA per ATM. La riduzione dei livelli di ATM è stata verificata
mediante immunoblotting con specifici anticorpi. Tale approccio ha consentito
di dimostrare che la forte riduzione dell’espressione di ATM non compromette
il differenziamento neuronale in vitro. Al contrario la presenza di ATM
è assolutamente necessaria anche nel sistema modello per mediare la risposta
apoptotica al danno al DNA indotto da radiazioni ionizzanti o da sostanze
radiomimetiche.
Discussione
Questo studio supporta l’ipotesi in base alla quale ATM non partecipa
direttamente al differenziamento neuronale, che coerentemente con i nostri
risultati non risulta alterato in individui affetti da AT. Al contrario ATM svolge
un ruolo decisivo in presenza di stress che determinano danno al DNA e la
sua assenza impedisce l’eliminazione per apoptosi dei progenitori neuronali
danneggiati, favorendo quindi l’accumulo di cellule che preferenzialmente
andranno incontro a neurodegenerazione.
Esperimenti in altri sistemi modello di differenziamento consentiranno di
consolidare il significato dei dati ottenuti.
2006 247

Sezione II
Studio genetico ed epigenetico del promotore di Reelin
in pazienti autistici e controlli appaiati (C13)
Veruska Papaleo
L’ereditarietà dell’autismo non segue semplici regole mendeliane ma
deriva da una combinazione di più mutazioni unita ad alterazioni della metilazione
del DNA. Tra vari geni che codificano proteine di potenziale interesse
per l’autismo, si è studiato il gene codificante Reelin, che si trova sul cromosoma
7 (DeSilva U., D’Arcangelo G. et al.,1997, Genome Res 7: 157-164).
Reelin è una proteina della matrice extracellulare espressa da interneuroni
GABAergici che si lega a vari recettori di lipoproteine e attiva una
cascata di tirosine chinasi seguite dalla fosforilazione di Dab1 (Pesold C., Liu
W.S. et al. 1999, Proc Natl Acad Sci USA 96(6): 3217-3222). Questi eventi sono
essenziali nell’embrione per la migrazione neuronale e la sinaptogenesi. Nell’adulto,
invece, Reelin attiva una cascata di secondi messaggeri che influenzano
l’espressione dei geni coinvolti nella plasticità sinaptica (Pesold C. et al.,
1999, Proc Natl Acad Sci USA 96(6): 3217-3222).
L’attivazione o la repressione della trascrizione di un gene può essere correlata,
rispettivamente, con lo stato di acetilazione o de-acetilazione delle proteine
istoniche del nucleosoma, che a loro volta si associano a de-metilazione o
metilazione di alcune citosine presenti nella sequenza del DNA dei relativi promotori.
Gli enzimi che permettono l’acetilazione (istone acetiltransferasi, HAT)
o la deacetilazione degli istoni (HDACs) sono normalmente associati in complessi
proteici. Il legame di proteine quali MeCP2 a siti CpG (citosina-fosforodiestere-guanina)
metilati porta al reclutamento di HDACs, alla deacetilazione
delle proteine istoniche ed alla condensazione della cromatina intorno al promotore
del gene, causando la repressione della trascrizione (Sharma R.P.,
Grayson D.R. et al., 2005, J Psychiatry Neurosci: 30(4): 257-263).
Da ciò è chiaro che la regolazione dell’espressione di Reelin potrebbe
dipendere dallo stato di metilazione e/o dalla presenza di mutazioni nel suo
promotore. Per tale ragione si è deciso di studiare l’assetto epigenetico (metilazione)
e genetico (mutazioni) di quest’ultimo nel DNA genomico estratto da
tessuto cerebrale post-mortem di soggetti autistici e dei loro controlli
appaiati. Inoltre, contemporaneamente sono stati condotti esperimenti di
Western Blotting per quantificare il livello di proteina Reelin nei tessuti postmortem
degli autistici e dei loro controlli.
Materiali e metodi
Dna – Tale studio è stato effettuato sul DNA estratto dalla sostanza grigia
del solco temporale superiore (area di Brodmann 41) di 5 pazienti autistici e
di 5 controlli normali appaiati per razza, sesso, età ed intervallo post-mortem.
Trattamento con bisulfito – Il DNA è stato sottoposto al trattamento con
bisulfito che converte le citosine non metilate ad uracili, mentre le citosine
248 2006

Borse di studio
metilate rimangono citosine (Frommer M., McDonald L.E. et al., 1992, Proc
Nat Acad Sci USA 89: 1827-1831; Herman J.G., Graff J.R. et al., 1996, Proc Nat
Acad Sci USA 93(18): 9821-9826; Singal R., Ginger G.D., 1999, Blood 93: 4059-
4070). Come controlli positivo e negativo sono stati utilizzati DNA genomico
metilato in vitro estratto da linfociti e DNA genomico estratto da linfociti
rispettivamente. In particolare, 1µg di DNA genomico è stato denaturato con
NaOH 2M per 15 minuti e dopo è stato convertito con la soluzione di bisolfito
preparata fresca (10mM di idrochinone e bisolfito sodico 3M, pH 5.0). Ogni
reazione è stata incubata a 50°C per 16-20 h e dopo purificata usando Wizard
DNA purification kit (Promega, Madison, WI), seguita da trattamento desolfonante
con NaOH 3M, che cambia gli uracili a timine. Il DNA quindi viene precipitato
in etanolo e il pellet purificato è stato risospeso in 30 µl di ddH2O.
Nested PCR, clonaggio e sequenziamento – Il DNA purificato e convertito è
stato utilizzato per amplificare mediante PCR nested la banda di interesse. I
primers utilizzati per l’amplificazione sono i seguenti: a) Reelin C G-F: GGT
TTA AAG TAA TTT TGG GAG T; b) Reelin C G-R: CAA TAT ACA AAA AAA TAA
ACA CCT C; c) Reelin C G-Fnest: GTT TTT AAA ATT GAA TGA G. La banda
d’interesse è stata poi purificata da gel d’agarosio, ligata nel TOPO vector
(Invitrogen) e clonata in cellule di E.coli. Per ciascun individuo sono stati analizzati
mediante sequenziamento diretto 20 cloni, purificati mediante il Kit
QUIAGEN di estrazione di DNA plasmidico.
Western blotting – Per questi esperimenti è stato utilizzato il protocollo
descritto in Lugli et al. (Lugli G., Krueger J.M. et al., 2003, BMC Biochem 4: 9).
Risultati e discussione
Risultati preliminari per quattro coppie di autistici e controlli mostrano
che il pattern di metilazione nella zona studiata non è significativamente
diverso tra autistico e relativo controllo. Sono stati trovati anche dei polimorfismi
sia nella zona non codificante che nella zona codificante vicina al
promotore. Tali polimorfismi dovranno essere confermati mediante il
sequenziamento diretto del DNA genomico non convertito. Infatti anche
questi polimorfismi potrebbero alterare l’espressione o la funzione della
proteina reelin.
I risultati del Western Blotting mostrano differenze nel livello di espressione
della proteina reelin tra il controllo e il patologico sebbene non si
osservi un trend costante per tutte le 10 coppie analizzate (in alcune coppie il
livello di Reelin è inferiore nell’autistico rispetto al controllo mentre in altre è
inferiore nel controllo rispetto all’autistico). Tuttavia, i risultati del Western
Blotting potrebbero riflettere una diversa degradazione dei tessuti oggetto di
questo studio piuttosto che una reale differenza nel livello di espressione della
proteina reelin. Per questo motivo, si è deciso di quantificare il livello di RNA
messaggero nei vari campioni mediante esperimenti di PCR quantitativa.
2006 249

Sezione II
Sam68 modula lo splicing alternativo di Bcl-x
Maria Paola Paronetto
Introduzione
Lo splicing alternativo è un meccanismo di regolazione che permette ai
geni di codificare per isoforme proteiche multiple in grado di svolgere differenti
ruoli biologici (Black D.L., 2003, Annu Rev Biochem 72: 291-336). Nei
mammiferi i segnali che definiscono l’inizio e la fine di un introne non sono
ben definiti, e possono essere identificati solo con l’aiuto di elementi addizionali
che agiscono in cis, detti “ splicing enhancers ” e “ splicing silencers ”, presenti
di solito in copie multiple. Questo enorme corpo di informazioni viene
decodificato da due famiglie di proteine, le SR proteins e le hnRNP; le prime
sono costituite da due domini di legame all’RNA ed un dominio ricco in
serine ed arginine: queste proteine legano gli splicing enhancers ed attivano lo
splicing sedendosi vicino ai siti di splicing. Le hnRNPs legano gli splicing
silencers e quindi inibiscono lo splicing: il destino di un pre-mRNA è quindi
deciso dall’antagonismo tra hnRNP ed SR proteins. Proteine addizionali sono
richieste per conferire specificità alla regolazione dello splicing alternativo e
per decifrare i pathway di traduzione del segnale che lo determinano.
Cellule altamente differenziate quali quelle del sistema nervoso e le cellule
germinali sono caratterizzate da un elevato numero di eventi di splicing alternativo.
Le isoforme prodotte hanno spesso caratteristiche funzionali peculiari
che amplificano la plasticità della cellula, soprattutto in risposta a segnali
esterni. Sam68 è un buon candidato che integra i meccanismi di trasduzione
del segnale al metabolismo degli RNA. Sam68 appartiene alla famiglia STAR
(Signal Transduction and Activation of RNA metabolism) (Vernet C., Artzt K.,
1997, Trends Genet 13: 479-484), e fu identificata per la prima volta come target
della tirosin chinasi Src. La localizzazione subcellulare di Sam68 e la sua
affinità per l’RNA sono regolate da modificazioni post-traduzionali come
fosforilazioni e metilazioni (Wang L.L., Richard S., Shaw A.S.,1995, J Biol
Chem 270: 2010-2013; Lukong K.E., Larocque D. et al., 2005, J Biol Chem 280:
38639-38647). Un ruolo di Sam68 nello splicing alternativo è stato proposto
per la prima volta da Matter (Matter N., Herrlich P., Konig H., 2002, Nature
420: 691-695), che ha dimostrato la capacità di Sam68 di indurre l’inclusione
dell’esone variabile V5 nel messaggero di CD44. Più recentemente è stato
documentato che Sam68 coopera con SRm160 nella regolazione dello splicing
alternativo di CD44 (Cheng C., Sharp P.A., 2006, Mol Cell Biol 26: 362-
370) e che è in grado di associare con Brm, un componente del complesso di
rimodellamento della cromatina SWI/SNF (Batsche E., Yaniv M., Muchardt
C., 2006, Nat Struct Mol Biol 13: 22-29), suggerendo che possa partecipare agli
eventi di splicing negli stadi iniziali di sintesi del pre-mRNA di CD44.
Lo splicing alternativo gioca un ruolo fondamentale nell’apoptosi. Molti
pre-mRNA per fattori apoptotici hanno forme alternative di splicing con differenti
funzioni (Schwerk C., Schultze-Osthoff K., 2005, Mol Cell 19: 1-13). Un
250 2006

Borse di studio
chiaro esempio è rappresentato dal messaggero di Bcl-X, il cui splicing alternativo
può generare una forma anti-apoptotica (Bcl-x(L) Long) ed una proapoptotica
(Bcl-x(S) short) (Boise L.H., Gonzalez-Garcia M. et al., 1993, Cell
74: 597-608). La scelta tra le due isoforme riflette la differente sensibilità delle
cellule verso agenti che inducono apoptosi; per esempio, le cellule tumorali
spesso up-regolano l’isoforma anti-apoptotica, evento associato ad un aumentato
rischio di metastasi.
In questo studio abbiamo investigato il ruolo svolto dalla RNA binding
protein Sam68 nella regolazione dell’apoptosi ed abbiamo identificato i primi
target cellulari di Sam68 coinvolti nell’apoptosi.
Materiali e metodi
Colture cellulari e trasfezioni – HEK293 sono state cresciute in DMEM con
10% siero, penicillina e streptomicina. Per le trasfezioni, HEK293 sono state
pilastrate in piastre da 35mm un giorno prima della trasfezione con 1µg di
DNA (Bcl-X minigene, pEGFP-Sam68wt, pCMV5-Fyn) con lipofectamina
(Invitrogen). 24 ore dopo la trasfezione le cellule sono state raccolte per l’estrazione
di RNA o per analisi biochimiche. Per l’“ RNA interference ” le cellule
ad un 50-60% di confluenza sono state trasfettate con piccoli siRNA
(MWG Biotech) usando Oligofectamine e Opti-MEM medium (Invitrogen). Le
sequenze dei siRNA sono: (sense strand): 5’-GGAUCUGCAUGUCUUCAUU-3’
(si1Sam68) e 5’-CUGUCAGGAGCAAUUU CUA-3’(si2Sam68). Le sequenze di
controllo sono: 5’-GUGCUCAAUUGGAUU CUCU-3’(si1 ctrl) e 5’-GGAGCUU-
CAUUGCUAUCAA-3’(si2 ctrl).
Co-immunoprecipitazioni proteine-RNA – Gli esperimenti di co-immunoprecipitazione
e pull-down sono stati condotti come precedentemente descritto
(Paronetto M.P., Zalfa F. et al., 2006, Mol Biol Cell 17: 14-24).
Estrazione di RNA ed analisi di RT-PCR – L’RNA totale è stato estratto
dalle cellule trasfettate usando il reagente Trizol (Invitrogen) secondo le
istruzioni di manifattura. L’RNA è stato quindi risospeso in acqua priva di
RNasi (Sigma-Aldrich) e immediatamente congelato a -80°C. 1µg di RNA è
stato utilizzato per RT-PCR usando la trascrittasi inversa M-MLV (Invitrogen)
secondo le istruzioni di manifattura. 10% della reazione è stata quindi
utilizzata come temprato in una PCR con primers specifici (Bcl-X(forward)
5’-GGAGCTGGTGGTTGACTTTCT-3’ and Bcl-X(reverse) 5’-TAGAAGGCA
CAGTCGAGG-3’) in grado di discriminare tra le forme Long e Short di Bcl-x.
Staining per l’annessina V – Le cellule trasfettate sono state lavate con PBS
e colorate con Annexin V-PE (BD Pharmingen) secondo le istruzioni di manifattura.
Le cellule GFP positive sono state quindi analizzate con un FACScalibur
Flow Cytometer (Necton Dickinson).
Risultati e discussione
Sam68 lega direttamente gli RNA di geni apoptotici – Sam68 è una RNA binding
protein i cui livelli intracellulari regolano la progressione del ciclo cellulare
2006 251

Sezione II
e l’apoptosi (Taylor S.J., Resnick R.J., Shalloway D., 2004, BMC Cell Biol 5: 5-
16). Per comprendere in che modo Sam68 svolga un ruolo nella regolazione
post-trascrizionale di mRNA codificanti per regolatori apoptotici Sam68 endogena
è stata immunoprecipitata con un anticorpo anti-Sam68 da estratti cellulari
di Hek293, preparati in condizioni tali da preservare l’integrità di RNA e
ribonucleoproteine (Paronetto M.P., Zalfa F. et al., 2006, Mol Biol Cell 17: 14-24).
L’RNA è stato estratto dagli immunoprecipitati ed analizzato per RT-PCR per la
presenza di geni coinvolti nella regolazione dell’apoptosi. Abbiamo trovato che
Sam68 lega in modo specifico gli RNA per Bak, Bax, Bcl-x e Bim, ma non l’RNA
di Bcl2. Per testare se Sam68 sia in grado di legare questi trascritti direttamente
abbiamo costruito proteine ricombinanti di fusione alla GST, ed abbiamo verificato
che il legame a questi RNA è diretto.
Sam68 stimola lo splicing di Bcl-xs in vivo – Successivamente siamo andati
ad investigare se variazioni dei livelli intracellulari di Sam68 potessero influenzare
lo splicing di Bcl-x e l’apoptosi delle cellule. Esperimenti down-regolazione
di Sam68 attraverso RNA interference hanno prodotto un cambiamento del
rapporto delle due isoforme di Bcl-x, con un aumento della forma long antiapoptotica;
l’overespressione di costrutti GFP o GFP-Sam68 in Hek293 hanno
dimostrato che l’up-regolazione di Sam68, ma non della GFP, provoca un
aumento della forma short rispetto alla long. L’overespressione di Sam68 provoca
inoltre un aumento dell’apoptosi cellulare, vista come evento precoce
(annessina positività) e come evento tardivo (frammentazione dei nuclei).
Per approfondire la regolazione dello splicing di Bcl-x da parte di Sam68
abbiamo utilizzato un minigene costituito dagli esoni 1, 2 e 3 di Bcl-x, l’introne
1 completo e parte dell’introne 2. La trasfezione di GFP-Sam68 insieme
a questo gene reporter stimola fortemente la formazione della variante di splicing
“ short ” in modo dipendente dalla quantità di Sam68 trasfettata.
La tirosin chinasi Fyn modula lo splicing alternativo di Bcl-x mediato da
Sam68 – Sam68 è stata originariamente identificata come substrato di Src in
mitosi (Taylor S.J., Shalloway D., 1994, Nature 368: 867-871) ed è stato dimostrato
che la sua fosforilazione in tirosine da parte della Src chinasi Fyn diminuisce
la sua affinità per un RNA sintetico omopolimerico (Wang L.L., Richard
S., Shaw A.S.,1995, J Biol Chem 270: 2010-2013; Paronetto M.P., Zalfa F. et al.,
2006, Mol Biol Cell 17: 14-24). Ci siamo quindi chiesti se la fosforilazione in tirosine
fosse in grado di influenzare l’attività di splicing di Sam68 verso un target
cellulare. Attraverso esperimenti di co-espressione di Sam68 con la tirosin chinasi
Fyn wild type abbiamo dimostrato che la fosforilazione da parte di Fyn è in
grado di inibire la capacità di Sam68 di favorire la selezione dello splice site in
5’ di Bcl-x, controbilanciandone completamente l’effetto.
Conclusioni
I risultati ottenuti in questo lavoro indicano che la regolazione dell’apoptosi
da parte di Sam68 coinvolge cambiamenti nello splicing alternativo del
target intracellulare Bcl-x; fluttuazioni nei livelli intracellulari di Sam68
influenzano il rapporto tra la forma anti-apopotica Bcl-xL e la forma pro-
252 2006

Borse di studio
apoptotica Bcl-xS. Infine, modificazioni post-traduzionali in risposta all’ambiente
intracellulare sono in grado di influenzare l’attività di splicing verso
Bcl-x e l’apoptosi.
Poiché Bcl-x è essenziale per lo sviluppo del sistema nervoso nei mammiferi
e Sam68 è espressa a livelli elevati nei neuroni, è possibile che la regolazione
da noi descritta abbia risvolti funzionali nello sviluppo neuronale. Inoltre,
data la regolazione da parte delle Src chinasi dello splicing alternativo
modulato da Sam68, è possibile che il pathway composto da Src e Sam68
regoli l’espressione anche di altre isoforme specifiche del sistema nervoso.
Infatti, numerosi dati riportano dell’importanza di Src e di altre chinasi omologhe
sia nello sviluppo del sistema nervoso che nella plasticità sinaptica di
neuroni differenziati (Kalia L.V., Gingrich J.R., Salter M.W., 2004, Oncogene
23: 8007-8016).
Studi futuri saranno indirizzati a indagare il possibile coinvolgimento di
Sam68 e di meccanismi di splicing alternativo da essa regolati nel ruolo di Src
nel sistema nervoso.
2006 253

Sezione II
Basi neurali nei processi di memoria spaziale:
studi neuropsicologici e di neuroimmagini
Sabrina Pitzalis
Introduzione
Nel presente progetto sono state studiate le capacità di memoria a breve e
lungo termine durante la navigazione in percorsi spaziali nel micro-spazio
(codificati utilizzando prevalentemente informazioni visive) e nel macro-spazio
(codificati utilizzando anche informazioni propriocettive e vestibolari). In
questa ricerca sono state studiate le prestazioni di soggetti normali e pazienti
cerebrolesi nei due tipi di spazio usando compiti simili. Sono stati eseguiti
una serie di esperimenti per verificare la teoria di Wang and Spelke (Wang
R.F., Spelke E.S., 2002, Trends Cogn Sci 6: 376-382) sull’esistenza di una subdivisione
dei processi cognitivi coinvolti nella navigazione umana. La navigazione
sottenderebbe almeno due processi principali, quali il riconoscimento
di forme geometriche e dei punti di riferimento ambientali.
Gli esperimenti del presente progetto sono stati eseguiti introducendo due
punti di riferimento (anche detti landmarks) nella versione umana del “ Morris
maze ” utilizzato nello studio di Guariglia et al. (Guariglia C., Piccardi L. et
al., 2005, Neuropsychologia 43: 1138-1143).
Lo scopo di questi studi è di scoprire se differenti forme di Neglect hanno
differenti influenze durante la navigazione e quindi, se differenti tipi di
neglect sono capaci o meno di approfittare dei vari landmarks. Sulla base di
un precedente studio di Pizzamiglio et al. (Pizzamiglio L., Guariglia C., Cosentino
T., 1998, Cortex 34: 719-730), sappiamo che differenti tipi di lesione producono
differenti comportamenti quando i punti di riferimento sono presenti,
ma non sappiamo se la presenza di neglect rapresentazionale possa influenzare
la navigazione.
Come ulteriore scopo, sarebbe quindi interessante replicare i risultati di
Pizzamiglio et al. (Pizzamiglio L., Guariglia C., Cosentino T., 1998, Cortex 34:
719-730).
Metodo
Hanno partecipato a questo studio trentasei soggetti divisi in cinque
gruppi. Tutti hanno dato il loro consenso informato a partecipare allo studio,
che è stato approvato dal comitato etico locale.
1. Cinque pazienti con lesioni destre (3 uomini) affetti da neglect senza
segni di neglect rappresentazionale (H+).
2. Sei pazienti con lesioni destre (5 uomini) affetti da percettivo e rappresentazionale
(Rep+).
3. Otto pazienti con lesioni destre (5 uomini) senza segni di neglect (H-).
4. Nove pazienti con lesioni sinistre (8 uomini) senza segni di neglect (LN-).
254 2006

5. Otto soggetti (7 uomini) senza segni di disturbi neurologici e psichiatrici
(C).
Gli esperimenti sono stati condotti in una stanza rettangolare (2 × 5m)
provvista di una microcamera in un angolo. La stanza conteneva solo due
landmarks; una lampada e un appendiabiti. Uno di questi era posto al centro
della parete lunga e l’altro al centro della parete corta. Durante l’esperimento
questa posizione restava invariata, ma era controbilanciata tra i vari soggetti.
I soggetti, muovendosi con una sedia a rotelle motorizzata, erano istruiti a
cercare una posizione nascosta da dove sarebbe provenuto un segnale target
sonoro o luminoso.
I soggetti eseguivano questi tre compiti:
– Ricerca: I soggetti erano fatti entrare nella stanza bendati e posti al centro,
una volta sbendati dovevano cercare la posizione del segnale target portandosi
su di esso. Nelle successive prove il target rimaneva nella stessa posizione,
ma il soggetto era disorientato ruotando la sedia.
– Arrivo immediato: invece che partire dal centro, il soggetto era fatto
partire da una delle due pareti.
– Arrivo ritardato: per testare la memoria a lungo termine sono state eseguite
delle prove di ricordo con un ritardo di 30 minuti dalla prima.
Alle fine delle prove i soggetti erano sottoposti a questionari per investigare
le loro strategie e per verificare se ricordavano la natura e la posizione
dei due punti di riferimento presenti nella stanza.
La performance nella navigazione era valutata attraverso il tempo di raggiungimento
del target e il percorso seguito.
Risultati
Borse di studio
Tempo di navigazione
Separate analisi statistiche (ANOVA) sulle tre differenti condizioni hanno
mostrato che:
– Nel compito di ricerca i pazienti affetti da neglect percettivo (N+)
spendono più tempo rispetto ai controlli e ai pazienti senza neglect. La loro
performance non differisce da quella dei pazienti affetti da neglect rappresentazionale.
– Nel compito di arrivo immediato i pazienti affetti da neglect percettivo
(N+) e rappresentazionale (Rep+) impiegano più tempo degli altri gruppi nel
raggiungere il target indipendentemente dalla posizione di partenza.
– Nel compito di arrivo ritardato i pazienti affetti da neglect rappresentazionale
(Rep+) sono più lenti di tutti gli altri gruppi che non differivano tra loro.
Percorso di navigazione
– Con l’eccezione del pazienti H+, tutti gli altri partecipanti non hanno
mostrato deficit nel compito di ricerca.
2006 255

Sezione II
– Nel compito di arrivo immediato, controlli (C) e pazienti senza neglect
(H- e LH-) traggono benefici dalla presenza dei punti di riferimento poiché i
loro spostamenti sono diretti verso lo scopo.
– Nel compito di arrivo ritardato gli unici pazienti che non seguivano
strategie dirette allo scopo erano i pazienti affetti da neglect rappresentazionale
(Rep+).
Discussione
Il presente studio mostra che i pazienti con neglect sono severamente
danneggiati nella navigazione basata su punti di riferimento, ma i pazienti
con neglect percettivo sono in grado di generare una completa rappresentazione
mentale dell’ambiente derivandolo dalla loro deficitaria navigazione. Al
contrario, pazienti con neglect rappresentazionale hanno mostrato un grosso
deficit che impedisce loro di usare con successo il ricordo di un posto visto e
il seguente preorientamento nello stesso.
Nella seconda parte dello studio sarà di grande aiuto la localizzazione e
l’estensione delle lesioni cerebrali dei pazienti studiati per ricercare eventuali
correlati anatomici dei dati.
Concludendo, questo studio mostra l’importanza dello studio delle immagini
mentali e il suo coinvolgimento nella navigazione.
256 2006

Borse di studio
Ruolo dei recettori 5-HT4
nel processo di consolidamento mnesico
Leonardo Restivo
Il recettore 5-HT4 (5-HT4R) è un recettore associato a proteina G
espresso nel sistema limbico e nelle regioni corticali del sistema nervoso
centrale dei mammiferi (Bockaert J. et al., 2004, Curr Drug Targets CNS
Neurol Disord 3: 39-51). L’attivazione del 5-HT4R aumenta i livelli intracellulari
di cAMP ed aumenta l’attività della PKA con una conseguente
inibizione delle fosfatasi e fosforilazione dei canali del potassio attivati da
voltaggio (Ansanay H. et al., 1995, Proc Natl Acad Sci USA 92: 6635-6639).
L’attivazione della cascata di cAMP da parte del 5-HT4R induce un prolungamento
del potenziale d’azione producendo un incremento dell’eccitabilità
cellulare ed un aumento del rilascio di neurotrasmettitori in
regioni critiche per l’apprendimento e la memoria, supportando un ruolo
pro-mnesico per il 5-HT4R (Moser P.C. et al., 2002, J Pharmacol Exp Ther
302: 731-741).
In accordo con i dati molecolari, gli studi comportamentali hanno
mostrato che la somministrazione di agonisti del 5-HT4R produce un
miglioramento della prestazione in compiti di memoria olfattiva e facilita
l’apprendimento spaziale in ratti adulti ed anziani (Letty S. et al., 1997, Neuropharmacology
36: 681-687; Gale J.D. et al., 1994, Br J Pharmacol 111: 332-
338). Gli studi elettrofisiologici hanno mostrato che l’effetto pro-mnesico
dell’attivazione dei 5-HT4R è mediato da un aumento della plasticità a
livello delle sinapsi ippocampali (Spencer J.P. et al., 2004, Neuroscience 129:
49-54; Marchetti E. et al., 2004, Neuropharmacology 47: 1021-1035). Nel loro
complesso questi dati indicano che questo recettore è in grado di modulare i
meccanismi di plasticità neurale necessari per la codifica ed il consolidamento
delle tracce di memoria.
Al fine di promuovere la stabilizzazione di reti neurali che supportano
l’immagazzinamento delle tracce di memoria i singoli neuroni vanno incontro
sia al potenziamento della neurotrasmissione che al rimodellamento
della arborizzazione dendritica (Kolb B. et al., 1998, Annu Rev Psychol 49:
43-64, per una rassegna). In particolare, i nostri dati mostrano che l’apprendimento
di un compito di discriminazione olfattiva simultanea promuove
un aumento di densità di spine dendritiche nell’ippocampo di topi inincrociati
(Restivo L. et al., 2006, Hippocampus 16: 472-479). Sulla base dell’efficacia
degli agonisti dei 5-HT4R come agenti pro-mnesici e modulatori della
plasticità sinaptica, abbiamo deciso di esaminare l’efficacia del potente agonista
parziale SL65.0155 nell’aumentare le prestazioni di memoria in un
compito di discriminazione olfattiva e di potenziare la crescita di spine dendritiche
indotta da apprendimento in due ceppi di topi inincrociati che
mostrano una differente predisposizione ad apprendere compiti ippocampo-dipendenti.
2006 257

Sezione II
Materiali e metodi
Topi C57BL/6J (N=24) e DBA/2J (N=23) maschi adulti (3 mesi).
L’Olfactory Tubing Maze (OTM) (Roman F.S. et al., 2002, J Neurosci
Methods 117: 173-181) è costituito da 4 camere di test (cubiche, lato 10 cm)
connesse da tubi di plastica (diametro: 5 cm).
Due stimoli olfattivi sono rilasciati simultaneamente da due bocchette
situate all’estremità di due tubi (diametro 5 cm; lunghezza 20 cm) posti perpendicolarmente
rispetto ai lati delle camere di test. A ciascuna estremità di
questi tubi sono posti una coppetta per l’acqua ed un altoparlante. L’uscita e
l’ingresso alle camere sono regolati da porte automatizzate. Attraversata la
prima fotocellula, la porta di ingresso alla prima camera di test viene aperta e
due differenti odori vengono emessi dalle estremità dei due tubi. Un odore
(Allyl heptanoate; odore positivo) è associato al rilascio di una ricompensa
(0,03 ml di acqua) mentre il secondo odore (Citral dimethyl acetal; odore
negativo) è associato ad un suono avversivo (Buzzer, 3s). Il topo fornisce la
risposta ad uno dei due stimoli olfattivi raggiungendo l’estremità di uno dei
due tubi ed attraversando una seconda fotocellula che chiude la porta di
ingresso ed apre la porta di uscita della camera di test.
I topi sono stati sottoposti ad una sessione al giorno di 20 prove ciascuna.
Sono state registrate la percentuale di risposte corrette (scelta dell’odore positivo)
e l’intervallo-inter-prove (ITI). L’agonista SL65.0155 (0.01 mg/Kg; i.p.) è
stato iniettato 30 minuti prima dell’inizio delle ultime 4 sessioni di apprendimento.
I topi sono stati iniettati con salina o agonista ed assegnati ai gruppi
addestramento o pseudo-addestramento. Nella condizione addestramento l’odore
positivo era associato al rinforzo nel 100% delle prove, mentre nella condizione
pseudo-addestramento l’odore positivo era associato al rinforzo nel
50% delle prove. In un esperimento successivo due gruppi di topi C57 sono
stati addestrati e trattati con salina + salina o con agonista + antagonista
(RS39604 - 0.5 mg/Kg) al fine di verificare che gli effetti riscontrati in questo
ceppo fossero dovuti all’attivazione dei 5-HT4R. Per gli studi morfologici è
stato aggiunto un gruppo di controllo che non è stato sottoposto ad addestramento
nell’OTM. Ventiquattro ore dopo il termine dell’addestramento, gli animali
sono stati sacrificati ed il loro cervello è stato sottoposto ad impregnazione
di Golgi-Cox (Restivo L. et al., 2005, Proc Natl Acad Sci USA 102(32):
11557-11562). I cervelli sono stati tagliati coronalmente ed il campo CA1 dell’ippocampo
è stato ispezionato al microscopio. Le spine dendritiche sono
state contate lungo i dendriti apicali, obliqui e basali dei neuroni piramidali
ed espressa come numero di spine per 10 micrometri.
Risultati e discussione
L’ANOVA condotta sulla percentuale di risposte corrette ha mostrato
che i topi C57 mostravano una prestazione superiore rispetto ai topi DBA
(Ceppo X Sessione: F 5,115
= 16.34, P < 0.0001). In particolare, la prestazione
dei topi DBA non si è discostata da quella degli animali pseudo-addestrati di
entrambi i ceppi i quali hanno mostrato una prestazione casuale (~50%). La
258 2006

Borse di studio
somministrazione di SL65.0155 ha sortito effetti dipendenti dal ceppo
(Ceppo × Trattamento × Sessione F 5,115
= 2,59, P < 0.05). Infatti, il trattamento
farmacologico ha migliorato le prestazioni dei topi C57 nelle ultime
tre sessioni (p

Sezione II
Il reiserimento sociale
nelle gravi cerebrolesioni acquisite in riabilitazione
Jessica Rigon
Obiettivi
In relazione alla tematica ci si proponeva di perseguire due obiettivi
principali:
• Il primo era inerente allo studio multicentrico prospettico GISCAR
sulle caratteristiche cliniche delle gravi cerebrolesioni acquisite e riabilitazione,
sulla base di un protocollo di studio in follow-up.
• Il secondo riguardava la valutazione delle capacità di reinserimento
familiare, sociale e lavorativo dei pazienti con gravi cerebrolesioni acquisite.
Il perseguimento di tale obiettivo prevedeva il confronto tra due gruppi di
pazienti, appartenenti alla stessa popolazione oggetto di studio (di cui all’obiettivo
sopra), ma differenti nel piano di intervento riabilitativo.
Risultati
I risultati ottenuti dallo studio di follow up di pazienti inseriti nel
GISCAR confluiscono nelle tematiche affrontate dalla Conferenza di Consenso
di Verona (2005), dedicata ai “Bisogni riabilitativi ed assistenziali delle
persone con disabilità con grave cerebrolesione acquisita e delle loro famiglie,
nella fase post-ospedaliera ”. Dal rilevamento dei dati è emerso quanto segue:
– I 2/3 dei pazienti accolti nei centri residenziali (RSA) dedicati all’assistenza
degli stati vegetativi (SV) proviene da un reparto Ospedaliero, prevalentemente
da reparti di lungodegenza, senza esser transitati da un’unità di
riabilitazione, in contrasto con quanto previsto dalle raccomandazioni della
Conferenza Nazionale di Consenso di Modena (2000).
– I pazienti in SV rappresentano, nel loro complesso, oltre il 6% dei casi
dimessi dalle Unità di Riabilitazione.
– La carenza di strutture e percorsi non ospedalieri creano difficoltà nella
dimissione dei pazienti cronici dai reparti “ Unità per Gravi Cerebrolesioni ”
(UCG, cod 75) e “ Reparti di riabilitazione estensiva ” (cod 60). La proposta di
dimissione risulta difficile anche per le implicazioni di tipo familiare.
– Il rientro domiciliare, laddove possibile, deve essere incentivato in particolare
per i soggetti giovani. Va tuttavia segnalato che il carico assistenziale
(comprendente il devastante coinvolgimento emozionale, relazionale, di
tempo e di risorse economiche) è molto elevato, in media 90 ore di assistenza
settimanali. Prima del rientro al domicilio è dunque necessario che il team
riabilitativo delle UCG, o delle altre strutture di ricovero, valuti la capacità
della famiglia di poter gestire tali situazioni, previa l’attivazione di tutta la rete
di supporto logistico/organizzativo e psicologico necessario.
I risultati del gruppo di pazienti, inclusi nello studio GISCAR follow-up
(di cui al primo obiettivo) e inseriti nel progetto riabilitativo “ Casa Dago ”
260 2006

Borse di studio
(struttura residenziale demedicalizzata di reinserimento familiare, vocazionale
e sociale), riguardano le seguenti aree:
– Reinserimento sociale attuato grazie alle attività di gruppo. È stato
osservato che il motivo principale della mancata integrazione sociale da parte
dei pazienti trattati è stata la presenza di gravi disturbi cognitivo-comportamentali,
associata alla presenza di familiari inadeguati, ovvero non disponibili
a prendere parte al training educativo proposto dagli psicologi e dall’educatrice
di Casa Dago. Nove i casi di auto-dimissione dal progetto riabilitativo.
– Reinserimento scolastico/universitario, attuato mediante percorsi di trattamento
individuale. Il 50 % dei pazienti ha avuto un buon esito, mentre nel
restante 50 %, la presenza di gravi deficit neuropsicologici ha ostacolato il
reinserimento scolastico/universitario.
– Reinserimento lavorativo, svolto attraverso attività individuali specifiche.
Il 72% dei pazienti ha beneficiato del trattamento, mentre il restante 28%
non ne ha tratto beneficio, a causa della presenza di gravi disturbi neuropsichiatrici,
neuropsicologici e di caregiver oppositivi (3 casi).
In riferimento alla correlazione dell’outcome, valutato mediante la somministrazione
del questionario CIQ (Questionario di integrazione nella Comunità),
con i deficit della consapevolezza, misurati attraverso scale specifiche di
valutazione, è emerso quanto segue:
a) dati sulla consapevolezza (misurata tramite la scala SADI: Self Awareness
Deficit Interview) e aspetti neurocomportamentali (ottenuti tramite l’NPI:
Neuropsyichiatric Inventory) mostrano un generale miglioramento, statisticamente
significativo, a seguito del progetto Casa Dago;
b) l’integrazione del paziente nella comunità rileva un notevole cambiamento
tra i risultati alla scala CIQ in ingresso (relativi alla situazione precedente
la malattia), confrontati con quelli in dimissione da Casa Dago e quelli
in follow-up (ad almeno un anno di distanza).
Conclusioni
Dall’indagine del progetto GISCAR Follow-up è emerso che soltanto un
terzo dei pazienti in stato vegetativo o stato di minima coscienza cronico sono
transitati per strutture riabilitative specifiche post-intensive. Nei casi ad esito
più favorevole la problematica che impedisce prevalentemente il reinserimento
sociale è la presenza di disturbi comportamentali. I pazienti avviati al
progetto Casa Dago hanno mostrato un miglioramento delle capacità di integrazione
sociale, dei livelli di consapevolezza di malattia e delle aspettative
circa il recupero a breve termine, unitamente ad un generale miglioramento
dei disturbi neuropsicologici e, in particolare, dei deficit comportamentali. Il
training e il supporto psicologico dei caregiver ha inoltre consentito una riduzione
dei livelli di ansia e depressione riscontrati prima dell’avvio al progetto
Casa Dago. Il significativo incremento del reinserimento sociale dopo almeno
un anno nei pazienti che sono stati supportati dal progetto Casa Dago sarà
comparato, in itinere, con una popolazione di pazienti post-comatosi che non
ha usufruito del progetto.
2006 261

Sezione II
Sviluppo di scale cliniche cinematiche di valutazione
della deambulazione in soggetti con lesione midollare
Federica Tamburella
Introduzione
L’intento dello studio realizzato è stato quello di individuare e sviluppare
un protocollo di valutazione clinica in italiano della deambulazione dei soggetti
con lesioni midollari (LMS) basato sul Walking index for spinal cord
injury (WISCI II), e di effettuare una indagine di fattibilità per lo sviluppo di
un protocollo di valutazione clinica del cammino basato su rilievi cinematici.
Queste le diverse parti dello studio:
• Validazione del livello autoselezionato di deambulazione come endpoint
di trials clinici, presupponendo che i soggetti con LMS siano in grado di
deambulare a differenti livelli WISCI e che il livello autoselezionato di deambulazione
sia più efficace in termini di costo energetico, velocità e distanza
rispetto a una deambulazione a livelli WISCI differenti (maggiori o minori).
• Studio e analisi dell’influenza di differenti parametri clinici (età, peso,
tempo intercorso dall’insulto midollare, dolore, punteggi motori, punteggi
sensitivi, spasticità ed equilibrio) sulla deambulazione e relative caratteristiche
della stessa in soggetti con LMS.
• Valutazione cinematica del cammino in pazienti con LMS e correlazione
con i relativi livelli della scala WISCI.
Materiali e metodi
Nel corso di un biennio sono stati riconvocati 66 pazienti dimessi dalla
Sezione Mielolesi dell’IRCCS S. Lucia dal 1997 in poi che, dopo la lesione,
avevano recuperato la funzione deambulatoria.
I criteri di inclusione allo studio sono stati rappresentati da LMS traumatica
o non traumatica, lesione cronica (superiore a 10 mesi), lesione cervicale
e toracica incompleta e lombare completa o incompleta, deambulazione funzionale
almeno all’interno dell’abitazione.
La valutazione neurologica dei pazienti in esame è stata realizzata in
accordo agli standard della American Spinal Injury Association, includendo la
determinazione del livello della lesione, la completezza della stessa, il punteggio
motorio dell’estremità superiore (UEMS) e dell’estremità inferiore
(LEMS), oltre al punteggio motorio totale (MS) e della sensibilità (SS). In
merito allo studio della locomozione la valutazione è stata effettuata attraverso
la scala WISCI: al paziente è stato richiesto di deambulare al livello
WISCI autoselezionato e ad un livello superiore ed inferiore; il livello è stato
differenziato grazie alla modificazione del tipo di ausilio utilizzato per deambulare.
I pazienti sono stati, inoltre, valutati con due misure di velocità, quali
il Timed Up and Go (TUG) e il Ten Meters Walk Test (TMWT), una misura di
262 2006

Borse di studio
distanza/velocità su lunghi percorsi, il Six Minutes Walk Test (SMWT), ed una
misura di costo energetico, il Physiologic Cost Index (PCI). Infine è stata utilizzata
la Berg Balance Scale (BBS) per la valutazione dell’equilibrio e l’Analisi
cinematica della locomozione.
Risultati
In questa prima parte dello studio è stato dimostrato che i pazienti con
LMS incompleta cronica possono deambulare ad un livello della scala WISCI
superiore o inferiore rispetto al livello autoselezionato per lunghe distanze:
il 75% dei pazienti è pertanto capace di camminare a un livello più alto
(2.7 livelli, in media) e il 25% a un livello inferiore per distanze di 100-200
metri. Tuttavia deambulando al livello WISCI autoselezionato, le performance
dei pazienti nei test a cronometro come il TUG e il TMWT risultano decisamente
migliori, inoltre suddetti pazienti sono stati in grado di camminare
per distanze più lunghe, con una distanza media a sei minuti maggiore di
200 metri.
I risultati più significativi ottenuti indicano la presenza di una correlazione
negativa tra età e SMWT, mentre per il punteggio motorio relativo agli
arti inferiori è presente una correlazione positiva tra quest’ultimo, il livello
WISCI e il SMWT. In merito al costo energetico per i pazienti deambulanti ad
un livello WISCI maggiore rispetto a quello autoselezionato, il PCI incrementa
significativamente durante il SMWT. Particolarmente interessante la
relazione tra spasticità e capacità deambulatoria, in particolare all’incrementare
della spasticità aumenta il tempo impiegato a svolgere le prove del TUG e
TMWT, e decresce lo spazio percorso durante il SMWT. È stata evidenziata,
infine, una importante e stretta correlazione tra equilibrio e test del cammino:
un elevato punteggio della BBS è in rapporto con livelli WISCI alti, lunghi tragitti
percorsi durante il SMWT e performance migliori nei test a cronometro,
quali TUG and TMWT.
I dati della valutazione cinematica in relazione ai livelli della scala WISCI
sono in corso di elaborazione matematico/statistica.
Discussione e conclusioni
Nella prima sezione dello studio si è affrontato il quesito della scelta del
livello di deambulazione WISCI da utilizzare come end-point in un trial clinico,
ed i risultati, sebbene necessitino di ulteriore conferma, dimostrano che
i pazienti mielolesi, in appropriate condizioni, sono in grado di deambulare
ad un livello WISCI più elevato rispetto a quello autoselezionato. Tuttavia, se
si associano al WISCI altri parametri fondamentali per il cammino (velocità,
distanza e costo energetico), il cui uso è stato raccomandato da molti autori,
si osserva che il livello WISCI usuale dei pazienti è il più efficace, cioè quello
in cui i pazienti stessi deambulano più velocemente, per una distanza maggiore
e con minor fatica. Se confermati da ulteriori studi, i dati indicano
quindi chiaramente che per i trials clinici il livello WISCI da utilizzare come
end-point deve essere quello autoselezionato.
2006 263

Sezione II
I risultati ottenuti nella seconda parte dello studio confermano la relazione
tra età dei soggetti con LMS, forza muscolare degli arti inferiori e capacità
deambulatoria che sono già stati accuratamente studiati in passato. La
correlazione negativa tra spasticità e performance deambulatoria è stata
dimostrata per la prima volta, ma il dato più sorprendente ottenuto da tale
studio è la relazione tra equilibrio e capacità deambulatoria. Questa ultima
considerazione assume particolare rilevanza in vista di nuovi approcci riabilitativi
nei pazienti con LMS di tipo incompleto che hanno la possibilità di
ripristinare la locomozione.
264 2006

Borse di studio
Caratterizzazione cellulare e molecolare dei neuroni
striatali spinosi e colinergici registrati da modelli genetici
di corea di Huntington mediante l’uso di un approccio
elettrofisiologico associato a tecniche
di imaging intracellulare
Alessandro Tozzi
Introduzione
Il morbo di Huntington (HD) è una patologia progressiva autosomica
dominante caratterizzata da movimenti coreiformi e deterioramento intellettivo
del paziente affetto. Il danno neuronale maggiore, localizzato a livello
della corteccia e dello striato e a carico dei soli neuroni spinosi, è dovuto all’espansione
della tripletta CAG, prodotta da un gene anomalo sul cromosoma 4.
Il gene mutato porta ad un eccesso di proteina huntingtina, caratterizzata da
una sequenza espansa di glutammato, le cui funzioni, anomale e non, restano
sconosciute.
Materiali e metodi
Lo scopo di questo studio è stato analizzare i meccanismi cellulari e
molecolari che mediano la morte neuronale in questa malattia neurodegenerativa.
A tale scopo abbiamo messo a punto un modello sperimentale basato
sull’azione dell’acido 3-nitropropionico (3-NP), una tossina mitocondriale che,
bloccando irreversibilmente la succinico deidrogenasi (complesso II mitocondriale),
induce una perdita neuronale nello striato simile a quella riscontrata
nei pazienti affetti da HD, colpendo selettivamente i neuroni striatali spinosi e
risparmiando gli interneuroni colinergici. Parallelamente ai ratti trattati con il
3-NP, abbiamo studiato un ceppo di topi transgenici (R6/2) che mostra lo
stesso fenotipo dei pazienti affetti da HD e che vengono utilizzati come
modello genetico di tale patologia. È stato così possibile individuare i meccanismi
cellulari, sinaptici, neurochimici e molecolari alla base della morte
selettiva neuronale mediante una caratterizzazione elettrofisiologica correlata
ad uno studio comportamentale in ratti intossicati con il 3-NP e in topi HD.
L’intossicazione con il 3-NP è stata effettuata impiantando nei ratti delle
minipompe sottocutanee che rilasciano per cinque giorni la stessa quantità di
sostanza (36mg/Kg/day). Questo trattamento causa un danno a livello dello
striato evidenziato mediante l’utilizzo di un colorante vitale, il TTC, che permette
di distinguere il tessuto cerebrale vitale (colorato in rosso violetto) da
quello non vitale (bianco). In tali ratti e nei topi R6/2 è stato inoltre possibile
individuare, avvalendoci di alcuni test comportamentali, quali il Cross-maze,
l’Open field e il Fear extinction, la prevalenza di un comportamento di tipo
ripetitivo, evidenziando la piena incapacità di modulare le proprie azioni in
risposta a stimoli diversi, tipica dei pazienti affetti dal morbo di Huntington.
2006 265

Sezione II
Attraverso registrazioni intracellulari effettuate sui neuroni spinosi e sugli
interneuroni colinergici, sia da ratti intossicati con il 3-NP che dai topi R6/2, è
stato possibile accertare la presenza di alterazioni a livello della plasticità
sinaptica. In animali di controllo, infatti, è noto che una stimolazione ad alta
frequenza (HFS) della via corticostriatale è in grado di provocare un incremento
a lungo termine dell’ampiezza dei potenziali postsinaptici eccitatori,
mediati dal rilascio di glutammato evocato dalla stimolazione corticale. Questa
forma di plasticità sinaptica, definita LTP fisiologico, è stata considerata
un substrato cellulare dell’apprendimento motorio ed una sua alterazione è
stata associata ad anormalità motorie e comportamentali. Risulta pertanto
interessante che l’induzione dell’LTP da parte dell’HFS non venga modificata
nei neuroni spinosi di entrambi i gruppi di animali, mentre risulta assente
negli interneuroni colinergici.
Inoltre, è noto che dopo l’induzione dell’LTP da HFS, una stimolazione a
bassa frequenza (LFS, 1-2 Hz) protratta per parecchi minuti (10 min), è in
grado di produrre un ripristino dei normali livelli di eccitazione del terminale
sinaptico striatale e dei recettori NMDA. Questa opposta forma di plasticità
sinaptica, definita depotenziamento, potrebbe servire a ricondurre la sinapsi
ad un normale livello di attivazione necessario per l’acquisizione di nuove
informazioni. Ed è stato interessante notare nel corso di questo studio, come i
neuroni spinosi di entrambi i gruppi di animali mostrino una chiara perdita di
depotenziamento in pieno accordo con i deficit comportamentali riscontrati.
Infine, è stato precedentemente dimostrato dal nostro gruppo, che, sia nei
ratti di controllo che nei topi WT, il depotenziamento dei neuroni spinosi è
bloccato dall’applicazione di scopolamina o di emicolinio, indicando che la
reversione dell’LTP indotta dalla stimolazione a bassa frequenza richiede l’attivazione
dei recettori muscarinici mediante acetilcolina endogena.
Questi risultati suggeriscono che la mancanza di LTP negli interneuroni colinergici
potrebbe influenzare la normale funzione neuronale striatale e che la perseveranza
a livello comportamentale riscontrata in entrambe le forme di corea
potrebbe a sua volta largamente dipendere da alterazioni cellulo-specifiche della
plasticità sinaptica.
266 2006

Borse di studio
Caratterizzazione fenotipica
dei neuroni cerebellari atassino positivi
Maria Teresa Viscomi
Introduzione
Lo studio dei meccanismi che stanno alla base delle malattie neurodegenerative
da espansione di triplette CAG rappresenta un campo di indagine di
ampio interesse per la ricerca di base nel settore delle neuroscienze. Fanno
parte di questo gruppo di malattie la corea di Huntington, la malattia di Kennedy,
l’atrofia dentato-rubro-pallido-luisiana, le atrofie muscolari spino-bulbari
e le atassie spino-cerebellari (SCAs) (Zoghbi H.Y. and Orr H.T., 2000, Ann
Rev Neurosci 23: 217-247). Tutte queste patologie si sviluppano in seguito
all’espansione della tripletta CAG nella porzione codificante del gene chiamato
in causa, portando all’espressione di una proteina mutata che contiene
un’espansione del tratto di poliglutammine (poliQ). Studi condotti su modelli
animali e su colture cellulari suggeriscono che più fattori concorrono nella
determinazione della patogenesi delle malattie da espansione del tratto poliQ
(Ross C.A., Poirier M.A., 2003, J Neurosci Res 74: 406-416). L’argomento è
ancora molto controverso e l’attenzione degli studiosi è sempre più rivolta
verso la funzione della proteina normale allo scopo di conoscere, successivamente,
anche il ruolo della proteina mutata (Turnbull J., Storey E. et al., 2004,
Brain Res 1027: 103-116).
L’atassia spino-cerebellare 2 (SCA2) rappresenta la forma più comune nel
sottogruppo delle atassie spino-cerebellari. La SCA2 è una malattia a trasmissione
autosomica dominante, caratterizzata da disturbi progressivi della
deambulazione e della postura, tremori, neuropatia periferica, disartria e/o
difetti oculomotori e disturbi cognitivi con esordio tra i 30 e i 50 anni di età. Il
quadro istopatologico della SCA2, come tutte le altre SCAs, dimostra chiaramente
una marcata atrofia del cervelletto e della porzione ponto-midollare del
cervello, dovuta alla quasi totale neurodegenerazione delle cellule di Purkinje
nella corteccia cerebellare e dei neuroni dell’oliva inferiore e dei nuclei pontini
nel tronco encefalo (Adams C., Starkman S. and Pulst S.M., 1997, Neurology
49: 1163-1166).
La proteina codificata dal gene SCA2, detta atassina-2 (ax-2), è una proteina
citoplasmatica addensata prevalentemente nell’area adiacente al nucleo
ed è largamente espressa in tutto il SNC. Ad oggi la funzione fisiologica della
proteina rimane ancora sconosciuta e ancor meno si conosce sul meccanismo
attraverso cui l’espansione della tripletta CAG porta alla patogenesi della
SCA2. Nonostante l’ampia distribuzione dell’ax-2 nel SNC, e nei circuiti cerebellari,
nella corteccia cerebellare non tutti i neuroni che sono destinati a
morire esprimono l’ax-2 (es. le cellule di Purkinje) e, contemporaneamente
non tutte le cellule che esprimono la proteina ax-2 vanno incontro a un meccanismo
di morte cellulare (es. i granuli cerebellari). Ugualmente i neuroni
dell’oliva inferiore e dei nuclei pontini degenerano indifferentemente dal con-
2006 267

Sezione II
tenuto di ax-2. Conseguentemente si può dedurre che le cellule del circuito
cerebellare degenerano indipendentemente dall’espressione della proteina ax-2
e che possibili interazioni tra la proteina ax-2 con altri fattori del metabolismo
cellulare possa essere la causa della degenerazione neuronale.
Obiettivi e metodi
Nel nostro studio abbiamo cercato di verificare se le popolazioni neuronali
delle principali stazioni precerebellari (oliva inferiore e nuclei pontini)
ax-2 positive, sottoposte a deafferentazione, avessero una sensibilità al danno
diversa rispetto a quelle prive di tale proteina. Per testare questa ipotesi
abbiamo utilizzato il modello sperimentale dell’emicerebellectomia, modello
di lesione dei circuiti cerebellari ben caratterizzato nel nostro laboratorio.
Dopo aver sottoposto gli animali a lesione cerebellare gli stessi sono stati
lasciati sopravvivere per un lasso di tempo variabile che andava dai 7 giorni
fino a 2 mesi post-lesione. Dopo aver sacrificato gli animali mediante perfusione
transcardiaca e aver processato il cervello prelevato, le sezioni delle aree
anatomiche di nostro interesse sono state alcune sottoposte a colorazione di
Nissl e altre processate mediante tecniche di immunoistochimica e/o di
immunofluorescenza (doppia e/o tripla colorazione). Mediante la colorazione
di Nissl abbiamo cercato di quantificare il danno neuronale provocato dalla
lesione cerebellare, dopodichè abbiamo caratterizzato neurochimicamente le
popolazioni delle due stazioni precerebellari, verificando il grado di espressione
della proteina ax-2 e di altri markers cellulari quali P2X 1
e P2X 2
e la
NOS neuronale.
Il nostro studio ha portato all’evidenza che nei nuclei precerebellari la
popolazione neuronale direttamente connessa all’emicervelletto lesionato,
capace di esprimere la proteina ax-2 normale, ha un time course di sopravvivenza
dopo danno assonale significativamente migliore dei neuroni che non
esprimono tale proteina. Queste evidenze sperimentali, in associazione con i
dati della letteratura depongono per un possibile ruolo della proteina ax-2 nei
meccanismi di controllo del fenomeno di morte cellulare programmata. Questa
ipotesi è attualmente materia di indagine del nostro laboratorio e necessita
di ulteriori verifiche sia in altri modelli sperimentali di danno cellulare
che in altri circuiti neuronali.
Si sono svolti anche altri progetti mirati alla caratterizzazione neurochimica
di alcune popolazioni cellulari in condizioni fisiologiche. In un lavoro
svolto dal nostro gruppo è stato dimostrato, mediante l’utilizzo di metodiche
di immunoistochimica e di ibridizzazione in situ, la presenza di una subunità
dei recettori ionotropici dell’ATP (P2X 2
) su tutti i neuroni orexinergici dell’area
perifornicale e dorso-mediale dell’ipotalamo laterale. Questo gruppo di
neuroni sembra essere uno dei principali centri regolatori del metabolismo
corporeo e rappresenta un’interfaccia tra il sistema nervoso autonomo e neuroendocrino
ed i centri superiori. La dimostrazione della presenza della subunità
P2X 2
su questi neuroni ipotalamici è di particolare interesse, in quanto è
stata ampiamente dimostrata la possibilità di modulare questa subunità recettoriale
in diversi paradigmi di lesione (Florenzano F., Viscomi M.T. et al.,
268 2006

Borse di studio
2002, Neuroscience 15(2): 425-434; Viscomi M.T., Florenzano F. et al., 2004,
Neuroscience 123: 393-4047; Florenzano F., Viscomi M.T. et al., 2006, J Comp
Neurol 498(1): 58-67). Inoltre, la possibilità di modulare i neuroni orexinergici
dell’area perifornicale e dorso-mediale dell’ipotalamo attraverso il recettore
P2X 2
rappresenta un ulteriore passo avanti nello studio delle molteplici patologie
legate alla disfunzione di questa popolazione neuronale (narcolessia,
disfunzioni alimentari e dipendenze farmacologiche).
2006 269

Sezione II
Contributo di variabili percettive e semantiche
sui livelli di performance in un compito di denominazione
in pazienti affetti da demenza degenerativa
Gian Daniele Zannino
Introduzione ed obiettivi
La denominazione di figure, pur essendo un compito apparentemente semplice,
richiede il concorso di una serie di sistemi cognitivi (Alario F.X.,
Ferrand L. et al., 2004, Behavior Research Methods Instruments & Computers 36:
140-155). Tra questi figurano un sistema preposto al riconoscimento visivo, una
componente semantica, necessaria per attribuire un significato al percetto, e
una componente lessicale, preposta alla produzione orale della parola corrispondente.
Uno dei fenomeni patologici più studiati, osservabile in un compito
di denominazione, è una compromissione categoria specifica, caratterizzata
cioè da un livello di performance variabile a seconda della categoria semantica
a cui appartengono le figure da denominare. In genere le categorie più compromesse
risultano essere quelle degli esseri viventi (animali e piante), mentre
indenni o relativamente poco deficitarie risultano le competenze sulle categorie
non-viventi quali veicoli, mobili, utensili (Capitani E., Laiacona M. et al., 2003,
Cogn Neuropsychol 20: 213-261; Gainotti G., 2000, Cortex 36: 539-559). Alla molteplicità
di sistemi preposti allo svolgimento corretto del naming, corrisponde
una molteplicità di possibili loci funzionali associati ad una sua compromissione
patologica. Di conseguenza l’effetto categoriale è stato variamente ricondotto
a deficit a carico del sistema visivo, semantico e lessicale.
Le ricerche effettuate negli ultimi 15 anni hanno dimostrato che le prestazioni
di gruppo di soggetti affetti da demenza di Alzheimer sono in genere più
compromesse nelle categorie dei viventi (Watmough C., Chertkow H. et al.,
2003, Brain and Language 84: 134-147). In considerazione dell’ormai assodato
deficit semantico che si associa a questa patologia, tale effetto è stato interpretato
come il risultato di una degradazione differenziale della memoria
semantica nei due domini.
Scopo della presente ricerca era stabilire in che misura il deficit categoriale
origini effettivamente al livello semantico ed in che misura vi concorrano
invece eventuali fenomeni ascrivibili al livello visivo dei processi di elaborazione.
A tale scopo un gruppo di soggetti affetti da malattia di Alzheimer è
stato sottoposto ad un compito di denominazione in diverse condizioni, che
prevedevano la manipolazione di alcune variabili percettive mantenendo
costanti le variabili concettuali.
Materiali e metodi
Soggetti: 10 pazienti affetti da malattia di Alzheimer (AD) e 10 soggetti
sani (NC) paragonabili per età e scolarità.
Compito sperimentale: denominazione di 64 disegni schematici in b/n (Dis)
e 64 foto a colori (Fot), rappresentanti gli stessi concetti equamente suddivisi
270 2006

Borse di studio
tra viventi (16 frutti e 16 mammiferi) e non-viventi (16 mobili e 16 veicoli). Ciascun
soggetto doveva denominare le due serie di figure ad una settimana di
distanza; metà dei soggetti denominavano prima le foto e metà prima i disegni.
Risultati
Per ciascuna della 64 parole incluse nel corpus sono stati calcolati
4 punteggi corrispondenti all’accuratezza media ottenuta dai due gruppi
di soggetti (AD vs. NC) nelle due condizioni sperimentali (Dis vs. Fot).
Su questi dati è stata condotta una ANOVA mista a tre vie con Gruppo
e Condizione come fattori within e dominio semantico (viventi vs. nonviventi)
come fattore between. I tre fattori principali dell’ANOVA sono risultati tutti
altamente significativi a dimostrazione del fatto che: (a) la performance dei
NC era migliore di quella degli AD (F(1,62)=110.97; p

Seminari
e convegni

Sezione II
Da anni la Fondazione Santa Lucia è sede di riunioni di studio,
conferenze e congressi, divenuti sempre più numerosi e frequentati.
Alle diverse esigenze si è dapprima data risposta utilizzando
locali di norma adibiti all’attività ospedaliera, mentre in un
secondo tempo si è sentita la necessità di creare appositi sale e servizi.
Dal 1996 è stato realizzato un “ Centro congressi ”, adiacente
ai reparti clinici e di ricerca, ma funzionalmente separato da questi,
tanto da conferirgli caratteristiche di completa autonomia. Si è
così contribuito ad attenuare la carenza di strutture simili nella
capitale, in quanto il complesso in questione può essere utilizzato
anche da istituzioni ed organizzazioni, sanitarie o non, che ne facciano
richiesta.
Nell’ambito del Centro congressi, è stato realizzato un Auditorium
da 494 posti, predisposto in modo da poter essere diviso in
due sale gemelle da 247 posti, con un’ampia ed elegante hall per
l’ingresso e il ricevimento. Le sale sono state particolarmente
curate non soltanto nell’arredo ma anche nella sonorizzazione e
nella climatizzazione, estesa all’intero complesso, ma regolabile in
ciascun ambiente. I 500 mq di superficie dell’Auditorium sono
dotati di comode poltroncine e tutti i posti sono collegati all’impianto
di traduzione simultanea sistemato in 4 cabine con visione
diretta sulla sala.
Al Centro congressi si può accedere sia attraverso l’ingresso
principale della Fondazione Santa Lucia, sia da un ingresso autonomo
al n. 354 della Via Ardeatina dove è disponibile un ampio
parcheggio riservato principalmente alle persone che fruiscono
dell’attività congressuale. Giova ricordare che l’Istituto e, quindi,
anche il Centro congressi sono ubicati in una zona di grande
rilievo paesaggistico ed archeologico, non molto distante però dal
centro storico di Roma, al quale li collegano un efficiente sistema
viario ed una linea di autobus pubblici. Agevole anche l’accesso
dall’aeroporto, mediante l’autostrada Roma-Fiumicino, nonché
dalle vie consolari tramite il Grande Raccordo Anulare.
274 2006

Seminari e convegni
CONVEGNI, INCONTRI, RIUNIONI
TENUTI NEL 2006 PRESSO L’IRCCS S. LUCIA
* = svolti presso la sede di Via del Fosso di Fiorano, 64/65
* 19-1 Seminario, Prof. Ezio Giacobini, “ Is the future treatment of
Alzheimer’s disease starting now? ”.
* 20-1 Seminario, Prof. Francesco Fornai, “ Malattia di Parkinson:
convergenza di cause ambientali e genetiche ”.
23-1 Incontro, Presentazione del volume “ Alimentazione e disabilità
” del Prof. Pietro Antonio Migliaccio.
4-2 Incontro di preparazione di Volontari AISM (Associazione Italiana
Sclerosi Multipla).
* 8-2 Seminario, Prof. Vittorio Sgaramella, “ Instabilità genomica:
dalla gametogenesi alla neurogenesi ”.
* 10-2 Seminario, Dr.ssa Anne Bouchet, Dr. Paul Jonsen, “ Presentation
on high-resolution in vivo micro-imaging for small animal
research – Specific use in neurobiology for guided injection
or extraction ”.
16-2 Seminario, Prof. Giorgio A. Brunelli e Prof.ssa Rita Levi-
Montalcini, “ La ricerca sulle lesioni del midollo spinale ”.
* 22-2 Seminario, Prof. Marco M. Battaglia, “ Manifestazioni ansiose:
approcci in chiave di genetica quantitativa nello sviluppo ”.
* 23-2 Seminario, Prof. Bared Safieh-Garabedian, “ Neuroimmune
role and anti-inflammatory actions of tymulin and its related
peptide PAT”.
24-2 Seminario, Prof. Marnix Nuttin, “ Learning robots and humanmachine
interfaces ”.
* 24-2 Seminario, Dr.ssa Caterina Bendotti, “ Segnali inter- e intracellulari
nella patogenesi della SLA: ruolo di TNF, glutammato
e MAP chinasi ”.
* 24-2 Seminario, Prof. Francesco Fornai, “ Neurotossicità da anfetamine:
un legame tra droghe d’abuso e malattie neurodegenerative
”.
* 28-2 Seminario, Dr. Massimo Ippolito, “ Imaging in vivo: la tecnologia
KODAK”.
2-3 Convegno, FNISM e Roma XI, “ La Giornata della memoria
nelle scuole superiori di Roma e provincia. Le leggi razziali un
delitto anche italiano ”.
2006 275

Sezione II
* 3-3 Seminario, Prof.ssa Daniela Corda, “ The role of CtBP/BARS in
membrane fission during mitotic Golgi Partitioning and membrane
traffic ”.
8-3 Seminario, Prof. Mariano Bizzarri, “ Neurofisiologia della meditazione
trascendentale ”.
* 9-3 Seminario, Prof. John Nicholls, “ Cellular and molecular
mechanism that promote and prevent regeneration of the spinal
cord after injury ”.
* 9-3 Seminario, Prof. John Nicholls, “ Optical and electrical recording
from midbrain reveals a distributed network that generates
the rhythm of respiration ”.
11-3 Incontro, AISM (Associazione Italiana Sclerosi Multipla),
“ Insieme per il nostro futuro 2006 ”.
14, 15-3 I Congresso della Società Italiana di BioMedicina Spaziale,
Proff. Saverio Ambesi, Francesco Lacquaniti, Alberta
Zallone.
* 17-3 Seminario, Prof. David Mazzocchi-Jones, “ Learning and
memory in the dysfunctional striatum, lessons from neurotransplantation
and drug addiction ”.
* 23-3 Seminario, Prof. Masao Ito, “ New aspects of the cerebellar
neuronal machine: dynamic circuitry mechanism and roles in
cognitive functions and behavior ”.
27-3 Manifestazione, Roma XI e Cooperativa Sociale Apriti Sesamo,
“ Voci di memoria ”.
29, 30-3 Workshop, SIBioC (Società Italiana di Biochimica e Biologia
Molecolare Clinica), “ Perspectives of metabonomics and proteomics
investigations in clinical science ”.
3-4 Lecture, Prof. John F. Jr Ditunno, “ How close to a cure for spinalcord
injury? Update! ”
* 7-4 Seminario, Dr.ssa Maria De Cebellos, “ Neuroprotection by
cannabinoids: relevance to Alzheimer’s disease ”.
8-4 Seminario, ISFOM (International Society of Functional and
Holistic Medicine) Dr. Roberto Giacomozzi, “ Posturologia
plantare ”.
22-4 Assemblea sociale, Cooperativa di Capodarco.
* 26-4 Seminario, Dr. Carol Schuurmans, “ The Zac 1 tumor suppressor
negatively regulates retinal cell numbers ”.
* 5-5 Simposio, Dr. Antonio Pisani, “ Modelli sperimentali della malattia
di Parkinson: limiti ed opportunità ”.
276 2006

6-5 Seminario, ENS Provinciale di Roma (Ente Nazionale Sordomuti),
“ Storia dell’ENS”.
* 12-5 Seminario, Hilary Rowe, “ Elsevier in the Scientific Community:
from books to journals, present and future ”.
17-5 Seminario, Prof. Thomas Settle, “ The hand in the machinery.
Galileo as a part of his own experimental status ”.
18-5 Seminario, Consigliere delegato per l’handicap Ileana Argentin
e Prof. Fabrizio Vescovo, “ Proposte progettuali e soluzioni
alternative accessibili ad una utenza ampliata ”.
20-5 Convegno regionale GISMO (Gruppo Italiano Studio Diagnosi
Malattie Metabolismo Osseo).
21-5 Giornata formativa per familiari, GASBI (Genitori Associati
Spina Bifida Italia), “ La famiglia di fronte alla disabilità: bisogni
e risorse ”.
22-5 Seminario, Prof. Oswald Steward, “ Targeting mRNA to synaptic
sites on dendrites: role in synaptic plasticity ”.
* 22-5 Seminario, Prof. Caroline Dive, “ Impact of c-Src on the growth
of human colorectal cancer cells and their response to anticancer
drugs ”.
30-5 Presentazione, Nicola Buratta e Riccardo Passatore, “ Corso sci
disabili ”.
5-6 Incontro con la delegazione americana European Brain Computer
Interface (BCI).
7-6 Presentazione, ASP (Agenzia di Sanità Pubblica), “ Rapporto
SIAR sull’attività riabilitativa estensiva e di mantenimento.
Anno 2005 ”.
* 7-6 Seminario, Prof. Giulio Cossu, “ Cell therapy of muscular
dystrophy ”
* 8-6 Seminario, Prof. Brigitte Kieffer, “ Opioid receptors: from gene
to function ”
9-6 Congresso, Kiwanis International.
Seminari e convegni
12-6 Seminario, Prof. Alain Berthoz, “ Neural basis of perspective
change for spatial memory and empathy ”.
12-6 Seminario, Dr.ssa Roberta Annichiarico e Dr.ssa Donatella
Mattia, “ Nuove tecnologie per il supporto e la riabilitazione
del disabile ”.
* 12-6 Seminario, Prof. Steven Johnson, “ Reverberating circuits in
the subthalamonigral pathway ”.
2006 277

Sezione II
14-6 Riunione dei soci fondatori della Ricerca italiana sull’autismo,
Prof. Antonio M. Persico.
16-6 Seminario, Prof. Bruce Rosen, “ Trends in functional MRI: clinical
and neuroscience perspectives ”.
* 16-6 Seminario, Annelies J.E. Olijslagers, “ Serotonin, a versatile
modulator of dopamine and GABAB inputs in the AS and VTA”.
19-6 Seminario, Dr. Mauro Costa-Mattioli, “ Translation control of
synaptic plasticity and memory consolidation by the elF2alpha
signalling pathway ”.
* 19-6 Seminario, Dr. Valerio Orlando, “ Polycomb group chromatin
proteins, noncoding RNA and epigenetic control of cell identity ”.
20-6 Congresso SINU (Società Italiana di Nutrizione Umana).
* 23-6 Seminario, Daniela Tropea Ph.D., “ Gene expression changes
and molecular pathways mediatine activity-dependent plasticity
in visual cortex ”.
* 23-6 Seminario, Prof. Arvid Carlsson, “ The importance of chemical
transmission research for the treatment of neuropsychiatric
disorders ”.
* 23-6 Seminario, Prof. Maria Carlsson, “ Glutamate in neurodevelopmental
disorders ”.
27-6 Seminario, Prof. Dinesh K. Pai, “ Modeling and simulation of
musculoskeletal systems ”.
* 27-6 Workshop, L. Aloe, A. Lambiase, P. Tirassa, St. Bonini, “ Nerve
growth factor and its potential clinical application ”.
28-6 Seminario, Prof. Alessandro Martini, “ Protezione, plasticità e
rigenerazione dell’organo uditivo ”.
* 28-6 Seminario, Dr. Davide Corona, “ Functional interaction between
ATP-dependent chromatin remodelers and covalent
modifiers of chromatin ”.
3,4-7 Convegno, CCM (Centro Nazionale per la Prevenzione e il
Controllo delle Malattie), Ministero della Salute, “ Carte in
tavola! Due anni di CCM e sanità pubblica ”.
* 14-7 Seminario, Jane Pickett Ph.D., “ The autism tissue program:
research takes brains ”.
* 17-7 Seminario, Dr. Pier Lorenzo Puri, “ Targeting the chromatin
signaling for the therapy of neuromuscular disorders ”.
* 17-7 Seminario, Dr. Livio Pellizzoni, “ The SMN complex: a chaperone
of RNPs for motor neuron survival ”.
278 2006

Seminari e convegni
26-7 Seminario, Dr. Marko Wilke, “ Using fMRI to study the language
system in children: acquisition, data processing and
analysis issues ”.
* 12-9 Tavola rotonda, “ Arbitri stranieri per la ricerca biomedica italiana
”.
13-9 Simposio, Prof. Carlo Caltagirone e Dr. Ugo Nocentini, “ Indici
clinici, compromissione cognitiva e correlati di Risonanza
Magnetica in pazienti con Sclerosi Multipla ”.
21-9 Seminario, CO.IN. (Cooperative Integrate Onlus), “ Build for
all. Appalti pubblici per un’Europa accessibile ”.
30-9 Incontro, Fondazione Santa Lucia IRCCS, Presentazione del
volume “ Attività Scientifica – Anno 2005 ”.
30-9 Incontro informativo per i volontari AISM (Associazione Italiana
Sclerosi Multipla).
2-10 Seminario, Prof. Dinesh K. Pai, “ Multisensory simulation of
contact ”.
* 2-10 Seminario, Prof. Zafar I Bashir, “ Synaptic plasticity and learning
and memory in perirhinal cortex ”.
* 5-10 Seminario, Prof.ssa Liliana Minichiello, “ Transcriptional targets
for Neurotrophin signaling: C/EBPs and bHLH”.
19, 22-10 Meeting, IWBF (International Wheelchair Basketball Federation)
Europe, “ Commission ”.
20-10 Seminario, Dr. Adrian M. Owen, “ When thoughts become
actions: detecting awareness in the vegetative state ”.
* 20-10 Seminario, Prof. Andrea Sgoifo, “ Social stress in rodents:
autonomic neural, neuroendocrine and cardiovascular implications
”.
21, 22-10 Seminario, ENS Provinciale di Roma (Ente Nazionale Sordomuti),
“Sentire il mercato ”.
27-10 Seminario, Prof. Ezio Giacobini, “ Immunizzazione contro la
malattia di Alzheimer: una soluzione ”.
* 27-10 Seminario, Dr. Constance Hammond, “ Mechanisms of high
frequency stimulation in mammalian subthalamic nucleus ”.
30-10 Congresso elettivo AISM (Associazione Italiana Sclerosi Multipla).
3-11 Seminario, Dr. Alberto Mazzoni, “ Dynamics of spontaneous
bursts and onset of movements in the leech ”.
3, 4-11 Seminario, Prof. Carlo Caltagirone, “ Depressione e patologie
neurologiche ”.
2006 279

Sezione II
6-11 Presentazione, ASP (Agenzia della Sanità Pubblica), “ Rapporto
annuale sull’attività riabilitativa post-acuzie ”.
7,10-11 Incontro e Workshop, MAIA Project, “ Challenging brain computer
interfaces: neural engineering meets clinical needs in
neurorehabilitation ”.
* 7-11 Seminario, Dr.ssa Fabiola Moretti, “ Role of the MDM family
proteins in the switch between apoptosis and growth arrest ”.
10-12 Assemblea sociale, Cooperativa di Capodarco.
* 10-11 Seminario, Prof. Umberto Di Porzio, “ Midbrain dopaminergic
neuron development and maintenance: the role of the transcription
factor Nurr1 and trophic factors ”.
* 10-11 Seminario, Dr.ssa Michela Matteoli, “ SNAP-25: a multifunctional
protein regulating exocytosis and neuronal calcium
dynamics ”.
* 14-11 Seminario, Prof. Jan Vorstenbosch, “ Ethics and animal
experiments. The relation between moral acceptability of
experiments and the three R’s of Replacement, Reduction and
Refinement ”.
* 16-11 Seminario, Dr.ssa Marina Frontali, “ Il canale del calcio voltaggio
dipendente di tipo P/Q e le patologie ad esso associate ”.
* 29-11 Seminario, Dr.ssa Silvana Gaetani, “ Regulation of feeling by
the endocannabinoid analogue oleoylethanolamide ”.
* 13, 14-12 Presentazione, Dr. Fulvio Florenzano e Flavio Giacobone, “ Sistema
di microscopia integrata Scan R”.
* 14-12 Seminario, Prof. James Fawcett, “ Repairing spinal cord injuries
by promoting axon regeneration and plasticity ”.
18-12 Seminario, SPCA (Servizio Promozione e Consulenza per l’Accessibilità)-Regione
Toscana, “ Persone reali e progetto degli
habitat ”.
* 20-12 Seminario, Carli biotec, “ Nuove soluzioni nell’espressione
genica e genotipizzazione: real time L.C. 480 e sistema UPL”.
280 2006

Trials
clinici

Sezione II
Sostanziale attività che compendia le finalità della Fondazione
in qualità di Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico è la
messa a punto e lo svolgimento di trials clinici; di sperimentazioni
cioè che si pongono l’obiettivo di verificare la sicurezza e l’efficacia
di un protocollo diagnostico, terapeutico o riabilitativo, saggiandone
contestualmente la validità rispetto a procedure normalmente
impiegate. Impostati sulla medicina basata sull’evidenza,
i trials offrono in modo organizzato e scientifico il migliore esempio
della ricerca traslazionale, i cui risultati possono essere
utilmente applicati alla pratica clinica e fornire la base per lo sviluppo
di innovazioni applicative. Anche per questo l’attuazione di
trials clinici all’interno degli IRCCS rappresenta uno dei criteri di
periodica valutazione della loro attività scientifica da parte del
Ministero della Salute.
Di seguito si riportano i nuovi trials clinici attivati presso la
Fondazione Santa Lucia nell’anno 2006 accanto ad una loro breve
descrizione.
1. Effetti dei disturbi neuropsichiatrici sul recupero della capacità
di guida in soggetti con esiti di grave trauma cranico.
Obiettivo: Verificare il ruolo di variabili neuropsichiatriche e competenze
strategiche di valutazione del rischio sul recupero della capacità di guida.
2. Sindrome disesecutiva e deficit della memoria episodica come
predittori di una compromissione dell’autoconsapevolezza di malattia
dopo GCA.
Obiettivo: Identificare fattori funzionali clinici neuropsicologici e neuropsichiatrici
predittivi dell’autoconsapevolezza metacognitiva in pazienti con
gravi lesioni cerebrali acquisite (GCA) e valutare l’influenza delle stesse variabili
sugli aspetti sensorio-motori, cognitivi e affettivo-comportamentali dell’autoconsapevolezza.
3. Studio fMRI-Trattografia-TMS nei pazienti con pregressa emiplegia
post-traumatica recuperata.
Obiettivo: Lo scopo dello studio è l’integrazione di tecniche di neuroimmagini
(fMRI e trattografia) con dati neurofisiologici, ottenuti mediante TMS,
nello studio del recupero motorio in pazienti post-traumatici. L’integrazione
dovrebbe permettere di identificare quei meccanismi di plasticità del sistema
motorio, in sede corticale e sotto-corticale, che intervengono nel corso del
recupero dell’emiplegia.
4. La pompa con baclofen intratecale nei pazienti con esiti di
grave cerebrolesione acquisita: progetto di collaborazione tra Unità
Post-Coma della Fondazione Santa Lucia e Reparto di Neurochirurgia
Funzionale del Policlinico Gemelli. Studio multicentrico retrospettivo
nazionale.
282 2006

Trials clinici
Obiettivo: Riduzione della spasticità muscolare, per migliorare l’efficacia
del trattamento riabilitativo e ridurre la disabilità motoria residua. Sono stati
inclusi pazienti in stato vegetativo e/o di minima coscienza con spasticità non
responsiva ai comuni trattamenti farmacologici e riabilitativi.
5. Variazioni anatomo-funzionali nel trauma cranico grave: uno studio
follow-up ad un lustro dall’incidente.
Obiettivo: Valutazione dei cambiamenti strutturali e funzionali nella
patologia della sostanza bianca a 5 anni da trauma grave a cranio chiuso
(non-missile traumatic brain injury, nmTBI). Correlazione con il quadro
neuropsicologico.
6. Correlati elettrici corticali sottesi all’apprendimento motorio nell’uomo,
durante adattamento ad ambiente con nuove dinamiche.
Obiettivo: Definire i pattern di connettività funzionale (su dato EEG)
inter-regionali tra le aree corticali “ pre-motorie ” e motorie esecutive che si
ipotizzano accadere quando la rappresentazione neurale dei movimenti del
braccio viene sfidata in ambiente con nuove caratteristiche dinamiche.
7. Correlati elettrici corticali sottesi ai processi decisionali nell’uomo,
in condizioni di conflitto preordinato (“ decision making ”).
Obiettivo: Acquisizione di risorse nell’ambito di una situazione conflittuale
descritta da alcune matrici della teoria dei giochi. Lo studio si avvale della registrazione
EEG contemporanea di due o più soggetti in competizione fra loro.
8. Correlati elettrici corticali sottesi al fenomeno di memorizzazione
di materiale a contenuto emozionale.
Obiettivo: Analisi delle regioni della corteccia cerebrale coinvolte nei
processi di memorizzazione di materiale pittorico (immagini e filmati) con
contenuto emozionale.
9. Potenziali Evocati Somatosensoriali (SEP) da stimolazione del
nervo mediano: valori normativi, effetto dell’attenzione e modificazioni
in pazienti con esito di lesioni cerebrali.
Obiettivo: Identificare le caratteristiche spaziali e temporali dei loro
generatori per un’utilizzazione ottimale dei SEP precoci e tardivi sia in
ambito clinico che di ricerca.
10. Valutazione neurofisiologica degli effetti del trattamento della
spasticità mediante tossina botulinica A in pazienti con esiti di lesione
del SNC.
Obiettivo: Valutare gli effetti che la BTX-A ha sulle caratteristiche dell’eccitabilità
corticale valutata mediante TMS, in pazienti con spasticità
secondaria a lesione del SNC di natura vascolare e/o post-traumatica.
11. Valutazione del cammino nei soggetti affetti da morbo di Parkinson
trattati chirurgicamente con DBS in STN e PPN.
Obiettivo: Valutare l’efficacia della DBS del PPN sul cammino attraverso
la Gait Analysis che utilizza il sistema optocinetico Smart della e-Motion di
Padova.
2006 283

Sezione II
12. Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani
tramite sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici. Valutazione
acuta di levodopa.
Obiettivo: Analizzare il cammino nei pazienti con PD, integrare le informazioni
ottenute con registrazioni Elettromiografiche di Superficie e valutare
il rapporto tra somministrazione di LevoDopa (LD), miglioramento del cammino
ed attività muscolare degli arti inferiori.
13. Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti da morbo
di Parkinson (MP) gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN.
Obiettivo: Valutare se la stimolazione cerebrale profonda (deep brain stimulation)
del nucleo sottotalamico produca delle modificazioni dei parametri
respiratori come la MEP e la MIP (Minimal Expiratory Pressure e Maximal
Inspiratory Pressure), indici di forza di contrazione muscolare.
14. Modificazioni dell’eccitabilità del riflesso H in soggetti affetti da
morbo di Parkinson (MP) gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN
e PPN.
Obiettivo: Testare l’eccitabilità del riflesso di Hoffman (RH) registrato dal
muscolo soleo, in pazienti affetti da MP sottoposti a procedure di DBS nel
PPN e nel STN bilateralmente.
15. Valutazione dell’efficacia della stimolazione del Complesso dei
nuclei Centro Mediano/ Parafascicolato del Talamo nel ridurre la sintomatologia
extrapiramidale in pazienti affetti da morbo di Parkinson
(MP) trattati chirurgicamente con DBS.
Obiettivo: La deep brain stimulation (DBS) è attualmente la terapia più
innovativa per MP in stadio avanzato. In questo studio si vuole valutare l’efficacia
della stimolazione del Complesso dei nuclei Centro Mediano/ Parafascicolato
del Talamo nel ridurre la sintomatologia extrapiramidale in pazienti
affetti da MP.
16. Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero
in pazienti con grave e recente disabilità post-ictale.
Obiettivo: Studio osservazionale sui fattori prognostici.
284 2006

Percorsi
diagnostici
e terapeutici

BLED – BATTERIA SUL LINGUAGGIO
DELL’EMISFERO DESTRO
Valutazione della pragmatica
della comunicazione verbale
nei pazienti cerebrolesi
PAOLA MARANGOLO
IRCCS S. Lucia
M. CRISTINA RINALDI, MARCO LAURIOLA
Università di Roma La Sapienza – IRCCS S. Lucia

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
La valutazione linguistica di un paziente cerebroleso è un processo complesso.
Una valutazione standard è solitamente volta a verificare l’integrità dei
diversi comportamenti verbali quali la produzione spontanea, la denominazione
orale e scritta, la comprensione, la ripetizione, la lettura e la scrittura.
L’integrità di tali comportamenti è condizione necessaria ma non sempre sufficiente
a garantire una corretta elaborazione del messaggio verbale. In alcuni
casi, le difficoltà linguistiche si manifestano quando i soggetti cerebrolesi vengono
coinvolti in situazioni verbali che trascendono un livello di interpretazione
strettamente letterale, richiedendo piuttosto una lettura del messaggio
verbale alla luce del contesto di riferimento. Con il termine pragmatica della
comunicazione verbale si intende l’uso pratico del linguaggio nelle diverse
situazioni di comunicazione, uso che richiede al parlante la capacità di integrare
il messaggio verbale al contesto di riferimento (uno stesso enunciato
può avere significati diversi in contesti diversi). A causa della natura “ artificiosa
” della situazione valutativa standard, è facile che un deficit di pragmatica
passi inosservato a meno che non si disponga di strumenti diagnostici ad
hoc. E proprio come tale il BLED intende proporsi, vale a dire come una batteria
per la valutazione degli aspetti pragmatici della comunicazione verbale,
aspetti valutati nell’ambito di situazioni che nei limiti del possibile simulino
contesti della vita quotidiana.
Lo strumento diagnostico qui presentato è stato tarato su pazienti con
lesione emisferica destra, e ciò non solo per le difficoltà linguistiche di natura
afasica che spesso accompagnano una lesione sinistra (che rendono difficile
distinguere un deficit di pragmatica verbale da uno più specificamente afasico)
ma anche perchè studi su pazienti split-brain, emisferectomizzati sinistri
e cerebrolesi destri, hanno suggerito che il contributo dell’emisfero destro per
il linguaggio appare preponderante proprio per quegli aspetti extra-linguistici
riguardanti la pragmatica della comunicazione verbale.
Nello specifico, dagli studi compiuti emerge che i soggetti cerebrolesi
destri hanno difficoltà quando sono chiamati ad interpretare espressioni
metaforiche, a trarre inferenze, ad interpretare richieste indirette, a cogliere
l’aspetto umoristico e ad elaborare correttamente le informazioni prosodiche
che accompagnano l’enunciato verbale. Ciascuno di questi ambiti viene preso
in esame da un test specifico del BLED, con materiale figurato (Test Metafore
figurate), scritto (Test Metafore scritte, Test Inferenze, Test Richieste
dirette/indirette, Test Umorismo) e sonoro (Test Prosodia/accento enfatico).
In tale ottica il BLED viene a colmare una lacuna: nel panorama testistico
in lingua italiana, infatti, pur esistendo adattamenti parziali di strumenti
simili creati in altre lingue (ad esempio l’adattamento ad opera di S. Zanini in
Neurological Science, 2005, di una parte del “ The Right Hemisphere Language
Battery ” di K. Bryan, 1994 in lingua inglese), mancava finora uno strumento
originale ideato ad hoc per la valutazione della pragmatica della comunicazione
verbale a partire dalle specificità della lingua italiana, specificità a cui
nessun adattamento a partire da una lingua straniera può rendere sufficiente
giustizia. Da qui l’idea originaria alla base della creazione del BLED.
288 2006

DEPRESSIONE E DEMENZA
RICCARDO TORTA
Università degli Studi di Torino
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
ANGELA SCALABRINO
Università degli Studi di Torino
GIANFRANCO SPALLETTA
IRCCS S. Lucia

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
L’incremento della popolazione anziana, ampiamente documentato dai
rilievi epidemiologici degli ultimi anni, dovrà inevitabilmente confrontarsi
con la presenza di un’elevata prevalenza di disturbi neuropsichiatrici correlati
a tale fascia di età. Fra di essi quelli più frequentemente descritti sono rappresentati
dai disturbi dell’umore, dai disturbi cognitivi (in particolare concernenti
i deficit mnesici) e dai disturbi psicologici e comportamentali, a questi
ultimi correlati. Il problema si colloca tuttavia in un contesto più ampio, in
quanto, nel paziente anziano, ancor più che nel giovane, la depressione dell’umore
deve essere considerata una patologia multisistemica.
Il vecchio concetto di comorbilità fra depressione e malattie organiche
(fra cui la demenza) deve quindi, a maggior ragione nel paziente anziano,
essere riletto come una contestualità di patologie (timica e somatica), piuttosto
che come una compresenza di due tipi di patologie (psichica e organica).
L’interfaccia fra depressione e demenza presenta a tutt’oggi alcuni problemi di
inquadramento diagnostico: da un lato infatti la depressione può rappresentare
un prodromo della demenza, in senso biologico, costituendone una componente
precoce, anche se occasionalmente transitoria (come nel superato
concetto di “ pseudodemenza ” reversibile); dall’altro, un disturbo dell’umore
può presentarsi come una complicanza, in senso sia reattivo che di comorbilità,
venendo a creare ulteriori problemi gestionali nel paziente, sia clinici che
terapeutici. Il terzo fattore, che sovente non viene sufficientemente considerato
nell’ambito della demenza, è quanto la depressione (e lo stress cronico a
essa correlato) possa influire sullo stesso decorso organico della malattia,
aggravandone la prognosi.
L’interpretazione patogenetica di tipo biopsicosociale ha radicalmente
cambiato, negli ultimi anni, la chiave di lettura di molte patologie, organiche
e psichiche, fra le quali anche la demenza. Se da un lato infatti il peso della
predisposizione genetica ad ammalarsi mantiene la sua precipua importanza,
dall’altro va emergendo la considerazione di come il contesto individuale, psicologico
ed ambientale, possa rivestire un ruolo fondamentale nella manifestazione
fenomenologica della malattia. Ancor più tale considerazione diviene
pregnante quando si vadano a valutare le interazioni fra depressione e
demenza, nel reciproco influenzamento clinico e nella, almeno parziale,
sovrapposizione di alcuni circuiti neuronali.
La comprensione dei meccanismi patogenetici dei rapporti fra depressione
e demenza, il riconoscimento dei sintomi precoci, gli ausili testistici che
possono confermare l’ipotesi diagnostica su base clinica, l’approccio terapeutico
(farmacologico e non) ai sintomi emozionali e comportamentali in corso
di demenza sono elementi fondamentali per poter migliorare la qualità di vita
residua dei pazienti, con demenza e disturbi psichici associati, e quella dei
loro caregiver.
In questo volume, che si inserisce nella serie di altre monografie riguardanti
la depressione in corso di malattie neurologiche, si cerca di offrire al lettore
uno strumento sintetico ma, si spera, abbastanza esaustivo riguardante la
diagnosi e la terapia della depressione e dei disturbi comportamentali in
corso di demenza.
290 2006

FIELD TESTS FOR EVALUATING
ELITE WHEELCHAIR BASKETBALL PLAYERS
STEFANO BRUNELLI, MARCO TRABALLESI, TIZIANO AVERNA,
PAOLO PORCACCHIA, LORENZO POLIDORI, CARLO DI CARLO, CARLO DI GIUSTO
IRCCS S. Lucia
MARCO MARCHETTI
Università di Roma La Sapienza

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
It is important to evaluate wheelchair basketball players not only to monitor
their functional status but also to plan training.
Wheelchair basketball is characterized by intermittent intense and
medium phases of play and thus can be considered an alternating aerobicanaerobic
sport. It has been estimated that during wheelchair basketball
games 64% of the players’ time is spent in propulsive action and 36% in braking
activity. During a match each athlete travels about 5 km at an average
speed of 2 m.sec-1 with a peak speed of 4 m.sec-1 (Coutts K.D. (1992) Medicine
and Science in Sports and Exercise 24(2): 231-234). From a metabolic-biomechanical
point of view, the intermittent nature of this activity is the same as
that reported in “ non-disabled ” basketball (Weineck J. (1999) La preparazione
atletica ottimale del giocatore di pallacanestro. Perugia Italy): Calzetti Mariucci
Editore; Dal Monte A. and Faina M. (1999) Valutazione dell’atleta. Roma (Italy):
UTET; Glaister M. (2005) Sports Medicine 35(9): 757-777).
Therefore, an evaluation of wheelchair basketball players should include
assessment of alternating aerobic-anaerobic capacity using a specific test. A
complete examination of athletes also includes the evaluation of anaerobic
power, anaerobic capacity, upper limb strength and specific wheelchair basketball
skills.
These parameters can be evaluated most easily using a set of field tests.
The main advantage of field tests over laboratory tests is that they are well
accepted by athletes. Also, they require little time and expense to administer
and can therefore be used more than once during the season to more effectively
monitor each player’s progress. Field tests are performed on a basketball
court. The testing materials are very simple: a stopwatch, a tape measure, a
heart rate meter (or heart rate can be measured manually), a whistle, plastic
cones and adhesive tape.
In this paper, we describe the field tests that constitute the functional evaluation
protocol routinely employed with the wheelchair basketball players of
CMB Santa Lucia Sport, an international elite team.
In the second part, we present detailed tables of our athletes’ results on
these tests. When possible, these results are compared with those reported
in the literature. We also present tables that report the highest and lowest
values obtained by each of our athletes on these tests during the entire basketball
season. These findings should provide useful parameters for coaches
and athletic trainers of other teams who wish to use these tests and compare
their data with ours.
292 2006

INFEZIONI DA STAPHYLOCOCCUS AUREUS
METICILLINO-RESISTENTE
IN STRUTTURE OSPEDALIERE
DI RIABILITAZIONE NEUROMOTORIA
ANTONINO SALVIA, ANGELO ROSSINI, MARIA PIA BALICE, SANDRA TERZIANI
IRCCS S. Lucia
EMILIO GUAGLIANONE, GIANFRANCO DONELLI
Istituto Superiore di Sanità

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
La presente ricerca sull’incidenza delle infezioni da Staphylococcus aureus
meticillino resistenti (MRSA, Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus) in
una struttura ospedaliera ad alta specializzazione, quale l’IRCCS Fondazione
Santa Lucia di Roma, risponde all’esigenza di affrontare il problema dell’antibiotico-resistenza
anche nell’ambito di strutture sanitarie per la riabilitazione
neuromotoria. Lo studio è il frutto di una collaborazione scientifica tra il
Dipartimento di Tecnologie e Salute dell’Istituto Superiore di Sanità e l’IRCCS
Fondazione Santa Lucia, per lo svolgimento di ricerche microbiologiche ed
epidemiologiche sugli aspetti preventivi, diagnostici e terapeutici delle infezioni
nosocomiali.
Lo Staphylococcus aureus è un batterio commensale umano gram-positivo
il cui habitat primario è rappresentato dall’epitelio squamoso delle narici. Si
stima che il microrganismo colonizzi l’80% della popolazione, di cui il 20%
stabilmente e il 60% ad intermittenza, mentre un 20% non verrebbe mai colonizzato.
Tale diversa suscettibilità alla colonizzazione non ha finora trovato
spiegazioni esaustive né a livello dei fattori batterici coinvolti nell’adesione agli
epiteli nasali, né a livello di fattori predisponenti dell’ospite (Peacock S.J. et al.
(2001) Trends Microbiol 9(12): 605-610; Von E.C. et al. (2001) N Engl J Med
344(1): 11-16). Dei circa due miliardi di esseri umani colonizzati da Staphylococcus
aureus, è stato stimato che i portatori di ceppi MRSA siano compresi
tra i 2 e i 53 milioni (Grundmann H. et al. (2006) Lancet 368(9538): 874-885).
Il pericolo incombente di una sempre più crescente diffusione di MRSA,
con il conseguente prevedibile impatto sia in termini di sanità pubblica che di
costi associati, ha stimolato numerosi Paesi ad attuare opportune politiche di
sorveglianza e di controllo sanitario con l’obiettivo di predisporre specifiche
linee guida. La sorveglianza epidemiologica, il monitoraggio e la prevenzione
delle infezioni da stafilococchi, e in particolare da MRSA, vengono oggi considerati
quindi obiettivi prioritari, sia nelle residenze sanitarie assistite che nelle
strutture di riabilitazione neuromotoria, dal momento che tali infezioni rappresentano
un importante fattore di rischio soprattutto per i pazienti anziani
e comportano il prolungamento della durata del ricovero e l’aumento della
spesa sanitaria (Bradley S.F. (1997) Drugs Aging 10(3): 185-198).
Il presente studio è stato focalizzato sui seguenti obiettivi:
– Valutazione dell’incidenza delle infezioni da MRSA tra i pazienti ricoverati
nell’arco di un anno presso la Fondazione Santa Lucia al fine di monitorare
nel tempo l’andamento del fenomeno infettivo.
– Individuazione delle patologie a maggior rischio di infezione da MRSA.
– Identificazione dei fattori, sia ambientali che dell’ospite, che possono
favorire l’insorgenza di infezioni da MRSA.
Lo studio ha riguardato tutti i 2041 soggetti di età media 62,4 (range 12,7-
97,1) ricoverati in regime ordinario presso le 6 unità operative della Fondazione
Santa Lucia dal 1° giugno 2005 al 31 maggio 2006. Sono state classificate
come infezioni acquisite in riabilitazione quelle comparse almeno 72 ore
dopo il ricovero come suggerito dalla più recente letteratura (Salaripour M. et
al. (2006) Healthc Q 9: 54-60).
294 2006

Infezioni da Staphylococcus Aureus meticillino-resistente in strutture ospedaliere…
Risultati e considerazioni conclusive
I soggetti risultati positivi per MRSA che rientravano nei criteri predetti
sono stati 40. Analizzando la distribuzione dei casi positivi in relazione alla
diagnosi di ricovero, l’incidenza di MRSA è risultata maggiore nei pazienti
con lesioni midollari e nei post-comatosi (0,27 per 1000 giornate di ricovero)
mentre è stata più bassa (0,08 per 1000 giornate di ricovero) nel gruppo di
pazienti con patologie neurologiche diverse (malattie degenerative croniche,
atassie, lesioni vertebrali amieliche, SLA, postumi di tumori del SNC, traumatismi
cranici, postumi di neuropatie di origine infettiva). L’incidenza media
nel periodo analizzato è risultata pari allo 0,36 per 1000 giorni di degenza.
Pur nei limiti dovuti all’arco temporale relativamente breve in cui si è
svolto questo studio pilota, e al limitato numero di campioni risultati positivi
per MRSA, la ricerca ha messo in evidenza elementi di notevole interesse su
cui puntare l’attenzione per approfondimenti futuri. Il dato di maggior rilievo
è rappresentato dalla constatazione che il 79,7% dei casi isolati di S. aureus è
rappresentato da ceppi di MRSA e tale valore risulta notevolmente più alto di
quello riportato in letteratura (Muder R.R. et al. (1991) Ann Intern Med
114(2): 107-112).
In merito all’individuazione dei fattori di rischio (patologie concomitanti e
trattamenti assistenziali), l’indagine svolta indica che la loro presenza è associata
all’insorgenza nei pazienti di infezioni da MRSA, dato confermato dalla
presenza di almeno un fattore di rischio (presenza di catetere venoso centrale,
presenza di agocannula, portatori di catetere vescicale, soggetti sottoposti a
trattamento antibiotico prima dell’isolamento di MRSA, presenza di ferita chirurgica,
presenza di gastrostomia percutanea (PEG), presenza di tracheotomia,
presenza di lesioni da pressione di diverso stadio, portatori di pannoloni perchè
incontinenti) in tutti i 40 soggetti analizzati. Come uniformemente raccomandato
da tutte le linee guida internazionali, il lavaggio delle mani da parte
del personale con sapone disinfettante o con preparati a base di alcool, dopo
aver trattato pazienti colonizzati da MRSA, sembra rappresentare la misura
con maggiore compliance e minori costi, in relazione al fatto che le mani rappresentano
il mezzo con cui può essere trasmesso l’MRSA al paziente (Nijssen
S. et al. (2005) Clin Infect Dis 40(3): 405-409). D’altronde, l’applicazione di
misure più severe quali l’isolamento del paziente infetto da MRSA, soprattutto
in ospedali per la riabilitazione neuromotoria, avrebbero un impatto negativo
sulla qualità di vita e su molteplici aspetti logistico-organizzativi, e non sembrerebbero
comunque ridurre significativamente la trasmissione degli MRSA
(Brun-Buisson C. et al. (2005) Lancet 365(9467): 1303-1305).
Alla luce dei risultati finora emersi, la Direzione sanitaria della Fondazione
Santa Lucia ha comunque provveduto ad implementare, con approccio
multidisciplinare, le misure preventive già in atto, sia a livello formativo e
informativo del personale sanitario (case report interni, questionari comportamentali)
che attraverso l’intensificazione delle analisi microbiologiche ed epidemiologiche
e la verifica dell’efficacia e delle migliori modalità di utilizzo dei
presidi di antisepsi attualmente disponibili.
2006 295

MILD COGNITIVE IMPAIRMENT:
LA FASE PRECLINICA DI DEMENZA
LAURA SERRA, ROBERTA PERRI
IRCCS S. Lucia
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
GRUPPO DI STUDIO “DIAGNOSI PRECOCE DELLA MALATTIA DI ALZHEIMER”
Italian Interdisciplinary Network on Alzheimer’s Disease – IT.I.N.A.D.

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
La diagnosi clinica di demenza presuppone un tipo di evoluzione che
transita da un precedente stato di normalità, attraverso una fase di compromissione
cognitiva lieve, fino ad esitare in uno stato di franca demenza. È
stata ipotizzata, cioè, l’esistenza di un continuum cognitivo (Petersen 1995;
Palmer et al., 2003) che va dall’invecchiamento normale alla demenza passando
per una fase di compromissione lieve. Quest’ultima sarebbe attraversata
da quegli individui destinati a sviluppare una patologia dementigena su
base degenerativa.
Il concetto di Mild Cognitive Impairment è stato introdotto proprio per
definire la fase di transizione tra l’invecchiamento normale e la demenza. Si
riferisce ad una popolazione di soggetti anziani che non sono compromessi
nel loro funzionamento quotidiano ma che hanno un subclinico ed isolato
deficit cognitivo e sono potenzialmente a rischio di sviluppare la Malattia di
Alzheimer (Petersen et al., 1999; Petersen et al., 2001). È importante sottolineare
però che non tutti i soggetti con compromissione cognitiva lieve svilupperanno
necessariamente demenza.
La pubblicazione, oltre a dare un panorama completo della letteratura
scientifica esistente sulla problematica del MCI e della fase preclinica di
demenza, riporta i dati e i risultati di 4 studi eseguiti presso la Fondazione
Santa Lucia in collaborazione con diversi centri italiani.
Caratterizzazione del profilo di memoria in soggetti
con Mild Cognitive Impairment amnesico
Il primo studio presentato è volto a valutare le caratteristiche qualitative
del profilo di compromissione della memoria in un selezionato campione di
soggetti affetti dalla forma amnesica di MCI (a-MCI). Ciò è stato realizzato
comparando le performance di questo gruppo di pazienti in un ampio range di
test che valutano i differenti aspetti della memoria episodica a lungo termine, a
breve termine e la memoria implicita, con un gruppo di pazienti affetti da
Malattia di Alzheimer (AD) ed un gruppo di soggetti anziani di controllo (NCs)
I risultati di questo studio hanno evidenziato nel gruppo degli a-MCI una
compromissione di tutti gli indici di memoria episodica esplorati. L’evidenza
riportata di una vasta compromissione di tutte le funzioni di memoria dipendenti
dall’integrità delle strutture ippocampali in una popolazione di soggetti
ad alto rischio di sviluppare demenza sembra supportare questa ipotesi.
Studio longitudinale sulla conversione in demenza
e caratterizzazione del profilo di compromissione cognitiva
dopo 12 e 24 mesi in un campione di a-MCI
Sebbene numerosi studi dimostrino che soggetti anziani con deficit
cognitivi lievi ed in particolare modo con deficit di memoria sviluppano una
Malattia di Alzheimer nel corso di follow-up successivi (Albert 1996; Bondi et
al., 1999; Bowen et al., 1997; Grober et al., 2000; Jacobs et al., 1995), rimane
controversa la stima del tasso di conversione a demenza in popolazioni di
soggetti affetti da MCI. Scopo del presente lavoro era valutare attraverso uno
studio longitudinale multicentrico l’entità di conversione in demenza dopo 12
298 2006

Mild Cognitive Impairment: la fase preclinica di demenza
e 24 mesi dall’inclusione nello studio di un omogeneo campione di pazienti
affetti da MCI amnesico.
I risultati sono in accordo con gli studi che affermano che il tasso di
progressione in demenza dipende dal grado di deficit cognitivo di partenza
(Morris et al., 2001), e che i pazienti che presentano un declino cognitivo
coinvolgente più funzioni probabilmente possono rappresentare uno stadio
molto iniziale di AD non ancora riconosciuto come tale (Morris et al., 2001).
Caratterizzazione del profilo cognitivo al follow-up 24
in un gruppo di pazienti MCI decliners e non-decliners
Scopo di questo studio longitudinale, condotto su un campione altamente
selezionato di soggetti con a-MCI era analizzare quali erano le caratteristiche
cognitive mostrate al tempo dell’inclusione nello studio dei soggetti MCI decliners
(MCI-AD) e MCI non-decliners (MCI); e individuare i markers predittivi
di AD.
Il nostro studio ha mostrato complessivamente che i soggetti MCI-AD fin
dall’inclusione, pur essendo stati selezionati per un a-MCI, presentavano un
profilo cognitivo differente dai soggetti che sarebbero rimasti dopo 24 mesi
ancora MCI. Tali differenze negli MCI-AD rispetto agli MCI erano riscontrabili
nella presenza di: (a) deficit subclinici che coinvolgevano anche ambiti
diversi dalla memoria; (b) peggiori prestazioni in tutti gli indici di memoria
esplicita a lungo termine.
Caratterizzazione del profilo di cognitivo al follow-up 24
in un gruppo di pazienti MCI ed MCI normalizzati
Scopo di questo lavoro era individuare la presenza eventuale di caratteristiche
cognitive che potessero essere distintive dei pazienti a-MCI che sarebbero
rimasti MCI dopo il follow-up a 24 mesi ed i pazienti a-MCI che invece
avrebbero mostrato una normalizzazione del profilo cognitivo. A questo
scopo, come nei precedenti lavori, sono state confrontate le prestazioni ottenute
dal gruppo degli MCI e degli MCI-N in tutte le prove della batteria neuropsicologica
di screening. Inoltre le prestazioni ottenute alle prove del protocollo
sperimentale dal gruppo di soggetti MCI e MCI-N sono state confrontate
fra loro e anche con un gruppo di soggetti normali di controllo.
Potrebbe essere ipotizzabile che il deficit di categorizzazione in questo
gruppo di pazienti non dipenda tanto dal un disturbo mnesico in quanto tale
ma che derivi dall’alterazione di altre capacità che non consentono di attuare
una strategia di categorizzazione. Tale alterazione potrebbe riguardare
ad esempio una maggiore difficoltà attentiva che non consente di accorgersi
che le parole sono semanticamente correlate tra loro, oppure ad una più specifica
difficoltà di tipo esecutivo. Tale ipotesi potrebbe essere supportata dal
dato riportato nel presente studio secondo cui i soggetti MCI-N non ottenevano
prestazioni migliori dei soggetti MCI in una prova che valuta le capacità
esecutive.
2006 299

PAROLE IN CORSO
Materiali per il recupero
delle difficoltà di lettura
ANNA JUDICA, LAURA BALDONI, LUCIANA CHIRRI,
CECILIA CUCCIAIONI, GUIDO DEL VENTO
IRCCS S. Lucia

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
Primo volume di un’opera rivolta ai bambini della scuola primaria, questo
libro propone divertenti attività per il recupero delle difficoltà di lettura. I
materiali presentati sono veri e propri giochi: liste di parole, matrici di lettere
dove andare a cercare parole nascoste, incroci di parole simili a giochi enigmistici,
memory e tombole per battere i “ grandi ” e, infine, storie semplici e
brevi, con figure e molte facilitazioni, per dimostrare ai bambini che la lettura
non è un compito impossibile da affrontare.
Il carattere ludico del programma permette di mantenere alto il livello di
attenzione e motivazione dei bambini, ottenendo così significativi miglioramenti
delle abilità di lettura, in termini di velocità e correttezza.
L’efficacia dell’uso di questi materiali è stata accertata nell’ambito di un
progetto di ricerca sulla valutazione e l’intervento riabilitativo in bambini di
scuola primaria, nato dalla collaborazione tra alcune scuole statali e l’IRCCS
Fondazione Santa Lucia di Roma.
Per i logopedisti è un ottimo strumento di intervento sul disturbo specifico
della lettura, per gli insegnanti un programma che può integrare le normali
attività curricolari e per i genitori un supporto alle attività didattiche o
riabilitative attraverso situazioni guidate di gioco.
302 2006

PROGETTO MOVIMENTO E SALUTE
Consigli pratici per mantenere
una buona efficienza fisica
MARCO TRABALLESI, TIZIANO AVERNA, PAOLO PORCACCHIA,
EMANUELA LUCARELLI, CRISTINA PAGANELLI, LORENZO POLIDORI
IRCCS S. Lucia

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
È a tutti noto che l’esercizio fisico è un modo per procrastinare gli effetti
deterioranti della vecchiaia e più in generale per mantenersi in buona salute
fisica e psichica riducendo il consumo di farmaci e l’incidenza di molte malattie.
Ogni attività del nostro corpo, come di ogni altra macchina vivente, è
potenzialmente causa di danno e ciò vale manifestamente per l’esercizio fisico
e per lo sport: da un lato il beneficio indubbio e dall’altro il pericolo di farsi
male. In effetti uno dei requisiti fondamentali dell’allenamento è la gradualità
nella preparazione: il carico di lavoro deve aumentare progressivamente se si
vuole ottenere un certo effetto (aumento della forza, velocità di movimento,
etc) ma la prescrizione per non farsi male è la gradualità, sia per quanto
riguarda l’intensità che la frequenza delle sedute di allenamento. Bisogna dar
tempo e modo all’organismo di adattarsi al nuovo regime e di riparare le
microlesioni che si siano eventualmente prodotte. Assunto un certo ritmo
dedicato all’attività, è necessario mantenerlo costante nel tempo.
Dal maggio 2005 al dicembre 2006 si è svolto a Roma il Progetto Regionale
“ Movimento e Salute ” che si proponeva di aumentare il livello d’attività
fisica in adulti sedentari affetti da broncopneumopatie croniche ostruttive
(BPCO) e adulti affetti da ipertensione arteriosa essenziale (IE). Scopi del programma
sono stati:
1. Incentivare ed incrementare l’attività fisica.
2. Valutare gli effetti dell’esercizio fisico per quanto riguarda:
• l’efficienza funzionale,
• la qualità della vita,
• la riduzione dell’assunzione di farmaci,
• la formazione di personale adeguato per guidare i pazienti nello svolgimento
d’attività fisica,
• l’identificazione di programmi d’allenamento individuali e collettivi
adattati alle differenti condizioni cliniche.
I partecipanti in gruppi di 12-15, dopo una visita medico-sportiva nella
quale venivano valutate le condizioni generali e si definivano i protocolli di
allenamento da seguire, hanno svolto attività fisica adattata con frequenza di
due o tre volte a settimana per tre mesi; i gruppi sono stati guidati da tecnici
sportivi laureati in Scienze Motorie e specializzati in Attività Motorie Preventive
e Adattate. Al termine del periodo di allenamento sono state effettuate le
stesse valutazioni mediche fatte nella prima visita (ECG, spirometria, test da
sforzo) per valutare gli effetti benefici dell’esercizio.
Il percorso proposto origina dai protocolli di attività motoria applicati nel
progetto “ Movimento e Salute ”. Usa un linguaggio semplice e chiaro per dare
consigli per mantenere la condizione fisica. Consigli rivolti ad individui
anziani o comunque sedentari che, per professione o stile di vita, non hanno
modo e tempo di dedicarsi ad attività molto impegnative. Illustra in modo
semplice e sintetico alcuni esercizi fisici, eseguibili in casa, organizzati razionalmente,
dosati nel grado d’intensità; è inoltre rivolto, a scopo informativo, a
coloro che desiderano salvaguardare il proprio benessere psichico e migliorare
il proprio stato di efficienza fisica funzionale.
304 2006

LA VALUTAZIONE
DEL DETERIORAMENTO COGNITIVO
E LA MENTAL DETERIORATION BATTERY
ILARIA SPOLETINI, ROBERTA PERRI
IRCCS S. Lucia
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia

Sezione II: Percorsi diagnostici e terapeutici
Gli obiettivi della valutazione neuropsicologica del paziente demente
sono molteplici: primo fra tutti quello di contribuire alla diagnosi di demenza
con il maggior livello possibile di accuratezza. Sebbene alcuni parametri neuroradiologici,
neurofunzionali e biochimici dimostrino una buona capacità di
discriminare soggetti normali da pazienti dementi, mancano a tutt’oggi esami
strumentali e/o markers biologici che siano universalmente accettati e/o applicabili
per la diagnosi di demenza. Per tale motivo, i criteri diagnostici per la
sindrome di demenza e, in particolare, di malattia di Alzheimer (Alzheimer’s
Disease, AD) sono fondamentalmente basati sulla evidenza della compromissione
di diversi ambiti cognitivi (con particolare riguardo alla memoria), di
gravità tale da interferire con l’autonomia funzionale del soggetto. Ne deriva
che lo studio cognitivo rappresenta una tappa fondamentale nella valutazione
diagnostica del paziente con sospetto deterioramento cognitivo.
Confermare o meno il sospetto clinico di demenza può essere, tuttavia, un
compito non facile soprattutto nelle forme iniziali di deterioramento. Nei soggetti
anziani, in particolare, diviene fondamentale poter distinguere le fisiologiche
modificazioni delle capacità cognitive legate all’invecchiamento dalle
alterazioni proprie di una demenza in fase iniziale e ciò è tanto più difficile
quanto più il soggetto è anziano e quanto più è scarso il suo livello socioculturale.
Con l’invecchiamento naturale, infatti, si realizza un declino delle
funzioni cognitive, più evidente nella nona decade di vita, non sempre immediatamente
differenziabile dagli stati patologici. I disturbi di memoria, in particolare,
sono i sintomi che più frequentemente vengono riferiti dai soggetti
anziani o dai loro familiari quando venga posto il sospetto di un deterioramento.
La valutazione neuropsicologica ha perciò inizialmente il compito di
rivelare la presenza di tali disturbi (che non sempre sono segnalati dai
pazienti) e distinguere, fra i pazienti che lamentano un disturbo di memoria,
quei casi in cui esiste effettivamente un deficit che rappresenta il nucleo di
una demenza da quei casi in cui le lamentele non sono dovute a reali compromissioni
della funzione mnesica come può accadere ad esempio nei disturbi
d’ansia.
Il riscontro di un deficit isolato di memoria nel paziente con sospetto clinico
di deterioramento cognitivo non è sufficiente a porre diagnosi di
demenza tuttavia tale reperto pone l’obbligo di valutazioni ripetute nel tempo
per l’osservazione dell’eventuale evoluzione del deficit. Infatti, le diverse ricerche
che negli ultimi anni hanno focalizzato la loro attenzione sullo stato di
transizione tra le fisiologiche modificazioni delle abilità cognitive legate all’invecchiamento
e le fasi iniziali dell’AD hanno mostrato che soggetti anziani
non dementi affetti da Mild Cognitive Impairment, uno stato caratterizzato da
deficit cognitivi subclinici isolati o multipli, presentano un aumento del
rischio di sviluppare una demenza degenerativa rispetto a quanto atteso nella
popolazione normale.
La valutazione neuropsicologica del paziente con sospetto di demenza,
oltre ad essere fondamentale per confermare o meno tale sospetto, offre l’opportunità
di poter differenziare forme diverse di demenza. La caratterizzazione
eziologica della sindrome demenziale può condurre infatti a impostazioni
prognostiche e terapeutiche molto differenti, che vanno da un giudizio
306 2006

La valuazione del deterioramento cognitivo e la Mental Deterioration Battery
di sostanziale irreversibilità del processo dementigeno, come nel caso della
malattia di Alzheimer, alla possibilità di un intervento terapeutico efficace,
come nelle forme di demenza associate alla depressione o all’idrocefalo normoteso.
In particolare, lo studio neuropsicologico del paziente con sospetto
di demenza appare fondamentale per individuare forme di demenza associate
a sindrome depressiva, patologia in cui né la clinica, né gli esami neuroradiologici
o di laboratorio forniscono dati discriminativi efficaci rispetto a una
demenza degenerativa.
Infine, la valutazione neuropsicologica del paziente demente ha lo scopo
non meno importante di documentare il livello di gravità di decadimento
demenziale e questo al fine di una valutazione longitudinale del singolo
paziente.
Da quanto detto, appare evidente la notevole importanza di poter disporre,
per lo studio dei deficit cognitivi nella demenza, di strumenti adeguati di valutazione
neuropsicologica che non risentano del grado di affidabilità del
paziente e dei familiari nel riportare i sintomi cognitivo-comportamentali, di
esprimere in maniera quantitativa l’entità del deficit cognitivo e di esplorare in
maniera organica le abilità cognitive del paziente consentendo quindi un giudizio
qualitativo otre che quantitativo.
In questo lavoro vengono approfondite le caratteristiche di alcuni strumenti
di valutazione del deterioramento cognitivo fra i più utilizzati quali
Milan Overall Dementia Assessment (MODA), l’Alzheimer’s Disease Assessment
Battery (ADAS), Cambridge Examination for Mental Disorders of the
Elderly (CAMDEX). Fra gli strumenti di valutazione cognitiva appositamente
pensati per la valutazione di soggetti anziani con dubbio diagnostico di deterioramento
intellettivo e provvisti di dati di normalizzazione e validazione
raccolti in una popolazione di lingua italiana viene presentata nel dettaglio la
Mental Deterioration Battery (MDB), studiata appositamente per discriminare
con un elevato grado di accuratezza i soggetti dementi dai soggetti normali
anziani, nonché per fornire informazioni sulle caratteristiche qualitative
del deficit cognitivo eventualmente presente nel paziente indagato. Si fornisce,
inoltre, la descrizione del programma informatico allegato per l’utilizzo
della Mental Deterioration Battery (MDB).
2006 307

Produzione
scientifica

Sezione II
2004 2005 2006
Pubblicazioni presenti nel Science Citation
Index (SCI) n. 189 225 237
Altre pubblicazioni n. 5 8 9
Libri in inglese n. – 1 –
Capitoli di libri in inglese n. – 1 5
Libri in italiano n. 4 2 6
Capitoli di libri in italiano n. 1 3 –
Comunicazioni scientifiche:
a) pubblicate su riviste presenti nel SCI n. 24 14 21
b) pubblicate su altre riviste n. 6 5 2
c) pubblicate su atti congressuali n. 21 13 7
Poster n. 8 14 14
Brevetti n. 2 – 2
I lavori presenti nel Science Citation Index Citation nel 2006 sono pubblicati
su:
IMPACT
FACTOR
NUMERO DI
PUBBLICAZIONI
– Adv Exp Med Biol 0,635 1
– Am J Geriatr Psychiatry 2,929 2
– Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet 3,521 1
– Amino Acids 2,172 1
– Ann Hematol 2,193 1
– Ann Neurol 7,571 2
– Ann NY Acad Sci 1,971 1
– Anticancer Drugs 1,907 1
– Apoptosis 4,497 1
– Arch Phys Med Rehabil 1,734 1
– Behav Brain Res 2,865 2
– Behav Neurol 1,417 1
– Biochem Biophys Res Commun 3,000 1
– Biochim Biophys Acta 0,000 1
– Biol Cybern 1,398 1
– Biol Psychiatry 6,779 2
– Bioorg Med Chem 2,286 1
– Brain Inj 1,471 1
– Brain Lang 2,129 3
– Brain Res Bull 2,481 3
310 2006

Produzione scientifica
– Brain Res 2,296 1
– Brain 7,535 6
– Cell Death Differ 7,785 2
– Cell Mol Life Sci 4,582 1
– Cephalalgia 4,657 2
– Cereb Cortex 6,187 4
– Cerebellum 1,762 1
– Chem Biol Interact 1,968 1
– Child Neuropsychol 0,750 1
– Clin EEG Neurosci 0,581 1
– Clin Exp Hypertens 0,951 2
– Clin Neurophysiol 2,640 3
– Cogn Behav Neurol 0,000 1
– Cogn. Neuropsychol 3,000 2
– Cortex 3,584 1
– Curr Biol 11,732 1
– Curr Opin Neurobiol 8,527 1
– Curr Opin Pharmacol 5,366 1
– Curr Pharm Des 4,829 1
– Dement Geriatr Cogn Disord 2,603 1
– Dev Med Child Neurol 1,790 1
– Dev Neuropsychol 2,443 1
– EMBO J 10,053 1
– EMBO Rep 7,663 1
– Endocrinology 5,313 1
– Epidemiol Prev 0,000 1
– Eur J Neurol 2,244 6
– Eur J Neurosci 3,949 5
– Eur J Pharmacol 2,477 1
– Eura Medicophys 0,000 1
– Exp Brain Res 2,118 9
– Exp Gerontol 3,008 1
– Exp Neurol 3,767 2
– FASEB J 7,064 1
– Funct Neurol 0,561 1
– Genes Brain Behav 4,091 1
– Hippocampus 3,781 1
– Hum Brain Mapp 4,317 3
– Hum Mov Sci 1,045 1
– IEEE Eng Med Biol Mag 1,132 1
– IEEE Trans Biomed Eng 1,857 1
– IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 1,678 1
2006 311

Sezione II
– J Am Soc Nephrol 7,240 1
– J Biol Chem 5,854 3
– J Biol Inorg Chem 3,224 1
– J Cell Sci 6,543 1
– J Cereb Blood Flow Metab 4,786 2
– J Cogn Neurosci 4,533 1
– J Comp Neurol 3,855 1
– J Headache Pain 0,000 1
– J Immunol 6,387 1
– J Intellect Disabil Res 1,047 2
– J Leukoc Biol 4,627 2
– J Math Imaging Vis 2,197 1
– J Med Virol 2,520 1
– J Neural Transm Suppl 1,569 1
– J Neural Transm 2,544 2
– J Neurochem 4,604 1
– J Neurol Sci 2,035 1
– J Neurol 2,844 2
– J Neurophysiol 3,853 5
– J Neurosci Methods 1,784 1
– J Neurosci 7,506 6
– J Physiol 4,272 1
– J Proteome Res 6,901 1
– J Psychiatr Res 3,301 1
– J Urol 3,592 1
– Kidney Int 4,927 1
– Lancet Neurol 12,167 1
– Magn Reson Imaging 1,361 3
– Med Sci Sports Exerc 2,831 1
– Mol Biol Cell. 6,520 1
– Mol Cell Biol 7,093 1
– Mol Endocrinol 5,807 1
– Mol Psychiatry 9,335 2
– Mov Disord 2,830 1
– Mult Scler 2,832 1
– Muscle Nerve 2,458 2
– Nat Neurosci 15,456 1
– Nat Rev Neurosci 20,951 1
– Neurobiol Aging 5,312 1
– Neurobiol Dis 4,048 4
– Neurobiol Learn Mem 4,091 1
– Neurocase 0,898 1
312 2006

Produzione scientifica
– Neuroendocrinology 2,650 1
– Neurogenetics 2,938 1
– Neuroimage 5,288 6
– Neurol Sci 0,779 1
– Neurology 4,947 1
– Neuropharmacology 3,637 1
– Neuropsychol Rev 3,652 1
– Neuropsychologia 4,119 5
– Neuropsychopharmacology 5,369 2
– Neurorehabil Neural Repair 1,558 1
– Neuroreport 1,995 2
– Neurosci Lett 1,898 4
– Neuroscience 3,410 8
– Neuroscientist 4,458 2
– Neurosurg Rev 1,425 1
– Neurotoxicology 2,576 1
– Nutr Neurosci 1,359 1
– Pharmacol Biochem Behav 1,970 1
– Pharmacol Ther 8,357 1
– Phys Med Biol 2,683 1
– Proc Natl Acad Sci USA 10,231 6
– Proteomics 6,088 2
– Psychopathology 0,808 1
– Radiol Med (Torino) 0,000 2
– Restor Neurol Neurosci 1,825 2
– Scand J Med Sci Sports 2,151 1
– Sleep Med 2,711 1
– Sleep 4,950 1
– Spinal Cord 1,067 1
– Stroke 5,855 4
– Synapse 3,220 2
– Trends Cogn Sci 9,155 1
– Trends Neurosci 14,325 1
– Trends Pharmacol Sci 10,372 1
2006 313

Sezione II
PUBBLICAZIONI RECENSITE SU S.C.I.
S.C.I. = Science Citation Index (I.F.)
IMPACT FACTOR
1. ALIMONTI A., RISTORI G., GIUBILEI F., STAZI M.A., PINO A.,
VISCONTI A., BRESCIANINI S., SEPE MONTI M., FORTE G.,
STANZIONE P., BOCCA B., BOMBOI G., D’IPPOLITO C., ANNIBALI V.,
SALVETTI M., SANCESARIO G.
Serum chemical elements and oxidative status in Alzheimer’s
disease, Parkinson disease and Multiple Sclerosis
Neurotoxicology (2006) Dec 9; [Epub ahead of print] 2,576
2. ALLEN P.B., ZACHARIOU V., SVENNINGSSON P., LEPORE A.C.,
CENTONZE D., COSTA C., ROSSI S., BENDER G., CHEN G., FENG J.,
SNYDER G.L., BERNARDI G., NESTLER E.J., YAN Z.,
CALABRESI P., GREENGARD P.
Distinct roles for spinophilin and neurabin in dopaminemediated
plasticity
Neuroscience (2006) Dec 9; 140(3): 897-911 3,410
3. ALTAMURA C., DELL’ACQUA M.L., MOESSNER R., MURPHY D.L.,
LESCH K.P., PERSICO A.M.
Altered neocortical cell density and layer thickness in
serotonin transporter knockout mice: a quantitation study
Cereb Cortex (2006) Aug 11; [Epub ahead of print] 6,187
4. AMADIO S., TRAMINI G., MARTORANA A., VISCOMI M.T.,
SANCESARIO G., BERNARDI G., VOLONTÉ C.
Oligodendrocytes express P2Y(12) metabotropic receptor
in adult rat brain
Neuroscience (2006) Sep 7; 141(3): 1171-1180 3,410
5. ANGELUCCI A., VALENTINI A., MILLIMAGGI D., GRAVINA G.L.,
MIANO R., DOLO V., VICENTINI C., BOLOGNA M., FEDERICI G.,
BERNARDINI S.
Valproic acid induces apoptosis in prostate carcinoma cell
lines by activation of multiple death pathways
Anticancer Drugs (2006) Nov; 17(10): 1141-1150 1,907
6. ARDUINO L.S., VALLAR G., BURANI C.
Left neglect dyslexia and the effect of stimulus duration
Neuropsychologia (2006); 44(4): 662-665 4,119
314 2006

Produzione scientifica
7. ASTOLFI L., CINCOTTI F., MATTIA D., DE VICO FALLANI F.,
SALINARI S., URSINO M., ZAVAGLIA M., MARCIANI M.G.,
BABILONI F.
Estimation of the cortical connectivity patterns during the
intention of limb movements
IEEE Eng Med Biol Mag (2006) Jul-Aug; 25(4): 32-38 0,469
8. ASTOLFI L., CINCOTTI F., MATTIA D., MARCIANI M.G.,
BACCALÀ L.A., DE VICO FALLANI F., SALINARI S., URSINO M.,
ZAVAGLIA M., BABILONI F.
Assessing cortical functional connectivity by partial directed
coherence: simulations and application to real data
IEEE Trans Biomed Eng (2006) Sep; 53(9): 1802-1812 1,857
9. ASTOLFI L., CINCOTTI F., MATTIA D., MARCIANI M.G.,
BACCALÀ L.A., DE VICO FALLANI F., SALINARI S., URSINO M.,
ZAVAGLIA M., DING L., EDGAR J.C., MILLER G.A., HE B.,
BABILONI F.
Comparison of different cortical connectivity estimators
for high-resolution EEG recordings
Hum Brain Mapp (2006) Jun 7; [Epub ahead of print] 4,317
10. AVENANTI A., PALUELLO I.M., BUFALARI I., AGLIOTI S.M.
Stimulus-driven modulation of motor-evoked potentials
during observation of others’ pain
Neuroimage (2006) Aug 1; 32(1): 316-324 5,288
11. BALESTRIERI E., GRELLI S., MATTEUCCI C., MINUTOLO A.,
D’ETTORRE G., DI SORA F., MONTELLA F., VULLO V., VELLA S.,
FAVALLI C., MACCHI B., MASTINO A.
Apoptosis-associated gene expression in HIV-infected
patients in response to successful antiretroviral therapy
J Med Virol (2006) Dec 19; 79(2):111-117 2,520
12. BARBA C., DELLA MARCA G., COLOSIMO C., SILVESTRI G.,
MAZZA S., TONALI P.
Transient MRI abnormalities in a case of occipital lobe
epilepsy with favorable outcome
Clin EEG Neurosci (2006) Jul; 37(3): 219-222 0,581
13. BARBA C., FORMISANO R., SABATINI U., CICINELLI P.,
HAGBERG G.E., MARCONI B., CIURLI P., BIANCIARDI M.,
MATTEIS M.
Dysfunction of a structurally normal motor pathway in a
brain injury patient as revealed by multimodal integrated
techniques
Neurocase (2006) Aug; 12(4): 232-235 0,898
2006 315

Sezione II
14. BARCA L., BURANI C., DI FILIPPO G., ZOCCOLOTTI P.
Italian developmental dyslexic and proficient readers.
Where are the differences?
Brain Lang (2006) Sep; 98(3): 347-351 2,129
15. BARCAROLI D., BONGIORNO-BORBONE L., TERRINONI A.,
HOFMANN T.G., ROSSI M., KNIGHT R.A., MATERA A.G.,
MELINO G., DE LAURENZI V.
FLASH is required for histone transcription and S-phase
progression
Proc Natl Acad Sci USA (2006) Oct 3; 103(40): 14808-14812 10,231
16. BARCAROLI D., DINSDALE D., NEALE M.H.,
BONGIORNO-BORBONE L., RANALLI M., MUNARRIZ E.,
SAYAN A.E., MCWILLIAM J.M., SMITH T.M., FAVA E.,
KNIGHT R.A., MELINO G., DE LAURENZI V.
FLASH is an essential component of Cajal bodies
Proc Natl Acad Sci USA (2006)Oct 3; 103(40): 14802-14807 10,231
17. BARTOLOMUCCI A., LA CORTE G., POSSENTI R., LOCATELLI V.,
RIGAMONTI A.E., TORSELLO A., BRESCIANI E., BULGARELLI I.,
RIZZI R., PAVONE F., D’AMATO F.R., SEVERINI C.,
MIGNOGNA G., GIORGI A., SCHININÀ M.E., ELIA G.,
BRANCIA C., FERRI G.L., CONTI R., CIANI B., PASCUCCI T.,
DELL’OMO G., MÜLLER E.E., LEVI A., MOLES A.
TLQP-21, a VGF-derived peptide, increases energy
expenditure and prevents the early phase of diet-induced
obesity
Proc Natl Acad Sci USA (2006) Sep 26; 103(39): 14584-14589 10,231
18. BERNARDINI S., NUCCETELLI M., NOGUERA N.I.,
BELLINCAMPI L., LUNGHI P., BONATI A., MANN K.,
MILLER W.H. JR., FEDERICI G., LO COCO F.
Role of GSTP1-1 in mediating the effect of As 2
O 3
in the
Acute Promyelocytic Leukemia cell line NB4
Ann Hematol (2006) Oct; 85(10): 681-687 2,193
19. BIROCCIO A., DEL BOCCIO P., PANELLA M., BERNARDINI S.,
DI ILIO C., GAMBI D., STANZIONE P., SACCHETTA P.,
BERNARDI G., MARTORANA A., FEDERICI G., STEFANI A.,
URBANI A.
Differential post-translational modifications of
transthyretin in Alzheimer’s disease. A study of the cerebral
spinal fluid
Proteomics (2006) Apr; 6(7): 2305-2313 6,088
316 2006

Produzione scientifica
20. BONOMINI M., PAVONE B., SIROLLI V., DEL BUONO F.,
DI CESARE M., DEL BOCCIO P., AMOROSO L., DI ILIO C.,
SACCHETTA P., FEDERICI G., URBANI A.
Proteomics characterization of protein adsorption onto
hemodialysis membranes
J Proteome Res (2006) Oct 6; 5(10): 2666-2674 6,901
21. BONSI P., CUOMO D., PICCONI B., SCIAMANNA G., TSCHERTER A.,
TOLU M., BERNARDI G., CALABRESI P., PISANI A.
Striatal metabotropic glutamate receptors as a target for
pharmacotherapy in Parkinson’s disease
Amino Acids (2006) May 22; [Epub ahead of print] 2,172
22. BORRONI B., GRASSI M., AGOSTI C., ARCHETTI S., COSTANZI C.,
CORNALI C., CALTAGIRONE C., CAIMI L., DI LUCA M., PADOVANI A.
Cumulative effect of COMT and 5-HTTLPR
polymorphisms and their interaction with disease severity
and comorbidities on the risk of psychosis in Alzheimer
disease
Am J Geriatr Psychiatry (2006) Apr; 14(4): 343-351 2,929
23. BOSCO G., EIAN J., POPPELE R.E.
Phase-specific sensory representations in spinocerebellar
activity during stepping: evidence for a hybrid kinematic/
kinetic framework
Exp Brain Res (2006) Oct; 175(1): 83-96 2,118
24. BRISELLI E., GARREFFA G., BIANCHI L., BIANCIARDI M.,
MACALUSO E., ABBAFATI M., MARCIANI M.G., MARAVIGLIA B.
An independent component analysis-based approach on
ballistocardiogram artifact removing
Magn Reson Imaging (2006) May; 24(4): 393-400 1,361
25. BRIZZOLARA D., CHILOSI A., CIPRIANI P., DI FILIPPO G.,
GASPERINI F., MAZZOTTI S., PECINI C., ZOCCOLOTTI P.
Do phonologic and rapid automatized naming deficits
differentially affect dyslexic children with and without a
history of language delay? A study of Italian dyslexic
children
Cogn Behav Neurol (2006) Sep; 19(3): 141-149 0,000
26. BRUNELLI S., AVERNA T., PORCACCHIA P., PAOLUCCI S.,
DI MEO F., TRABALLESI M.
Functional status and factors influencing the rehabilitation
outcome of people affected by above-knee amputation and
hemiparesis
Arch Phys Med Rehabil (2006) Jul; 87(7): 995-1000 1,734
2006 317

Sezione II
27. BRUSA L., PETTA F., PISANI A., MIANO R., STANZIONE P.,
MOSCHELLA V., GALATI S., FINAZZI AGRÒ E.
Central acute D2 stimulation worsens bladder function in
patients with mild Parkinson’s disease
J Urol (2006) Jan; 175(1): 202-207 3,592
28. BRUSA L., VERSACE V., KOCH G., IANI C., STANZIONE P.,
BERNARDI G., CENTONZE D.
Low frequency rTMS of the SMA transiently ameliorates
peak-dose LID in Parkinson’s disease
Clin Neurophysiol (2006) Sep; 117(9): 1917-1921 2,640
29. BUZZI M.G.
Reading data in migraine acute treatment studies: from
clinical trials to reviews and meta-analyses
J Headache Pain (2006) Jun; 7(3): 160-164 0,000
30. CACCAMO N., BATTISTINI L., BONNEVILLE M., POCCIA F.,
FOURNIÉ J.J., MERAVIGLIA S., BORSELLINO G., KROCZEK R.A.,
LA MENDOLA C., SCOTET E., DIELI F., SALERNO A.
CXCR5 identifies a subset of Vγ9Vδ2 T cells which secrete
IL-4 and IL-10 and help B cells for antibody production
J Immunol (2006) Oct 15; 177(8): 5290-5295 6,387
31. CADEMARTIRI F., RUNZA G., LUCCICHENTI G., GALIA M.,
MOLLET N.R., ALAIMO V., BRAMBILLA V., GUALERZI M.,
CORUZZI P., MIDIRI M., LAGALLA R.
Coronary artery anomalies: incidence, pathophysiology,
clinical relevance and role of diagnostic imaging
Radiol Med (Torino) (2006) Apr; 111(3): 376-391 0,000
32. CALABRESI P., PICCONI B., PARNETTI L., DI FILIPPO M.
A convergent model for cognitive dysfunctions in Parkinson’s
disease: the critical dopamine-acetylcholine synaptic balance
Lancet Neurol (2006) Nov; 5(11): 974-983 12,167
33. CAMPBELL D.B., SUTCLIFFE J.S., EBERT P.J., MILITERNI R.,
BRAVACCIO C., TRILLO S., ELIA M., SCHNEIDER C., MELMED R.,
SACCO R., PERSICO A.M., LEVITT P.
A genetic variant that disrupts MET transcription is
associated with autism
Proc Natl Acad Sci USA (2006) Nov 7; 103(45): 16834-16839 10,231
34. CANDI E., TERRINONI A., RUFINI A., CHIKH A., LENA A.M.,
SUZUKI Y., SAYAN B.S., KNIGHT R.A., MELINO G.
p63 is upstream of IKKα in epidermal development
J Cell Sci (2006) Nov 15; 119(Pt 22): 4617-4622 6,543
318 2006

Produzione scientifica
35. CANDIANO G., MUSANTE L., BRUSCHI M., PETRETTO A.,
SANTUCCI L., DEL BOCCIO P., PAVONE B., PERFUMO F.,
URBANI A., SCOLARI F., GHIGGERI G.
Repetitive fragmentation products of albumin and
α1-antitrypsin in glomerular diseases associated with
nephrotic syndrome
J Am Soc Nephrol (2006) Nov; 17(11): 3139-3148 7,240
36. CAPPELLINI G., IVANENKO Y.P., POPPELE R.E., LACQUANITI F.
Motor patterns in human walking and running
J Neurophysiol (2006) Jun; 95(6): 3426-3437 3,853
37. CARLESIMO G.A., GALLONI F., BONANNI R., SABBADINI M.
Verbal short-term memory in individuals with congenital
articulatory disorders: new empirical data and review of
the literature
J Intellect Disabil Res (2006) Feb; 50(Pt 2): 81-91 1,047
38. CARRÌ M.T., GRIGNASCHI G., BENDOTTI C.
Targets in ALS: designing multidrug therapies
Trends Pharmacol Sci (2006) May; 27(5): 267-273 10,372
39. CATZ A., ITZKOVICH M., TESIO L., BIERING-SORENSEN F.,
WEEKS C., LARAMEE M.T., CRAVEN B.C., TONACK M.,
HITZIG S.L., GLASER E., ZEILIG G., AITO S., SCIVOLETTO G.,
MECCI M., CHADWICK R.J., EL MASRY W.S., OSMAN A.,
GLASS C.A., SILVA P., SONI B.M., GARDNER B.P., SAVIC G.,
BERGSTRÖM E.M., BLUVSHTEIN V., RONEN J.
A multicenter international study on the Spinal Cord
Independence Measure, version III. Rasch psychometric
validation
Spinal Cord (2006) Aug 15; [Epub ahead of print] 1,067
40. CENTONZE D., COSTA C., ROSSI S., PROSPERETTI C., PISANI A.,
USIELLO A., BERNARDI G., MERCURI N.B., CALABRESI P.
Chronic cocaine prevents depotentiation at corticostriatal
synapses
Biol Psychiatry (2006) Sep 1; 60(5): 436-443 6,779
41. CENTONZE D., PROSPERETTI C., BARONE I., ROSSI S., PICCONI B.,
TSCHERTER A., DE CHIARA V., BERNARDI G., CALABRESI P.
NR2B-containing NMDA receptors promote the neurotoxic
effects of 3-nitropropionic acid but not of rotenone in the
striatum
Exp Neurol (2006) Dec; 202(2): 470-479 3,767
2006 319

Sezione II
42. CENTONZE D., ROSSI S., GUBELLINI P., DE CHIARA V.,
TSCHERTER A., PROSPERETTI C., PICCONI B., BERNARDI G.,
CALABRESI P., BAUNEZ C.
Deficits of glutamate transmission in the striatum of
experimental hemiballism
Neuroscience (2006) Nov 17; 143(1): 213-221 3,410
43. CERASA A., HAGBERG G.E., PEPPE A., BIANCIARDI M.,
GIOIA M.C., COSTA A., CASTRIOTA-SCANDERBEG A.,
CALTAGIRONE C., SABATINI U.
Functional changes in the activity of cerebellum and
frontostriatal regions during externally and internally
timed movement in Parkinson’s disease
Brain Res Bull (2006) Dec 11; 71(1-3): 259-269 2,481
44. CHERUBINI A., LUCCICHENTI G., FASANO F., PÉRAN P.,
HAGBERG G.E., GIUGNI E., SABATINI U.
Imaging nervous pathways with MR tractography
Radiol Med (Torino) (2006) Mar; 111(2): 268-283 0,000
45. CHERUBINI A., LUCCICHENTI G., PÉRAN P., HAGBERG G.E.,
BARBA C., FORMISANO R., SABATINI U.
Multimodal fMRI tractography in normal subjects and in
clinically recovered traumatic brain injury patients
Neuroimage (2006) Dec 29; [Epub ahead of print] 5,288
46. CICINELLI P., MARCONI B., ZACCAGNINI M., PASQUALETTI P.,
FILIPPI M.M., ROSSINI P.M.
Imagery-induced cortical excitability changes in stroke: a
transcranial magnetic stimulation study
Cereb Cortex (2006) Feb; 16(2): 247-253 6,187
47. CINCOTTI F., BIANCHI L., BIRCH G., GUGER C., MELLINGER J.,
SCHERER R., SCHMIDT R.N., YÁÑEZ-SUÁREZ O., SCHALK G.
BCI meeting 2005 – Workshop on technology: hardware
and software
IEEE T Neur Sys Reh Eng (2006) Jun; 14(2): 128-131 1,678
48. COMMITTERI G., PITZALIS S., GALATI G., PATRIA F., PELLE G.,
SABATINI U., CASTRIOTA-SCANDERBEG A., PICCARDI L.,
GUARIGLIA C., PIZZAMIGLIO L.
Neural bases of personal and extrapersonal neglect in
humans
Brain (2006) Sep 28; [Epub ahead of print] 7,535
320 2006

Produzione scientifica
49. CONDÒ I., VENTURA N., MALISAN F., TOMASSINI B., TESTI R.
A pool of extramitochondrial frataxin that promotes cell
survival
J Biol Chem (2006) Jun 16; 281(24): 16750-16756 5,854
50. CONVERSI D., BONITO-OLIVA A., ORSINI C., CABIB S.
Habituation to the test cage influences amphetamineinduced
locomotion and Fos expression and increases
FosB/∆FosB-like immunoreactivity in mice
Neuroscience (2006) Aug 21; 141(2): 597-605 3,410
51. COSTA A., PEPPE A., CARLESIMO G.A., PASQUALETTI P.,
CALTAGIRONE C.
Alexithymia in Parkinson’s disease is related to severity of
depressive symptoms
Eur J Neurol (2006) Aug; 13(8): 836-841 2,244
52. COSTA A., PEPPE A., CARLESIMO G.A., PASQUALETTI P.,
CALTAGIRONE C.
Major and minor depression in Parkinson’s disease: a
neuropsychological investigation
Eur J Neurol (2006) Sep; 13(9): 972-980 2,244
53. COSTA C., MARTELLA G., PICCONI B., PROSPERETTI C., PISANI
A., DI FILIPPO M., PISANI F., BERNARDI G., CALABRESI P.
Multiple mechanisms underlying the neuroprotective
effects of antiepileptic drugs against in vitro ischemia
Stroke (2006) May; 37(5): 1319-1326 5,855
54. COZZOLINO M., FERRI A., FERRARO E., ROTILIO G., CECCONI F.,
CARRÌ M.T.
Apaf1 mediates apoptosis and mitochondrial damage
induced by mutant human
SOD1s typical of familial amyotrophic lateral sclerosis
Neurobiol Dis (2006) Jan; 21(1): 69-79 4,048
55. CROSIO C., CASCIATI A., IACCARINO C., ROTILIO G., CARRÌ M.T.
Bcl2a1 serves as a switch in death of motor neurons in
amyotrophic lateral sclerosis
Cell Death Differ (2006) Dec; 13(12): 2150-2153 7,785
56. CUPINI L.M., BARI M., BATTISTA N., ARGIRÒ G., FINAZZI-AGRÒ
A., CALABRESI P., MACCARRONE M.
Biochemical changes in endocannabinoid system are
expressed in platelets of female but not male migraineurs
Cephalalgia (2006) Mar; 26(3): 277-281 4,657
2006 321

Sezione II
57. CURSI S., RUFINI A., STAGNI V., CONDÒ I., MATAFORA V.,
BACHI A., PAINICCIÀ BONIFAZI A., COPPOLA L.,
SUPERTI-FURGA G., TESTI R., BARILÀ D.
Src kinase phosphorylates Caspase-8 on Tyr380: a novel
mechanism of apoptosis suppression
EMBO J (2006) May 3; 25(9): 1895-1905 10,053
58. DANZEISEN R., ACHSEL T., BEDERKE U., COZZOLINO M., CROSIO C.,
FERRI A., FRENZEL M., GRALLA E.B., HUBER L., LUDOLPH A.,
NENCINI M., ROTILIO G., VALENTINE J.S., CARRÌ M.T.
Superoxide dismutase 1 modulates expression of
transferrin receptor
J Biol Inorg Chem (2006) Jun; 11(4): 489-498 3,224
59. DAPRATI E., SIRIGU A.
How we interact with objects: learning from brain lesions
Trends Cogn Sci (2006) Jun; 10(6): 265-270 9,155
60. DAPRATI E., WRIESSNEGGER S., LACQUANITI F.
Kinematic cues and recognition of self-generated actions
Exp Brain Res (2006) Aug 22; [Epub ahead of print] 2,118
61. D’AVELLA A., PORTONE A., FERNANDEZ L., LACQUANITI F.
Control of fast-reaching movements by muscle synergy
combinations
J Neurosci (2006) Jul 26; 26(30): 7791-7810 7,506
62. DE BOISSEZON X., PERAN P., DE BOYSSON C., DÉMONET J.F.
Pharmacotherapy of aphasia: Myth or reality?
Brain Lang (2006) Sep 16; [Epub ahead of print] 2,129
63. DE GIROLAMO G., TEMPESTINI A., CAVRINI G., ARGENTINO P.,
FEDERICI S., PUTZU P., SCOCCO P., ZAPPIA M., MOROSINI P.,
CASCAVILLA I., SGADARI A., AZZARITO C., BRANCATI G.,
SPALLETTA G., PASINI A., GRUPPO NAZIONALE PROGRES-ANZIANI
Residential facilities for the elderly in five Italian regions.
The Progres-Anziani Project
Epidemiol Prev 2005 Sep-Dec; 29(5-6): 264-270 0,000
64. DE MARCH Z., GIAMPÀ C., PATASSINI S., BERNARDI G., FUSCO F.R.
Cellular localization of TRPC5 in the substantia nigra of rat
Neurosci Lett (2006) Jul 10; 402(1-2): 35-39 1,898
65. DE MARCH Z., GIAMPÀ C., PATASSINI S., MARTORANA A.,
BERNARDI G., FUSCO F.R.
Beneficial effects of rolipram in a quinolinic acid model of
striatal excitotoxicity
Neurobiol Dis (2006) Dec 19; [Epub ahead of print] 4,048
322 2006

Produzione scientifica
66. DEL BOCCIO P., PIERAGOSTINO D., LUGARESI A., DI IOIA M.,
PAVONE B., TRAVAGLINI D., D’AGUANNO S., BERNARDINI S.,
SACCHETTA P., FEDERICI G., DI ILIO C., GAMBI D., URBANI A.
Cleavage of cystatin C is not associated with Multiple
Sclerosis
Ann Neurol (2006) Sep 27; [Epub ahead of print] 7,571
67. DELLA MARCA G., VOLLONO C., BARBA C.,
FUGGETTA M.F., RESTUCCIA D., COLICCHIO G.
High-frequency ECoG oscillations in the site of onset of
epileptic seizures during sleep
Sleep Med (2006) Dec 5; [Epub ahead of print] 2,711
68. DI BARI M.G., CIUFFINI L., MINGARDI M., TESTI R., SODDU S.,
BARILÀ D.
c-Abl acetylation by histone acetyltransferases regulates its
nuclear-cytoplasmic localization
EMBO Rep (2006) Jul; 7(7): 727-733 7,663
69. DI CASTRO A., DREW L.J., WOOD J.N., CESARE P.
Modulation of sensory neuron mechanotransduction by
PKC- and nerve growth factor-dependent pathways
Proc Natl Acad Sci USA (2006) Mar 21; 103(12): 4699-4704 10,231
70. DI FILIPPO G., BRIZZOLARA D., CHILOSI A., DE LUCA M.,
JUDICA A., PECINI C., SPINELLI D., ZOCCOLOTTI P.
Naming speed and visual search deficits in readers with
disabilities: evidence from an orthographically regular
language (Italian)
Dev Neuropsychol (2006); 30(3): 885-904 2,443
71. DI FILIPPO G., DE LUCA M., JUDICA A., SPINELLI D., ZOCCOLOTTI P.
Lexicality and stimulus length effects in Italian dyslexics:
role of the overadditivity effect
Child Neuropsychol (2006) Apr; 12(2): 141-149 0,750
72. DI FILIPPO M., PICCONI B., COSTA C., BAGETTA V., TANTUCCI
M., PARNETTI L., CALABRESI P.
Pathways of neurodegeneration and experimental models
of basal ganglia disorders. Downstream effects of
mitochondrial inhibition
Eur J Pharmacol (2006) Sep 1; 545(1): 65-72 2,477
73. DI FILIPPO M., TOZZI A., PICCONI B., GHIGLIERI V., CALABRESI P.
Plastic abnormalities in experimental Huntington’s disease
Curr Opin Pharmacol (2006) Oct 30; [Epub ahead of print] 5,366
2006 323

Sezione II
74. DI RUSSO F., COMMITTERI G., PITZALIS S., SPITONI G.,
PICCARDI L., GALATI G., CATAGNI M., NICO D., GUARIGLIA C.,
PIZZAMIGLIO L.
Cortical plasticity following surgical extension of lower
limbs
NeuroImage (2006) Mar; 30(1): 172-183 5,288
75. DI RUSSO F., PITZALIS S., APRILE T., SPITONI G., PATRIA F.,
STELLA A., SPINELLI D., HILLYARD S.A.
Spatiotemporal analysis of the cortical sources of the
steady-state visual evoked potential
Hum Brain Mapp (2006) Jun 15; [Epub ahead of print] 4,317
76. DI RUSSO F., TADDEI F., APRILE T., SPINELLI D.
Neural correlates of fast stimulus discrimination and
response selection in top-level fencers
Neurosci Lett (2006) Nov 13; 408(2): 113-118 1,898
77. DI SANO F., FERRARO E., TUFI R., ACHSEL T., PIACENTINI M.,
CECCONI F.
Endoplasmic reticulum stress induces apoptosis by an
apoptosome-dependent but caspase 12-independent
mechanism
J Biol Chem (2006) Feb 3; 281(5): 2693-2700 5,854
78. D’ONOFRIO F., COLOGNO D., BUZZI M.G., PETRETTA V.,
CALTAGIRONE C., CASUCCI G., BUSSONE G.
Adult abdominal migraine: a new syndrome or sporadic
feature of migraine headache? A case report
Eur J Neurol (2006) Jan; 13(1): 85-88 2,244
79. DORICCHI F., IARIA G., SILVETTI M., FIGLIOZZI F., SIEGLER I.
The “ ways ” we look at dreams: evidence from unilateral
spatial neglect (with an evolutionary account of dream
bizarreness)
Exp Brain Res (2006) Nov 8; [Epub ahead of print] 2,118
80. ESER D., ROMEO E., BAGHAI T.C., DI MICHELE F., SCHÜLE C.,
PASINI A., ZWANZGER P., PADBERG F., RUPPRECHT R.
Neuroactive steroids as modulators of depression and
anxiety
Neuroscience (2006); 138(3): 1041-1048 3,410
81. ESER D., SCHÜLE C., BAGHAI T.C., ROMEO E., RUPPRECHT R.
Neuroactive steroids in depression and anxiety disorders:
clinical studies
Neuroendocrinology (2006) Dec 8; [Epub ahead of print] 2,650
324 2006

Produzione scientifica
82. ESER D., SCHÜLE C., BAGHAI T.C., ROMEO E., UZUNOV D.P.,
RUPPRECHT R.
Neuroactive steroids and affective disorders
Pharmacol Biochem Behav (2006) Aug; 84(4): 656-666 1,970
83. FEDERICO F., LEGGIO M.G., MANDOLESI L., PETROSINI L.
The NMDA receptor antagonist CGS 19755 disrupts
recovery following cerebellar lesions
Restor Neurol Neurosci (2006); 24(1): 1-7 1,825
84. FEDERICO F., LEGGIO M.G., NERI P., MANDOLESI L., PETROSINI L.
NMDA receptor activity in learning spatial procedural
strategies II. The influence of cerebellar lesions
Brain Res Bull (2006) Oct 16; 70(4-6): 356-367 2,481
85. FERNANDEZ L., WARREN W.H., BOOTSMA R.J.
Kinematic adaptation to sudden changes in visual task
constraints during reciprocal aiming
Hum Mov Sci (2006) Dec; 25(6): 695-717 1,045
86. FERRI A., COZZOLINO M., CROSIO C., NENCINI M., CASCIATI A.,
GRALLA E.B., ROTILIO G., VALENTINE J.S., CARRÌ M.T.
Familial ALS-superoxide dismutases associate with
mitochondria and shift their redox potentials
Proc Natl Acad Sci USA (2006) Sep 12; 103(37): 13860-13865 10,231
87. FIORIO M., GAMBARIN M., VALENTE E.M., LIBERINI P., LOI M.,
COSSU G., MORETTO G., BHATIA K.P., DEFAZIO G.,
AGLIOTI S.M., FIASCHI A., TINAZZI M.
Defective temporal processing of sensory stimuli in DYT1
mutation carriers: a new endophenotype of dystonia?
Brain (2006) Nov 14; [Epub ahead of print] 7,535
88. FIORIO M., TINAZZI M., AGLIOTI S.M.
Selective impairment of hand mental rotation in patients
with focal hand dystonia
Brain (2006) Jan; 129(Pt 1): 47-54 7,535
89. FLORENZANO F., VISCOMI M.T., CAVALIERE F., VOLONTÉ C.,
MOLINARI M.
The role of ionotropic purinergic receptors (P2X) in
mediating plasticity responses in the central nervous
system
Adv Exp Med Biol (2006); 557: 77-100 0,635
2006 325

Sezione II
90. FLORENZANO F., VISCOMI M.T., MERCALDO V., LONGONE P.,
BERNARDI G., BAGNI C., MOLINARI M., CARRIVE P.
P2X 2
R purinergic receptor subunit mRNA and protein
are expressed by all hypothalamic hypocretin/orexin
neurons
J Comp Neurol (2006) Sep 1; 498(1): 58-67 3,855
91. FOURKAS A.D., AVENANTI A., URGESI C., AGLIOTI S.M.
Corticospinal facilitation during first and third person
imagery
Exp Brain Res (2006) Jan; 168(1-2): 143-151 2,118
92. FOURKAS A.D., IONTA S., AGLIOTI S.M.
Influence of imagined posture and imagery modality on
corticospinal excitability
Behav Brain Res (2006) Apr 3; 168(2): 190-196 2,865
93. FRANCA M., KOCH G., MOCHIZUKI H., HUANG Y.-Z.,
ROTHWELL J.C.
Effects of theta burst stimulation protocols on phosphene
threshold
Clin Neurophysiol (2006) Aug; 117(8): 1808-1813 2,640
94. GALATI S., MAZZONE P., FEDELE E., PISANI A., PEPPE A.,
PIERANTOZZI M., BRUSA L., TROPEPI D., MOSCHELLA V.,
RAITERI M., STANZIONE P., BERNARDI G., STEFANI A.
Biochemical and electrophysiological changes of
substantia nigra pars reticulata driven by subthalamic
stimulation in patients with Parkinson’s disease
Eur J Neurosci (2006) Jun; 23(11): 2923-2928 3,949
95. GARDONI F., PICCONI B., GHIGLIERI V., POLLI F., BAGETTA V.,
BERNARDI G., CATTABENI F., DI LUCA M., CALABRESI P.
A critical interaction between NR2B and MAGUK in
L-DOPA induced dyskinesia
J Neurosci (2006) Mar 15; 26(11): 2914-2922 7,506
96. GASPERI V., FEZZA F., PASQUARIELLO N., BARI M., ODDI S.,
FINAZZI-AGRÒ A., MACCARRONE M.
Endocannabinoids in adipocytes during differentiation and
their role in glucose uptake
Cell Mol Life Sci (2006) Dec 22; [Epub ahead of print] 4,582
97. GERACITANO R., FEDERICI M., BERNARDI G., MERCURI N.B.
On the effects of psychostimulants, antidepressants, and
the antiparkinsonian drug levodopa on dopamine neurons
Ann NY Acad Sci (2006) 1074: 320-329 1,971
326 2006

Produzione scientifica
98. GIAMPÀ C., DE MARCH Z., D’ANGELO V., MORELLO M.,
MARTORANA A., SANCESARIO G., BERNARDI G., FUSCO F.R.
Striatal modulation of cAMP-response-element-binding
protein (CREB) after excitotoxic lesions: implications
with neuronal vulnerability in Huntington’s disease
Eur J Neurosci (2006) Jan; 23(1): 11-20 3,949
99. GIOIA M.C., CERASA A., DI LUCENTE L., BRUNELLI S.,
CASTELLANO V., TRABALLESI M.
Psychological impact of sports activity in spinal cord
injury patients
Scand J Med Sci Sports (2006) Dec; 16(6): 412-416 2,151
100. GIOVE F., GARREFFA G., PECA S., CARNÍ M., MACRÍ M.A.,
DI BONAVENTURA C., VAUDANO A.E., GIALLONARDO A.T.,
PRENCIPE M., BOZZAO L., PANTANO P., COLONNESE C.,
MARAVIGLIA B.
Metabolic alteration transients during paroxysmal activity
in an epileptic patient with fixation-off sensitivity: a case
study
Magn Reson Imaging (2006) May; 24(4): 373-379 1,361
101. GLASAUER S., SCHNEIDER E., GRASSO R., IVANENKO Y.P.
Space-time relativity in self-motion reproduction
J Neurophysiol (2006) Oct 18; [Epub ahead of print] 3,853
102. GRECO M., CHIRIACÒ F., DEL BOCCIO P., TAGLIAFERRO L.,
ACIERNO R., MENEGAZZI P., PINCA E., PIGNATELLI F.,
STORELLI C., FEDERICI G., URBANI A., MAFFIA M.
A proteomic approach for the characterization of C677T
mutation of the human gene methylenetetrahydrofolate
reductase
Proteomics (2006) Sep 6; 6(19): 5350-5361 6,088
103. GUERRINI C., AGLIOTI S.M.
Temporal and spatio-temporal attention to tactile stimuli
in extinction patients
Cortex (2006) Jan; 42(1): 17-27 3,584
104. HAGBERG G.E., BIANCIARDI M., MARAVIGLIA B.
Challenges for detection of neuronal currents by MRI
Magn Reson Imaging (2006) May; 24(4): 483-493 1,361
105. ILLES J., BLAKEMORE C., HANSSON M.G., HENSCH T.K.,
LESHNER A., MAESTRE G., MAGISTRETTI P., QUIRION R.,
STRATA P.
2006 327

Sezione II
International perspectives on engaging the public in
neuroethics
Nat Rev Neurosci 2005 Dec; 6(12): 977-982 Corrigendum:
Nat Rev Neurosci (2006) Jun; 7(6): 500 20,951
106. INDOVINA I., MACALUSO E.
Dissociation of stimulus relevance and saliency factors
during shifts of visuospatial attention
Cereb Cortex (2006) Sep 26; [Epub ahead of print] 6,187
107. IVANENKO Y.P., POPPELE R.E., LACQUANITI F.
Motor control programs and walking
Neuroscientist (2006) Aug; 12(4): 339-348 4,458
108. IVANENKO Y.P., POPPELE R.E., LACQUANITI F.
Spinal cord maps of spatiotemporal alpha-motoneuron
activation in humans walking at different speeds
J Neurophysiol (2006) Feb; 95(2): 602-618 3,853
109. IVANENKO Y.P., WRIGHT W.G., GURFINKEL V.S., HORAK F.,
CORDO P.
Interaction of involuntary post-contraction activity with
locomotor movements
Exp Brain Res (2006) Feb; 169(2): 255-260 2,118
110. KANEKO S., KAWARAI T., YIP E., SALEHI-RAD S., SATO C.,
ORLACCHIO A., BERNARDI G., LIANG Y., HASEGAWA H.,
ROGAEVA E., ST GEORGE-HYSLOP P.
Novel SPG6 mutation pA100T in a Japanese family with
autosomal dominant form of hereditary spastic
paraplegia
Mov Disord (2006) Jun 22; 21(9): 1531-1533 2,830
111. KIMMINS S., CROSIO C., KOTAJA N., HIRAYAMA J., MONACO L.,
HÖÖG C., VAN DUIN M., GOSSEN J.A., SASSONE-CORSI P.
Differential functions of the Aurora-B and Aurora-C
kinases in mammalian spermatogenesis
Mol Endocrinol (2006) Dec 27; [Epub ahead of print] 5,807
112. KLÖPPEL S., VAN EIMEREN T., GLAUCHE V., VONGERICHTEN A.,
MÜNCHAU A., FRACKOWIAK R.S.J., BÜCHEL C., WEILLER C.,
SIEBNER H.R.
The effect of handedness on cortical motor activation
during simple bilateral movements
Neuroimage (2006) Oct 20; [Epub ahead of print] 5,288
328 2006

Produzione scientifica
113. KOCH G., FRANCA M., ALBRECHT U.-V., CALTAGIRONE C.,
ROTHWELL J.C.
Effects of paired pulse TMS of primary somatosensory
cortex on perception of a peripheral electrical stimulus
Exp Brain Res (2006) Jul; 172(3): 416-424 2,118
114. KOCH G., FRANCA M., DEL OLMO M.F., CHEERAN B.,
MILTON R., ALVAREZ SAUCO M., ROTHWELL J.C.
Time course of functional connectivity between dorsal
premotor and contralateral motor cortex during
movement selection
J Neurosci (2006) Jul 12; 26(28): 7452-7459 7,506
115. KOCH G., FRANCA M., MOCHIZUKI H., MARCONI B.,
CALTAGIRONE C., ROTHWELL J.C.
Interactions between pairs of transcranial magnetic
stimuli over the human left dorsal premotor cortex differ
from those seen in primary motor cortex
J Physiol (2006) Nov 23; [Epub ahead of print] 4,272
116. KOCH G., OLIVERI M., TORRIERO S., SALERNO S.,
GERFO E.L., CALTAGIRONE C.
Repetitive TMS of cerebellum interferes with millisecond
time processing
Exp Brain Res (2006) Dec 5; [Epub ahead of print] 2,118
117. KRISTJÁNSSON Á., VUILLEUMIER P., SCHWARTZ S.,
MACALUSO E., DRIVER J.
Neural basis for priming of pop-out during visual search
revealed with fMRI
Cereb Cortex (2006) Sep 7; [Epub ahead of print] 6,187
118. LEGGIO M.G., FEDERICO F., NERI P., GRAZIANO A.,
MANDOLESI L., PETROSINI L.
NMDA receptor activity in learning spatial procedural
strategies. I. The influence of hippocampal lesions
Brain Res Bull (2006) Oct 16; 70(4-6): 347-355 2,481
119. LUNDQUIST P., BLOMQUIST G., HARTVIG P., HAGBERG G.E.,
TORSTENSON R., HAMMARLUND-UDENAES M., LÅNGSTRÖM B.
Validation studies on the 5-Hydroxy-L-[β-"C]-Tryptophan/
PET method for probing the decarboxylase step in
serotonin synthesis
Synapse (2006) Jun 15; 59(8): 521-531 3,220
120. MACALUSO E.
Multisensory processing in sensory-specific cortical areas
Neuroscientist (2006) Aug; 12(4): 327-338 4,458
2006 329

Sezione II
121. MANGIA S., TKÁČ I., GRUETTER R., VAN DE MOORTELE P.-F.,
MARAVIGLIA B., UǦURBIL K.
Sustained neuronal activation raises oxidative
metabolism to a new steady-state level: evidence from
1
H NMR spectro-scopy in the human visual cortex
J Cereb Blood Flow Metab (2006) Oct 11; [Epub ahead of print] 4,786
122. MARACCHIONI A., TOTARO A., ANGELINI D.F., DI PENTA A.,
BERNARDI G., CARRÌ M.T., ACHSEL T.
Mitochondrial damage modulates alternative splicing in
neuronal cells: implications for neurodegeneration
J Neurochem (2006) Oct 25; [Epub ahead of print] 4,604
123. MARIGGIÒ S., SEBASTIÀ J., FILIPPI B.M., IURISCI C.,
VOLONTÉ C., AMADIO S., DE FALCO V., SANTORO M.,
CORDA D.
A novel pathway of cell growth regulation mediated by a
PLA2α-derived phosphoinositide metabolite
FASEB J (2006) Dec; 20(14): 2567-2569 7,064
124. MARINELLI S., DI MARZO V., FLORENZANO F., FEZZA F.,
VISCOMI M.T., VAN DER STELT M., BERNARDI G.,
MOLINARI M., MACCARRONE M., MERCURI N.B.
N-arachidonoyl-Dopamine tunes synaptic transmission
onto dopaminergic neurons by activating both
cannabinoid and vanilloid receptors
Neuropsychopharmacol (2006) Jun 7; [Epub ahead of print] 5,369
125. MARRONE M.C., MARINELLI S., BIAMONTE F., KELLER F.,
SGOBIO C.A., AMMASSARI-TEULE M., BERNARDI G.,
MERCURI N.B.
Altered cortico-striatal synaptic plasticity and related
behavioural impairments in reeler mice
Eur J Neurosci (2006) Oct; 24(7): 2061-2070 3,949
126. MARTÍNEZ A., TEDER-SÄLEJÄRVI W., VAZQUEZ M.,
MOLHOLM S., FOXE J.J., JAVITT D.C., DI RUSSO F.,
WORDEN M.S., HILLYARD S.A.
Objects are highlighted by spatial attention
J Cogn Neurosci (2006) Feb; 18(2): 298-310 4,533
127. MARTORANA A., GIAMPÀ C., DEMARCH Z., VISCOMI M.T.,
PATASSINI S., SANCESARIO G., BERNARDI G., FUSCO F.R.
Distribution of TRPC1 receptors in dendrites of rat
substantia nigra: a confocal and electron microscopy
study
Eur J Neurosci (2006) Aug; 24(3): 732-738 3,949
330 2006

Produzione scientifica
128. MARTORANA A., MARTELLA G., D’ANGELO V., FUSCO F.R.,
SPADONI F., BERNARDI G., STEFANI A.
Neurotensin effects on N-type calcium currents among
rat pallidal neurons: an electrophysiological and
immunohistochemical study
Synapse (2006) Oct; 60(5): 371-383 3,220
129. MASSA R., PALUMBO C., CAVALLARO T., PANICO M.B., BEI R.,
TERRACCIANO C., RIZZUTO N., BERNARDI G., MODESTI A.
Overexpression of ErbB2 and ErbB3 receptors in
Schwann cells of patients with Charcot-Marie-Tooth
disease type 1A
Muscle Nerve (2006) Mar; 33(3): 342-349 2,458
130. MATHARU M.S., COHEN A.S., FRACKOWIAK R.S.J.,
GOADSBY P.J.
Posterior hypothalamic activation in paroxysmal
hemicrania
Ann Neurol (2006) Mar; 59(3): 535-545 7,571
131. MATTEIS M., FEDERICO F., TROISI E., PASQUALETTI P.,
VERNIERI F., CALTAGIRONE C., PETROSINI L., SILVESTRINI M.
Cerebral blood flow velocity changes during meaningful
and meaningless gestures. A functional transcranial
Doppler study
Eur J Neurol (2006) Jan; 13(1): 24-29 2,244
132. MATTIA D., CINCOTTI F., MATTIOCCO M., SCIVOLETTO G.,
MARCIANI M.G., BABILONI F.
Motor-related cortical dynamics to intact movements in
tetraplegics as revealed by high-resolution EEG
Hum Brain Mapp (2006) Jun; 27(6): 510-519 4,317
133. MEI G., DI VENERE A., GASPERI V., NICOLAI E., MASUDA
K.R., FINAZZI-AGRÒ A., CRAVATT B.F., MACCARRONE M.
Closing the gate to the active site. Effect of the inhibitor
MAFP on the conformation and membrane binding of
fatty acid amide hydrolase
J Biol Chem (2006) Dec 7; [Epub ahead of print] 5,854
134. MELANI A., AMADIO S., GIANFRIDDO M., VANNUCCHI M.G.,
VOLONTÉ C., BERNARDI G., PEDATA F., SANCESARIO G.
P2X 7
receptor modulation on microglial cells and
reduction of brain infarct caused by middle cerebral
artery occlusion in rat
J Cereb Blood Flow Metab (2006) Jul; 26(7): 974-982 4,786
2006 331

Sezione II
135. MENGHINI D., HAGBERG G.E., CALTAGIRONE C., PETROSINI L.,
VICARI S.
Implicit learning deficits in dyslexic adults: an fMRI study
Neuroimage (2006) Dec; 33(4): 1218-1226 5,288
136. MERLINI L., SABATELLI P., COLUMBARO M., BONIFAZI E.,
PISANI V., MASSA R., NOVELLI G.
Hyper-CK-emia as the sole manifestation of myotonic
dystrophy type 2
Muscle Nerve 2005 Jun; 31(6): 764-767 2,458
137. MICELI G., CAPASSO R.
Spelling and dysgraphia
Cogn Neuropsychol 23(1): 110-134 3,000
138. MIDDEI S., DANIELE S., CAPRIOLI A., GHIRARDI O.,
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Progressive cognitive decline in a transgenic mouse
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Sezione II
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Multi-nuclear MRS and 19 F MRI of 19 F-labelled and
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optimize boron neutron capture therapy: phantom
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Produzione scientifica
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Synthesis and biological evaluation of phosphonated
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CERVELLINO A., GIACOMINI P., BRUSA L., GROSSI K.,
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Follicle-stimulating hormone activates fatty acid amide
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Sezione II
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Produzione scientifica
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Sezione II
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Produzione scientifica
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Sezione II
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J Neurosci (2006) Jul 26; 26(30): 7942-7949 7,506
218. URSINO M., ZAVAGLIA M., ASTOLFI L., BABILONI F.
Use of a neural mass model for the analysis of effective
connectivity among cortical regions based on high
resolution EEG recordings
Biol Cybern (2006) Nov 18; [Epub ahead of print] 1,398
342 2006

Produzione scientifica
219. VALENTINI A., PUCCI D., CRISPINI A., FEDERICI G., BERNARDINI S.
Acridine Orange based platinum(II) complexes inducing
cytotoxicity and cell cycle perturbation in spite of GSTP1
up-regulation
Chem Biol Interact (2006) Jul 10; 161(3): 241-250 1,968
220. VALLE M.S., CASABONA A., BOSCO G., PERCIAVALLE V.
Spatial anisotropy in the encoding of three-dimensional
passive limb position by the spinocerebellum
Neuroscience (2006) Dec 5; [Epub ahead of print] 3,410
221. VENTURA N., REA S.L., TESTI R.
Long-lived C. elegans mitochondrial mutants as a model
for human mitochondrial-associated diseases
Exp Gerontol (2006) Oct; 41(10): 974-991 3,008
222. VENTURA R., CAROLIS D.D., ALCARO A., PUGLISI-ALLEGRA S.
Ethanol consumption and reward depend on
norepinephrine in the prefrontal cortex
NeuroReport (2006) Nov 27; 17(17): 1813-1817 1,995
223. VERNIERI F., SILVESTRINI M., TIBUZZI F., PASQUALETTI P.,
ALTAMURA C., PASSARELLI F., MATTEIS M., ROSSINI P.M.
Hemoglobin oxygen saturation as a marker of cerebral
hemodynamics in carotid artery occlusion. An integrated
transcranial doppler and near-infrared spectroscopy study
J Neurol (2006) Jun 19; [Epub ahead of print] 2,844
224. VERUCCI L., MENGHINI D., VICARI S.
Reading skills and phonological awareness acquisition in
Down syndrome
J Intellect Disabil Res (2006) Jul; 50(Pt 7): 477-491 1,047
225. VICARI S., BELLUCCI S., CARLESIMO G.A.
Evidence from two genetic syndromes for the
independence of spatial and visual working memory
Dev Med Child Neurol (2006) Feb; 48(2): 126-131 1,790
226. VICARI S., CARLESIMO G.A.
Short-term memory deficits are not uniform in Down and
Williams syndromes
Neuropsychol Rev (2006) Jun; 16(2): 87-94 3,652
227. VICARI S., MENGHINI D., DI PAOLA M., SERRA L.,
DONFRANCESCO A., FIDANI P., MILANO G.M., CARLESIMO G.A.
Acquired amnesia in childhood. A single case study
Neuropsychologia (2006) Sep 20; [Epub ahead of print] 4,119
2006 343

Sezione II
228. VOLONTÉ C., AMADIO S., D’AMBROSI N., COLPI M.,
BURNSTOCK G.
P2 receptor web: complexity and fine-tuning
Pharmacol Ther (2006) Oct; 112(1): 264-280 8,357
229. WARD N.S., BROWN M.M., THOMPSON A.J., FRACKOWIAK R.S.
Longitudinal changes in cerebral response to proprioceptive
input in individual patients after stroke: an fMRI
study
Neurorehabil Neural Repair (2006) Sep; 20(3): 398-405 1,558
230. WARD N.S., NEWTON J.M., SWAYNE O.B.C., LEE L.,
THOMPSON A.J., GREENWOOD R.J., ROTHWELL J.C.,
FRACKOWIAK R.S.J.
Motor system activation after subcortical stroke depends
on corticospinal system integrity
Brain (2006) Mar; 129(Pt 3): 809-819 7,535
231. ZALFA F., ACHSEL T., BAGNI C.
mRNPs, polysomes or granules: FMRP in neuronal
protein synthesis
Curr Opin Neurobiol (2006) Jun; 16(3): 265-269 8,527
232. ZANNINO G.D., PERRI R., PASQUALETTI P., CALTAGIRONE C.,
CARLESIMO G.A.
(Category-specific) semantic deficit in Alzheimer’s
patients. The role of semantic distance
Neuropsychologia (2006) 44(1): 52-61 4,119
233. ZANNINO G.D., PERRI R., PASQUALETTI P., CALTAGIRONE C.,
CARLESIMO G.A.
Analysis of the semantic representations of living and
nonliving concepts. A normative study
Cogn Neuropsychol (2006) 23 (4): 515-540 3,000
234. ZAVAGLIA M., ASTOLFI L., BABILONI F., URSINO M.
A neural mass model for the simulation of cortical
activity estimated from high resolution EEG during
cognitive or motor tasks
J Neurosci Methods (2006) Oct 30; 157(2): 317-329 1,784
235. ZHU L., SCELFO B., TEMPIA F., SACCHETTI B., STRATA P.
Membrane excitability and fear conditioning in cerebellar
Purkinje cell
Neuroscience (2006); 140(3): 801-810 3,410
344 2006

Produzione scientifica
236. ZOCCOLOTTI P., DE LUCA M., JUDICA A., BURANI C.
Delayed naming cancels the word length effect in
developmental dyslexia
Brain Lang (2006) 99: 218-219 2,129
237. ZONA C., PIERI M., CARUNCHIO I.
Voltage-dependent sodium channels in spinal cord motor
neurons display rapid recovery from fast inactivation in a
mouse model of amyotrophic lateral sclerosis
J Neurophysiol (2006) Dec; 96(6): 3314-3322 3,853
2006 345

Sezione II
ALTRE PUBBLICAZIONI
1. CAIRELLA G., GARBAGNATI F.
Strategie per la prevenzione dell’obesità in Italia
Acta Biomed (2006 )77(5): 231-235
2. CALTAGIRONE C.
Cento anni di malattia di Alzheimer
The Lancet Neurology (2006) 1( 3): 142
3. CALTAGIRONE C., COSTA A.
I disturbi delle funzioni esecutive nella malattia di Parkinson
Giornale di Neuropsichiatria Geriatrica (2006) Anno II, 1: 3-11
4. CALTAGIRONE C., MUSICCO M.
Le Linee Guida della Associazione Italiana di Psicogeriatria sul
trattamento della malattia di Alzheimer
Psicogeriatria (2006) 1: 51-53
5. COSTA A., PEPPE A., CARLESIMO G.A., CALTAGIRONE C.
Studio sulla relazione tra i disturbi depressivi e le alterazioni
neuropsicologiche nella malattia di Parkinson
Giornale di Neuropsichiatria Geriatrica (2006) Anno II, 3: 19-22
6. GRASSO M.G.
La riabilitazione nella Sclerosi Multipla. I vantaggi dell’approccio
multidisciplinare
La Neurologia Italiana (2006) luglio-settembre: 18-21
7. ORLACCHIO A., MIELE M., PATRONO C., BORRECA A., VARLESE M., BABALINI C.,
DIONISI L., MOSCHELLA V., ORLACCHIO A., BERNARDI A., KAWARAI T.
Association of APOE ε4 Allele with vascular dementia in Italian population
Medimond su International Proceedings (2006) 1: 209-213
8 SERRA L., PERRI R., CALTAGIRONE C.
Mild Cognitive Impairment: la fase preclinica della demenza
Psicogeriatria (2006) 1: 25-34
9. SPOLETINI I., CALTAGIRONE C., BRIA P., SPALLETTA G.
ApolipoproteinE ε4 allelic variant, cognitive decline and psychosis in
Alzheimer disease: a review of the literature and suggestions for upcoming
studies
Eur J Psychatr (2006) 20(2): 74-87
346 2006

Produzione scientifica
CAPITOLI DI LIBRI IN INGLESE
1. CHERUBINI A., LUCCICHENTI G., FASANO F., HAGBERG G.E., PÉRAN V.,
DI SALLE F., ESPOSITO F., SCARABINO T., SABATINI U.
Nerve pathways with MR tractography
High Field Brain MRI – Ugo Salvolini, Tommaso Scarabino (eds) –
Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2006) 8: 79-80
2. GIUGNI E., LUCCICHENTI G., HAGBERG G.E., CHERUBINI A., FASANO F.,
SABATINI U.
High-field neuroimaging in traumatic brain injury
High Field Brain MRI – Ugo Salvolini, Tommaso Scarabino (eds) –
Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2006) 13: 169-176
3. LUCCICHENTI G., PÉRAN P., CHERUBINI A., GIUGNI E., SCARABINO T.,
HAGBERG G.E., SABATINI U.
High-field 3 T Imaging of Alzheimer Disease
High Field Brain MRI – Ugo Salvolini, Tommaso Scarabino (eds) –
Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2006) 17: 201-207
4. OLIVERI M., KOCH G., TORRIERO S., CALTAGIRONE C.
The use of transcranial magnetic stimulation in spatial cognition
Imagery and Spatial Cognition – Tommaso Vecchi, Gabriella Bottini (eds) –
John Benjamins Publishing Company (2006) 1.5: 69-84
5. PÉRAN P., LUCCICHENTI G., CHERUBINI A., HAGBERG G.E., SABATINI U.
High-field neuroimaging in Parkinson’s Disease
High Field Brain MRI – Ugo Salvolini, Tommaso Scarabino (eds) –
Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2006) 16: 194-200
LIBRI IN ITALIANO
1. JUDICA A., BALDONI L., CHIRRI L., CUCCIAIONI C., DEL VENTO G.
Parole in corso – Materiali per il recupero delle difficoltà di lettura
Erickson – 2006
2. RINALDI M.C., MARANGOLO P., LAURIOLA M.
BLED Santa Lucia – Batteria su linguaggio dell’emisfero destro Santa Lucia
Organizzazioni Speciali – Giunti O.S. – 2006
3. SALVIA A., ROSSINI A., BALICE M.P., TERZIANI S., GUAGLIANONE E., DONELLI G.
Infezioni da Staphylococcus aureus meticillino-resistente in strutture
ospedaliere di riabilitazione neuromotoria: studio pilota della Fondazione
Santa Lucia di Roma
Istituto Superiore di Sanità – Rapporti ISTISAN 06/46 – 2006
2006 347

Sezione II
4. SERRA L., PERRI R., CALTAGIRONE C. & GRUPPO DI STUDIO
“Diagnosi precoce della Malattia di Alzheimer ”
Mild Cognitive Impairment – La fase preclinica della demenza
IT.I.N.A.D. – Critical Medicine Publishing Editore – 2006
5. SPOLETINI I., PERRI R., CALTAGIRONE C.
La valutazione del deterioramento cognitivo e la
Mental Deterioration Battery
Critical Medicine Publishing Editore – 2006
6. TRABALLESI M., AVERNA T., PORCACCHIA P., LUCARELLI E., PAGANELLI C.,
POLIDORI L.
Progetto Movimento e Salute – Consigli pratici per mantenere una buona
efficienza fisica
Editrice ERRE – 2006
348 2006

Produzione scientifica
COMUNICAZIONI SCIENTIFICHE
a) Pubblicate su riviste presenti nel SCI
1. BASSI A., COLIVICCHI F., SANTINI M., CALTAGIRONE C.
Cardiac autonomic dysfunction and functional outcome after ischemic
stroke
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S50
2. CAIRELLA G., DE MARTINO A., GARBAGNATI F., MULTARI M., SCOGNAMIGLIO U.,
VENTURIERO V., PAOLUCCI S.
Obesity, dietary antioxidants and ischemic stroke: a case control study
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S120-S121
3. CAMPANA F., MECOCCI P., ANNICCHIARICO R., ERCOLANI S., AMICI D.,
FEDERICI A., RIAÑO D., LHOTSKA L., CALTAGIRONE C.
Il Progetto europeo K4CARE (Knowledge-Based Home Care e Services
for an Ageing Europe): un sistema intelligente per l’assistenza
domiciliare all’anziano
51° Congresso Nazionale della Società Italiana di Gerontologia e Geriatria
Firenze 29 novembre – 3 dicembre 2006
Giornale di Gerontologia (2006) LIV(5): 324-326
4. CIURLI P., ANGELELLI P., CANTAGALLO A., FORMISANO R.
Prevalence and phenomenology of neuropsychiatric symptoms in
traumatic brain injury (TBI) patients
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S235
5. COLOGNO D., D’ONOFRIO F., CICARELLI G., BUZZI M.G., PETRETTA V.,
CASUCCI G., CALTAGIRONE C., MEA E., LEONE M., PROIETTI CECCHINI A.,
BUSSONE G.
Restless legs syndrome and cluster headache: a clinical study
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S313-S314
6. CORTÉS U., ANNICCHIARICO R., URDIALES A., MARTÍNEZ-VELASCO A.,
BARRUÉ C., CALTAGIRONE C.
A new generation of electronic devices to support a new generation of
elder citizens
51° Congresso Nazionale della Società Italiana di Gerontologia e Geriatria
Firenze 29 novembre – 3 dicembre 2006
Giornale di Gerontologia (2006) LIV( 5): 313-316
2006 349

Sezione II
7. COSTA C., DI FILIPPO M., PROSPERETTI C., BELCASTRO V., CALABRESI P.
Antiepileptic drugs protect striatal neurons against mitochondrial
dysfunction: implication for basal ganglia disorders
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S103-S104
8. DI FILIPPO M., PICCONI B., BAGETTA V., TOZZI A., TANTUCCI M., BELCASTRO V.,
COSTA C., CALABRESI P.
Multiple effects of memantine on the striatal neuronal network:
implications for cognition and neuroprotection
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S102-S103
9. FIORIO M., GAMBARIN M., VALENTE E.M., LIBERINI P., LOI M., COSSU G.,
MORETTO G., BHATIA K.P., DEFAZIO G., AGLIOTI S.M., FIASCHI A., TINAZZI M.
Defective temporal processing of sensory stimuli in DYT1 mutation
carriers: new endophenotype of dystonia?
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S34-S35
10. FORMISANO R., LONGO E., BUZZI M.G., DELLA VEDOVA C., RIGON J.,
BIVONA U., CICINELLI P.
Il trattamento farmacologico dopo il coma può influenzare il danno
funzionale residuo?
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [syllabus]
11. GUARIGLIA C., PICCARDI L., IARIA G., INCOCCIA C., NICO D.
What happens when the brain fails: neuropsychological studies on spatial
memory
3 rd International Conference on Spatial Cognition
Rome & Perugia 12-15 September – Cogn Process (2006) 7 (Suppl 1): S154
12. IZZI F., PLACIDI F., SPERLI F., CERVELLINO A., GROSSI K., ZANNINO S.,
CORTE F., MARCIANI M.G., ROMIGI A.
Effects of Pregabalin on sleep-wake cycle in epileptic patients:
a polysomnographic study
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S97
13. KOCH G., SCHNEIDER S., FRANCA M., MÜNCHAU A., BÄUMER T., CHEERAN B.,
ROUNIS E., BHATIA K., CALTAGIRONE C., ROTHWELL J.C.
Interhemispheric inhibition of the dorsal premotor-motor pathway is
reduced in writer’s cramp dystonia
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S24
350 2006

14. NOCENTINI U.
Clinical assessment and therapy for depression
Update on Symptomatic Therapy in Multiple Sclerosis
Camogli (Italy) 17-18 November 2005 – Neurol Sci (2006) 27: S341-S343
15 ORLACCHIO A., PATRONO C., BORRECA A., BABALINI C., DIONISI L.,
MOSCHELLA V., ORLACCHIO A., KAWARAI T., BERNARDI G.
Silver syndrome: clinicogenetic analysis of two Italian pedigrees
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S13
16. ROCCHI C., MORI F., PACHATZ C., BERNARDI G., MARFIA G.A.
Bilateral ulnar nerve palsy as complication of major depression
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S355
17. SABATINI U., LUCCICHENTI G., CHERUBINI A., PÉRAN P., GIUGNI E.,
BARBA C., MATTEIS M., FORMISANO R.
Il ruolo delle neuroimmagini nella definizione prognostica
del trauma cranico
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Syllabus]
18. SPALLETTA G., BERNARDINI S., MACCIARDI F., BONAVIRI G.,
TREQUATTRINI A., CALTAGIRONE C., BOSSÙ P.
Glutathione S-Transferase P1 *C variant predicts cognitive
and functional outcome in Alzheimer disease
XIV World Congress on Psychiatric Genetics
Cagliari, October 28 th – November 1 st 2006
Am J Med Genet Part B (2006) 141b (7): 712 [Abstracts]
Produzione scientifica
19. STEFANI A., GALATI S., MAZZONE P., PEPPE A., TROPEPI D., PIERANTOZZI M.,
MORCHELLA V., STANZIONE P.
Combined PPN-DBS and STN-DBS in parkinsonian patients:
6 months follow-up
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S63
20 URBANI A., DEL BOCCIO P., PIERAGOSTINO D., LUPINELLA S., D’AGUANNO S.,
LUGARESI A., DI ILIO C., BERNARDINI S., BERNARDI G., BATTISTINI L.,
GAMBI D., FEDERICI G.
Metabonomics and proteomics investigations in neurodegenerative
disorders
XXXVII Congress of the Italian Neurological Society
Bari 14-18 October 2006 – Neurol Sci (2006) 27 [Abstracts]: S86-S87
2006 351

Sezione II
21. ZIMMER U., MACALUSO E.
Processing of binaural sound coherence in the human brain
3rd International Conference on Spatial Cognition
Rome & Perugia 12-15 Sept – Cogn Process (2006) 7 (Suppl 1): S109-S110
b) Pubblicate su altre riviste
1. BUZZI M.G.
Allodynia and early treatment of migraine attacks with triptans
XX National Congress of the Italian Society for Study of Headaches
Rome 27-30 September 2006 – J Headache Pain (2006) 7(4): 265-266
2. BUZZI M.G., COLOGNO D., MEI D., DI TRAPANI G., CALTAGIRONE C.,
NOCENTINI U.
Disability and chronic daily headaches: Who-Das II versus other specific
and non specific disability tools
XX National Congress of the Italian Society for Study of Headaches
Rome 27-30 September 2006 – J Headache Pain (2006) 7(4): 290
c) Pubblicate su atti
1. AVERNA T., PORCACCHIA P., LUBICH S., PIZZOLI C., LUCARELLI E., PAGANELLI C.,
POLIDORI L., TRABALLESI M.
Benefici dell’allenamento di intensità moderata in soggetti
ultrasessantenni affetti da broncopneumotopatia cronica ostruttiva
XXII Congresso Nazionale dell’Associazione Specialisti in Medicina dello Sport
Vittorio Veneto 18-21 giugno 2006 – Atti del Congresso: 715-719
2. CAIRELLA G.
Alimentazione e riabilitazione del paziente post-ictus
Educazione e riabilitazione del malato cronico: aspetti nutrizionali
Pozzolatico 2 dicembre 2006 – Atti del Convegno: 10
3. CAIRELLA G., GARBAGNATI F., SCOGNAMIGLIO U.
Le prove di efficacia per la prevenzione dell’obesità: certezze, limiti
e prospettive. Setting scuola, luogo di lavoro, comunità
XXXIV Congresso Nazionale SINU
Riccione, 8-10 novembre 2006 – Atti del Convegno: 59-61
4. MUSICCO M., CALTAGIRONE C.
How much is an adas-cog point worth in the center of Perugia.
Epidemiological evidences on the clinical relevance of modest cognitive
improvements in persons with dementia
Fourth Annual Meeting on Brain aging and dementia
Perugia 5-7 October 2006 – Atti del Convegno
352 2006

Produzione scientifica
5. PIPPUCCI T., PANZA E., POMPILII E., VENTURI B., DONADIO V., BORRECA A.,
DIONISI L., MOSCHELLA V., BERNARDI G., LIGUORI R., ROMEO G.,
MONTAGNA P., ORLACCHIO A., SERI M.
Refinement of the HSP-TCC locus on chromosome 15q13-15 and
wide genome search for new candidate loci in informative families
IX Congresso Nazionale SIGU
Lido di Venezia 8-10 novembre 2006 – Atti del Convegno: 214
6. PORCACCHIA P., AVERNA T., BRUNELLI S., DI MEO F., LUCARELLI E.,
PAGANELLI C., POLIDORI L., TRABALLESI M.
Effetti dell’esercizio fisico in soggetti untrasessantenni ipertesi di grado
lieve: studio caso controllo
XXII Congresso Nazionale dell’Associazione Specialisti in Medicina dello Sport
Vittorio Veneto 18-21 giugno 2006 – Atti del Congresso: 726-729
7. SERRA L., PERRI R., CALTAGIRONE C.
Mild cognitive impairment: dalla fase preclinica di demenza alla
caratterizzazione precoce delle malattie neurodegenerative. Una ipotesi
interpretativa
Fourth Annual Meeting on Brain Aging and Dementia
Perugia 5-7 October 2006 – Atti del Convegno
2006 353

Sezione II
POSTER
1. BARBAN F., COSTA A., CARLESIMO G.A., SERRA L., GATTO I., LUPO F.,
PERRI R., CALTAGIRONE C.
La realizzazione differita di intenzioni pianificate nel
Mild Cognitive Impairment
10th ITINAD Annual Meeting
Rome 8-10 June 2006 – Abstracts Book: 5
2. CIARAMELLA A., SPOLETINI I., MORO M.L., DI IULIO F., TREQUATTRINI A.,
CALTAGIRONE C., SPALLETTA G., BOSSÙ P.
Dysregulation of in vitro IL-18 production in Mild Cognitive Impairment
and Alzheimers’s disease patients
10th ITINAD Annual Meeting
Rome 8-10 June 2006 – Abstracts Book: 28
3. COSTANZI C., BORRONI B., GRASSI M., ZANETTI M., ARCHETTI S., FRANZONI S.,
GIPPONI S., GILBERTI N., CAIMI L., CALTAGIRONE C., DI LUCA M., PADOVANI A.
Haplotypes in Cathechol-O-Methyltransferase gene confer increased risk
for psychosis in Alzheimer disease
10th ITINAD Annual Meeting
Rome 8-10 June 2006 – Abstracts Book: 31
4. D’ONOFRIO F., CICARELLI G., BUZZI M.G., PETRETTA V., CALTAGIRONE C.,
TEDESCHI G., BONAVITA V., COLOGNO D.
Restless legs syndrome and primary headaches: is there a
pathogenetic link?
2nd ANIRCEF Congress
Bologna 17-20 May 2006 – Neurol Sci 27(Suppl 2): S212
5. MALIVERNO M., GARDONI F., PICCONI B., GHIGLIERI V., POLLI F., BAGETTA V.,
BERNARDI G., CATTABENI F., DI LUCA M., CALBRESI P.
A critical interaction between NR2B and MAGUK in L-Dopa
induced dyskinesia
10th ITINAD Annual Meeting
Rome 8-10 June 2006 – Abstracts Book: 68
6. MARTINO S., TRIBUZI R., DI GIROLAMO I., GUADALUPI R., D’ANGELO F.,
MAKRYPIDI G., ORLACCHIO A., BERNARDI G., ORLACCHIO AL.
The HexB gene up-regulated during the brain development: effect for GM2
gangliosidosis therapy
16th Meeting of the European Neurological Society
Lausanne (Switzerland) 27-31 May 2006 – J Neurol 253(Suppl 2): P554
7. MORO M.L., CIARAMELLA A., PORCELLI F., CALTAGIRONE C.,
SCAPIGLIATI G., BOSSÙ
Dynamics and kinetics study of the 1-42 Amyloid Beta cross-linked
oligomeric species: some chemical indications to support the
identification of Alzheimer’s disease biomarkers
354 2006

Produzione scientifica
10th ITINAD Annual Meeting
Rome 8-10 June 2006 – Abstracts Book: 79
8. ORLACCHIO A., MIELE M., CONTINO G., VARLESE M., BABALINI C., DIONISI L.,
MOSCHELLA V., EMILIANI C., ORLACCHIO AL., BERNARDI G., KAWARAI T.
Association of ApoE4 allele with vascular dementia in Italian population
10th International Conference on Alzheimer’s disease and Related Disorders
Madrid 15-20 July 2006 – Alzheimer’s & Dementia 2(3) Suppl 1: P3-116
9. ORLACCHIO A., PATRONO C., BORRECA A., BABALINI C., DIONISI L.,
MOSCHELLA V., ORLACCHIO AL., BERNARDI G., KAWARAI T.
Clinical and genetic study of two Italian families with silver syndrome
16th Meeting of the European Neurological Society
Lausanne (Switzerland) 27-31 May 2006 – J Neurol 253(Suppl 2): P201
10. ORLACCHIO AL., COSTANZI E., PERSICHETTI E., BERNARDI G., ORLACCHIO A.,
EMILIANI C.
Involvement of lysosomal system in Alzheimer’s diseases fibroblasts
following vitamin C supplementation
10th International Conference on Alzheimer’s disease and Related Disorders
Madrid 15-20 July 2006 – Alzheimer’s & Dementia 2(3) Suppl 1: P3-262
11. ORLACCHIO AL., URBANELLI L., MASSINI C., MENCARELLI S., PELICCI G.,
SORBI S., HASILIK A., BERNARDI G., ORLACCHIO A., EMILIANI C.
Cathepsin D, B and L are down-regulated in fibroblasts from Alzheimer’s
disease patients
10th International Conference on Alzheimer’s disease and Related Disorders
Madrid 15-20 July 2006 – Alzheimer’s & Dementia 2(3) Suppl 1: P2-051
12. ROSSINI A., MICHETTI S., MARTELLA G., AMATO S., MATTIA G., SALVIA A.
La Scheda di Dimissione Ospedaliera per l’area riabilitativa come
strumento di sorveglianza delle infezioni ospedaliere: l’esperienza
della Fondazione Santa Lucia
42° Congresso Nazionale SITI
Catania, 27-30 ottobre 2006 – Atti del Congresso, parte III: 333
13. SCALMANA S., MASTROMATTEI A., CAPON A., MATTIA V., DI LALLO D.,
CALTAGIRONE C., MARCIANI M.G., MARRA C., ROSSINI P.M.
Valutazione del deterioramento cognitivo nel setting della medicina
generale
51° Congresso Nazionale della Società Italiana di Gerontologia e Geriatria
Firenze 29 novembre – 3 dicembre 2006 – Giornale di Gerontologia LIV(5): 527
14. SERRA L., FADDA L., PERRI R., LUPO F., CALTAGIRONE C.
Andamento di diversi indici neuropsicologici nel decadimento cognitivo
della malattia di Alzheimer
10 th ITINAD Annual Meeting
Rome 8-10 June 2006 – Abstracts Book: 105-106
2006 355

Brevetti

CARROZZINA PER DISABILI
con dispositivi in grado di rilevare
e fornire informazioni dettagliate riguardo
al comportamento di un soggetto disabile
rispetto a compiti semplici
ROBERTA ANNICCHIARICO
IRCCS S. Lucia
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
ULISES CORTÈS, ANTONIO BENITO MARTINEZ VELASCO
Università Politecnica di Catalunya

➙➙
➡
Sezione II: Brevetti
Oggetto del presente trovato è una carrozzina per disabili con dispositivi
in grado di rilevare e fornire informazioni dettagliate riguardo al comportamento
di un soggetto disabile rispetto a compiti semplici, costituita da una
sedia per disabili motorizzata, con un controllo condiviso, ossia una carrozzina
motorizzata che, secondo il profilo del paziente, decide se dovrà essere
condotta autonomamente o se potrà lasciare la guida in mano al paziente. Per
fare ciò è necessario preventivamente misurare il livello di accettabilità di
questa nuova tecnologia da parte dei pazienti ed ottenere dati utili a tracciare
profili che, opportunamente elaborati, permettano la classificazione dei
diversi pazienti, per poterli mettere in relazione con il livello di autonomia
necessario per ognuno di essi.
Il dispositivo di cui al presente trovato è costituito da una carrozzina motorizzata
che permette in sostanza di rilevare dati sulla conduzione della sedia da
parte del paziente lungo una linea stabilita permettendo la raccolta di dati circa la
posizione, l’orientazione, la velocità, il movimento del joystick, l’attenzione e la
reazione alla correzione utili per la diagnosi e la cura; inoltre in ogni momento,
grazie alle attrezzature presenti, la carrozzina è controllata da sistemi di sicurezza
in grado di realizzare, se necessario, un arresto di emergenza.
Per ottenere quanto brevemente detto sopra alla carrozzina sono state
apportate opportune modifiche e sono stati aggiunti dispositivi adatti a renderla
idonea allo scopo. I dispositivi aggiunti sono raggruppati in :
a) dispositivi per il controllo del movimento;
b) dispositivi per la rilevazione del movimento;
c) dispositivo per gli stimoli.
Per poter adempiere agli scopi per cui è stata ideata la sedia è dotata di una
propria architettura informatica costituita da una unità di controllo; sistemi
operativi, protocolli di comunicazione utilizzati, processi eseguiti nella sedia.
➡
Rilevazione del Movimento
Comandi
Paziente
Info
Paziente
Interfaccia
Joystick Input
Luce:
Rossa
Gialla
Verde
Stimolo Audio
GPS
Giroscopio
Compasso
Encoders
Posizione
Orientazione
Velocità
Controllo del Movimento
Motori
Movimento
Vista laterale della carrozzina e in esploso i simboli dei dispositivi aggiunti
360 2006

STRUMENTO PER LO SCREENING
DEL RISCHIO NUTRIZIONALE
FRANCESCO BRANCA
Regional Adviser for Nutrition and Food Security,
WHO Regional Office for Europe
GIULIA CAIRELLA, FRANCESCA GARBAGNATI, UMBERTO SCOGNAMIGLIO
IRCCS S. Lucia (CeSAR)
GIUSEPPE ROTILIO
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia (CeSAR)
ANTONINO SALVIA
IRCCS S. Lucia

Sezione II: Brevetti
La malnutrizione nel paziente affetto da ictus è assai frequentemente sottovalutata
o addirittura ignorata. A tale riguardo le linee guida SPREAD,
affermano che è necessario includere nei protocolli diagnostici la valutazione
dello stato nutrizionale e nei protocolli terapeutici gli interventi nutrizionali
correttivi sia in fase acuta che durante il periodo di riabilitazione. Nella pratica
clinica, tuttavia, la necessità di inserire le procedure per valutare lo stato
nutrizionale spesso si scontra con difficoltà di diversa natura tra le quali
anche alcune di carattere pratico. Inoltre le risorse, quali servizi di dietetica,
dietologici o nutrizionali, laddove presenti, non sempre riescono a far fronte
alle esigenze che tale problematica impone.
Alla luce di quanto detto viene proposto uno strumento per lo screening
del rischio nutrizionale quale strumento applicativo che si affianca alla cartella
nutrizionale, già in uso sperimentale in alcuni reparti della Fondazione
S. Lucia, consentendone una rapida compilazione.
Obiettivo dello strumento regolo, utilizzabile grazie alla sua semplicità
d’uso da figure professionali già esistenti in reparto (medici e infermieri), è
quello di individuare pazienti post ictus a rischio di malnutrizione.
Caratteristiche del regolo per lo screening nutrizionale
L’originalità di tale strumento sta nell’essere proposto come modello
d’uso. Infatti le applicazioni che singolarmente già fanno parte di conoscenze
e pratiche clinico nutrizionali già consolidate e condivise a livello internazionale
trovano in tale compendio una fluida e ragionata applicazione, semplice
e sintetica, che bene si sposa con le esigenze temporo spaziali dei reparti
(poco tempo e pochi spazi da dedicare).
Il regolo nutrizionale rappresenta uno strumento applicativo per effettuare
lo screening per la valutazione del rischio di compromissione dello stato
nutrizionale. In esso sono riportati ed organizzati i dati e le informazioni indispensabili
per effettuare la valutazione del rischio nutrizionale e delle relative
procedure clinico nutrizionali da seguire. Presupposto teorico scientifico è
l’introduzione delle procedure di valutazione previste dal Malnutrition Universal
Screening Tool (MUST) unitamente agli strumenti concreti per effettuare
le misurazioni e calcolare il grado di rischio. Il regolo per lo screening
nutrizionale è costituito da un pieghevole all’interno del quale sono riportati:
1. Gli step previsti nel MUST per il calcolo del punteggio del rischio di
malnutrizione. Alla definizione di tale punteggio concorrono fattori quali: lo
stato nutrizionale valutato dall’indice di massa corporea, entità del decremento
ponderale e presenza di patologie associate a ridotta assunzione dietetica.
Il punteggio ottenuto, se superiore a determinati valori soglia, indica la
presenza di rischio lieve, moderato o grave di malnutrizione.
2. Gli intervalli di riferimento di indici biochimici di malnutrizione.
3. I criteri per la valutazione della malnutrizione proteico energetica e le
indicazioni da seguire a seguito dell’individuazione del grado di rischio per
ciascun paziente.
4. L’algoritmo decisionale ovvero il piano nutrizionale per il paziente post
ictus.
362 2006

Strumento per lo screening del rischio nutrizionale
Per compiere le valutazioni sopra descritte è fondamentale effettuare
alcune misurazioni di carattere antropometrico tra cui la rilevazione del peso
corporeo e la misura dell’altezza del paziente, da cui si ricava l’IMC, la circonferenza
del braccio e il decremento ponderale non intenzionale; a tale scopo
sono stati inseriti nel regolo per lo screening nutrizionale un disco a doppia
lettura che consente da un lato di determinare la stima dell’altezza a partire
dalla misurazione della semiapertura delle braccia, e, dall’altro lato, di leggere
il valore di IMC ottenuto partendo dal peso del soggetto e dall’altezza precedentemente
calcolata.
Conclusione
La finalità di tale strumento è di facilitare l’introduzione routinaria dello
screening nutrizionale all’interno delle strutture ospedaliere, agevolando il
riconoscimento di pazienti a rischio di malnutrizione o con malnutrizione in
atto, e di monitorare il paziente durante tutta la degenza, fornendo le indicazioni
di base per affrontare il problema del paziente malnutrito.
2006 363

SEZIONE III

Settori
di ricerca

Sezione III: Settori di ricerca
L’IRCCS S. Lucia durante l’anno 2006 ha proseguito e sviluppato
la propria attività, operando per linee di ricerca, per singoli
progetti o come partner in progetti di altri enti, entro tematiche
inerenti ai settori sotto riportati.
– Valutazione clinica, prognostica e riabilitativa delle Malattie del
Sistema Nervoso Centrale.
– Neurofisiologia della locomozione e sue interazioni con la postura. Tali
studi si avvalgono anche di informazioni ottenute durante missioni spaziali
in situazioni di assenza di gravità.
– Meccanismi d’azione di farmaci neuroprotettivi del Sistema Nervoso
Centrale e Periferico. Patologie corticali e sottocorticali (in particolare
dello striato) di origine cerebrovascolare. Studi di modelli animali di
Sclerosi Laterale Amiotrofica, di malattie autoimmuni (Sclerosi Multipla)
e di fattori di protezione dall’apoptosi.
– Neuropsicologia e riabilitazione dei disturbi del linguaggio e delle abilità
visuospaziali nei pazienti cerebrolesi ed in portatori di dislessia
evolutiva.
– Neurofisiologia con varie tecniche (EEG, potenziali evocati, stimolazione
magnetica transcranica) in pazienti con stroke, Parkinson e
manifestazioni epilettiche.
– Neuroimmagini funzionali del sistema sensorimotorio e di attività
cognitive in soggetti normali e cerebrolesi.
– Sperimentazione gestionale in ambito sanitario, con particolare riferimento
a verifica e revisione della qualità, a efficacia ed efficienza delle
prestazioni riabilitative ed all’analisi dei costi delle stesse, al controllo
di qualità delle schede di dimissione ospedaliera, alla gestione del
rischio in ambito ospedaliero.
– Ruolo della nutrizione nella prevenzione e nella riabilitazione della
patologia ictale ed in quella neurodegenerativa.
– Stesura e validazione di protocolli tesi al miglioramento della gestione
clinica del paziente attraverso l’ottimizzazione degli iter diagnosticoterapeutici
e riabilitativi.
368 2006

Attività
per linea
di ricerca
corrente

LINEE DI RICERCA
A. Neurologia clinica e comportamentale
Responsabile: Prof. Carlo Caltagirone
B. Metodologie innovative in riabilitazione
Responsabile: Prof. Francesco Lacquaniti
C. Neuroscienze sperimentali
Responsabile: Prof. Giorgio Bernardi
D. Neuropsicologia
Responsabile: Prof. Luigi Pizzamiglio
E. Neurofisiopatologia clinica
Responsabile: Prof.ssa Maria Grazia Marciani
F. Neuroimmagini funzionali
Responsabile: Dr. Emiliano Macaluso
G. Ricerca clinica traslazionale
Responsabile: Dr. Stefano Paolucci

A – NEUROLOGIA CLINICA
E COMPORTAMENTALE
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
RAZIONALE ED OBIETTIVI
L’attività dei laboratori di ricerca afferenti alla linea di “ Neurologia clinica
e comportamentale ” si articolerà nel prossimo triennio in tre filoni principali,
ed ogni filone si svilupperà in diversi progetti.
A. 1 – DIAGNOSI FUNZIONALE DEI DEFICIT NEUROLOGICI E LORO RIABILITAZIONE
Questo filone comprende una serie di progetti finalizzati alla elaborazione
e alla valutazione dell’efficacia di strumenti intesi alla diagnosi funzionale
e alla riabilitazione dei deficit neurologici. In particolare, verranno
indagate popolazioni di pazienti affetti da Sclerosi Multipla (SM), malattia di
Alzheimer ed esiti di ictus cerebrovascolari mediante metodiche di tipo neuropsicologico
e mediante strumenti innovativi per la misurazione dell’impatto
funzionale della patologia e dei risultati del training riabilitativo sia motorio
che cognitivo.
In un primo studio (A.1.1) verrà valutata, in un campione omogeneo e
adeguato di pazienti con SM, la relazione tra misure quantitative di carico
lesionale, atrofia cerebrale, velocità di rilassamento e danno neuropsicologico.
Verrà, in altre parole, differenziato il diverso contributo dell’atrofia della
sostanza grigia e della sostanza bianca nella determinazione del danno neuropsicologico
mediante una metodica innovativa di segmentazione quantitativa
automatizzata. Un secondo studio (A.1.2) sarà volto a valutare l’incidenza
e la gravità dei disturbi comportamentali in pazienti affetti da Mild Cognitive
Impairment (MCI) e in pazienti affetti da Alzheimer’s Disease (AD), caratterizzandone
il profilo comportamentale in considerazione dei singoli disturbi
comportamentali e psicologici (BPSD). Scopo di un ulteriore progetto (A.1.3)
in questo stesso ambito è quello di studiare il ruolo predittivo di variabili neuropsicologiche
e comportamentali nella progressione sia funzionale che
cognitiva di un gruppo di pazienti affetti da malattia di Alzheimer, seguiti da
due anni presso l’Unità Valutativa Alzheimer dell’IRCCS S. Lucia. A tale scopo
verranno distinti i pazienti a rapida progressione da quelli a progressione più
lenta e sarà valutato il contributo delle variabili neuropsicologiche e comportamentali
nel predire una più rapida progressione cognitiva, e una più rapida
progressione funzionale. Un altro progetto inserito in questo filone (A.1.4) è
quello relativo allo studio del contributo di variabili percettive e semantiche
sui livelli di performance in compiti di denominazione svolti da pazienti
affetti da demenza degenerativa.
Scopo di un altro progetto di ricerca del presente filone (A.1.5) è quello di
analizzare le prestazioni di soggetti affetti da patologia cerebellare durante l’esecuzione
di compiti in cui viene richiesta l’inibizione di un’azione in corso.
L’inibizione, infatti, è una caratteristica generale in tutti i tipi di controllo
cognitivo ed è un chiaro esempio di intervento esecutivo. Per questo studio
verranno selezionati pazienti con lesioni focali di diversa natura (ictus ischemici,
ictus emorragici ed ablazioni chirurgiche per malformazioni vascolari o
neoplasie) o con lesioni degenerative limitate alle strutture cerebellari. Obiettivo
finale dello studio è quello di valutare l’esistenza di un nesso causale tra
372 2006

Neurologia clinica e comportamentale
la presenza di un interessamento anatomo-funzionale delle strutture cerebellari
e un deficit di processamento della risposta inibitoria.
Infine verrà effettuato uno studio di coorte sulla mortalità associata con
l’uso di antipsicotici tipici ed atipici nella popolazione di ultra-sessantacinquenni
residenti nel comune di Milano (A.1.6). Questo progetto si inserisce
nel presente filone in quanto nei pazienti con demenza i disturbi comportamentali
(BPSD) sono molto comuni e spesso il trattamento farmacologico si
rende necessario. Attualmente oltre ai tradizionali antidepressivi e antipsicotici
sono disponibili nuovi farmaci con un migliore profilo di tollerabilità, pertanto
preferiti negli anziani. Tuttavia, le autorità, a causa di una segnalazione
di un eccesso di mortalità e di incidenza di accidenti cerebrovascolari in
pazienti trattati con antipsicotici atipici, hanno convenuto a limitare la prescrizione
di questi farmaci nei pazienti dementi. Il progetto proposto ha
pertanto lo scopo di approfondire questo dibattuto argomento mediante uno
studio di popolazione.
Articolazione
A. 1.1 – Correlazioni tra disfunzione cognitiva e parametri innovativi di RM
nei pazienti con Sclerosi Multipla (Ugo Nocentini)
A. 1.2 – Analisi dei disturbi comportamentali nel Mild Cognitive Impairment
e nella malattia di Alzheimer: differenze e similitudini
(Augusto G. Carlesimo)
A. 1.3 – Predittori cognitivi e comportamentali di progressione della Malattia
di Alzheimer (Roberta Perri)
A. 1.4 – Contributo di variabili percettive e semantiche sui livelli di
performance in compiti di denominazione dei pazienti affetti da
demenza degenerativa (Roberta Perri)
A. 1.5 – Ruolo del cervelletto nel controllo delle funzioni esecutive
(Mariella Leggio)
A. 1.6 – Studio di coorte sulla mortalità associata con l’uso di antipsicotici
tipici ed atipici nella popolazione di ultrasessantacinquenni residenti
nel comune di Milano (Massimo Musicco)
A. 2 – INDICI PREDITTIVI DI EFFICACIA RIABILITATIVA DEL DEFICIT COGNITIVO
NEI PAZIENTI NEUROLOGICI
Questo secondo filone di ricerca sarà indirizzato alla elaborazione di
metodiche innovative di indagine delle funzioni cognitive e alla valutazione
della loro efficacia predittiva riguardo il recupero del deficit funzionale in
pazienti affetti da patologie a diversi livelli del Sistema Nervoso Centrale. In
particolare, verrà indagato l’impatto dei disturbi della memoria retrograda e
prospettica in popolazioni di pazienti parkinsoniani e con demenza di Alzheimer
(AD) per esaminare sia i meccanismi di base del deficit che l’impatto del
disturbo sull’autonomia funzionale di pazienti.
Uno studio in particolare (A.2.1) sarà volto a valutare il ruolo della modula-
2006 373

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
zione dopaminergica dei processi di memoria prospettica (MP) nella malattia di
Parkinson (PD). In relazione all’implicazione che riveste l’azione dopaminergica
nella modulazione di quei processi cognitivi prevalentemente dipendenti dall’integrità
delle regioni cerebrali frontali nei pazienti con PD, ci si attende che
l’effetto della somministrazione di levodopa sia maggiormente osservabile sulle
prestazioni dei pazienti nella componente prospettica del compito. In modo analogo,
verrà condotto uno studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti
con Mild Cognitive Impairment (MCI) (A.2.2). Questi ultimi presentano deficit
specifici nell’ambito delle funzioni mnesiche ed esecutive non associati a
demenza né ad una significativa compromissione funzionale, ma recenti dati
sperimentali sembrano indicare, indirettamente, che i pazienti con MCI possano
presentare alterazioni nell’ambito della MP. L’investigazione della MP nei
pazienti con MCI potrebbe essere anche rilevante in una prospettiva clinica. L’obiettivo
del presente studio è, dunque, quello di esaminare la prestazione di un
gruppo di pazienti con MCI in compiti di MP. Relativamente sempre ai processi
di demenza, uno studio (A.2.3) valuterà le caratteristiche qualitative di un
disturbo visuo-spaziale (il fenomeno del closing-in) nella Malattia di Alzheimer.
Il deterioramento delle capacità cognitive in AD riguarda, già in una fase molto
precoce, anche le capacità prassico costruttive e nel corso della progressione
della malattia si può assistere ad un particolare fenomeno di aprassia costruttiva
definito closing-in (accollamento al modello). Scopo del presente lavoro è quindi
quello di valutare in un campione di pazienti AD, che presentano il fenomeno
dell’accollamento al modello, la frequenza di occorrenza dei differenti tipi di
closing-in e successivamente confrontare le caratteristiche cognitive e l’eventuale
presenza di segni primitivi di comportamento di questi pazienti con un gruppo
di pazienti AD che non presentano il closing-in.
Un ulteriore progetto di questo filone (A.2.4) verterà infine sulla misurazione
delle caratteristiche qualitative del deficit cognitivo in pazienti affetti da
Sclerosi Multipla e della relazione tra deficit cognitivo e disabilità funzionale
misurata attraverso metodiche innovative di indagine. In particolare in questo
studio verrà definita la standardizzazione di metodiche per la valutazione
della disabilità in pazienti affetti da SM. Un adeguato campione di pazienti
verrà sottoposto a valutazione mediante diversi strumenti per la rilevazione
del grado di disabilità neuromotoria, neurocognitiva e dei livelli di qualità
della vita. Infine verrà identificata la capacità di ogni strumento di cogliere
aspetti generali e specifici della disabilità dei pazienti e verranno individuate
le aree di sovrapposizione e di differenziazione tra i vari strumenti utilizzati.
Altri progetti inseriti in questo filone saranno orientati a identificare strumenti
ottimizzati per migliorare la conoscenza degli indici predittivi di efficacia
riabilitativa e favorire la gestione stessa dei pazienti in fase di riabilitazione.
Un primo studio sarà volto alla definizione di una cartella clinica informatizzata
nell’ambito di un ospedale di riabilitazione (A.2.5). L’informatizzazione
dei dati clinici, infatti, è in grado di migliorare la qualità delle cure,
aumentare i livelli di sicurezza, migliorare la gestione del tempo e delle
risorse e la soddisfazione dei pazienti. Il presente progetto prevede la realizzazione
di uno strumento specifico per la struttura per cui è stato pensato, articolato
e flessibile tanto da poter essere applicato con piccoli interventi in altre
374 2006

Neurologia clinica e comportamentale
strutture. Obiettivi dello studio sono: la creazione di un database, il miglioramento
della qualità dell’informazione, la fornitura di supporto ai caregiver per
migliorare la qualità dell’assistenza e la facilitazione della pianificazione delle
attività quotidiane del paziente. Si tratta infatti della realizzazione non solo di
una cartella clinica ma di un sistema centralizzato che è in grado di gestire
tutte le informazioni dei pazienti, ed in grado di pianificare la giornata di ogni
paziente in base agli impegni del singolo individuo.
Infine, in un secondo studio (A.2.6) verrà prospettata una nuova soluzione
per aumentare l’autonomia e per migliorare la qualità della vita degli anziani e
dei disabili garantendo un elevato livello di sicurezza, attraverso l’inserimento
di nuova tecnologia. In pratica, si procederà alla realizzazione di un prototipo
di sedia a rotelle elettrica, controllata da un sistema centrale, in grado di spostarsi
lungo un percorso determinato. Per la valutazione funzionale dei soggetti
esaminati in questa ricerca verranno utilizzati i seguenti strumenti: valutazione
funzionale, valutazione cognitiva, valutazione del tono dell’umore e valutazione
da parte dell’utente dell’impatto di uso del prototipo. Scopo di questo progetto
non è quello di velocizzare e semplificare alcuni compiti grazie all’intervento di
un e-tool, ma l’obiettivo principale è piuttosto quello di dare la possibilità alle
persone disabili di svolgere alcuni compiti in completa autonomia e di eseguirne
nuovi, ottenendo in definitiva una maggiore indipendenza.
Articolazione
A.2.1 – Studio sulla modulazione dopaminergica dei processi di memoria
prospettica nella malattia di Parkinson (Alberto Costa)
A.2.2 – Studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti con
Mild Cognitive Impairment (Alberto Costa)
A.2.3 – Il fenomeno del closing-in nella malattia di Alzheimer: caratteristiche
qualitative di un disturbo visuo-spaziale (Augusto G. Carlesimo)
A.2.4 – Standardizzazione di metodiche di valutazione della disabilità in
pazienti affetti da Sclerosi Multipla (Ugo Nocentini)
A.2.5 – Cartella clinica informatizzata (Roberta Annicchiarico)
A.2.6 – Nuove tecnologie per l’assistenza e la mobilità delle persone disabili
(Roberta Annicchiarico)
A. 3 – METODICHE INNOVATIVE PER LA DIAGNOSI DEL DEFICIT NEUROLOGICO
A FINI RIABILITATIVI
Questo ultimo filone di ricerca avrà come elemento unificante l’applicazione
di tecnologie di recente introduzione per lo studio del substrato morfologico
e funzionale delle patologie neurologiche. I risultati di tali indagini
consentiranno successivamente la valutazione dell’efficacia predittiva dei
parametri derivanti da tali metodiche sull’evoluzione del deficit neurologico.
Due studi si proporranno di individuare le variazioni anatomo-funzionali
di specifiche strutture cerebrali e la sua relazione con le caratteristiche
qualitative del deficit cognitivo e comportamentale in soggetti con Schizo-
2006 375

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
frenia e malattia di Alzheimer, attraverso l’applicazione di tecniche innovative
per l’analisi dei dati morfologici derivanti da immagini di Risonanza
Magnetica Nucleare e dei parametri genetici. Un primo studio sarà volto
alla tipizzazione diagnostica della Schizofrenia (A.3.1). In pratica, si procederà
alla messa a punto di parametri di neuroimmagini strutturali, neuropsicologici,
diagnostico-psicopatologici e genetici che possano permettere
l’individuazione di endofenotipi specifici di soggetti con diagnosi di schizofrenia
e alla valutazione dei pazienti con diagnosi di schizofrenia che
saranno consecutivamente inclusi nell’analisi degli endofenotipi e nella sottoclassificazione
diagnostica. Un secondo studio di questo filone (A.3.2)
sarà indirizzato all’analisi del decorso longitudinale dei sintomi psicologici e
comportamentali nella demenza di Alzheimer e alla loro relazione con i
polimorfismi genetici di Apolipoproteina E e del recettore D2 della dopamina.
In particolare, gli scopi di questo progetto di ricerca sono: (a) valutare
l’espressione clinica dei BPSD durante il decorso di 1 anno di malattia, a
partire dalla prima diagnosi, e la loro relazione con il decorso dei sintomi
cognitivi ed il loro effetto sulle attività funzionali della vita quotidiana; (b)
analizzare il profilo genetico dell’Apolipoproteina E e correlarlo con l’intero
profilo comportamentale misurato categoricamente; (c) verificare se polimorfismi
dei recettori D2 della dopamina predicono il decorso dei sintomi
comportamentali.
L’attività di un altro gruppo di ricerca sarà indirizzata allo studio, in
pazienti con malattia di Alzheimer, della relazione esistente tra parametri
biochimici infiammatori-immunitari e marcatori genetici specifici e le
caratteristiche qualitative e il profilo evolutivo del deficit cognitivo. In particolare,
uno studio (A.3.3) condotto in pazienti con malattia di Alzheimer
(AD) in forma preclinica (MCI) e lieve/moderata, sarà indirizzato a verificare
l’efficacia del sistema IL-18 (i cui polimorfismi genici risultano associati
alla malattia) quale possibile marcatore di patologia nell’AD. I risultati
ottenuti da questa attività verranno comparati con i risultati derivati dallo
studio clinico volto ad identificare e valutare gli aspetti funzionali, neuropsicologici
e comportamentali della malattia, in funzione della sua evoluzione.
In un secondo studio questo stesso gruppo di ricerca (A.3.4) valuterà
il coinvolgimento del sistema immunitario nella patogenesi della malattia di
Alzheimer mediante l’analisi del ruolo delle cellule immunoregolatorie nei
processi fisiopatologici della malattia. A tale scopo, il primo obiettivo del
progetto sarà quello di studiare il coinvolgimento di cellule dell’immunità
innata con funzioni pro-infiammatorie e immunoregolatorie nei processi
neurodegenerativi mediante la valutazione dello stato di attivazione delle
cellule mieloidi umane (macrofagi e cellule dendritiche) ottenute da soggetti
sani in seguito a stimolazione in vitro con peptidi amiloidi, e la valutazione
dello stato di attivazione delle cellule mieloidi umane (macrofagi e cellule
dendritiche) ottenute da pazienti con AD in confronto a cellule ottenute da
soggetti di controllo.
Infine, nell’ambito di questo filone, un ultimo gruppo di ricerche utilizzerà
la metodica della stimolazione magnetica transcranica (TMS) al fine di
indagare, mediante interferenza inibitoria temporanea di specifiche aree
376 2006

Neurologia clinica e comportamentale
corticali, il substrato neurale dei processi cerebrali in corso di AD. In un
primo studio (A.3.5) sarà valutata la connettività funzionale parietale motoria
in pazienti con malattia di Alzheimer mediante metodiche di TMS.
Infatti, nei pazienti con AD alcuni studi di TMS hanno documentato una
chiara ipereccitabilità dell’area motoria e dei circuiti colinergici implicati
nell’integrazione sensori-motoria, suggerendo che la TMS può essere una
metodica sensibile nel mettere in luce alterazioni neurofisiologiche subcliniche.
Pertanto, ci si propone di utilizzare la TMS al fine di studiare con
approccio neurofisiologico la funzionalità delle connessioni cortico-corticali
nei pazienti affetti da AD di grado lieve-moderato, per evidenziare eventuali
precoci disfunzioni di connettività corticale che precedono la degenerazione.
Il secondo studio (A.3.6), ultimo di questo filone, è focalizzato sulla
caratterizzazione delle modificazioni plastiche corticali indotte dalla stimolazione
magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) in pazienti affetti da AD.
Poiché rTMS, una metodica che si basa sull’applicazione di impulsi magnetici
su specifiche regioni cerebrali attraverso lo scalpo, sembra avere effetti
di modulazione plastica dell’eccitabilità corticale, questo tipo di applicazione
apre interessanti prospettive riabilitative in pazienti con patologie
cerebrali e deficit di specifici domini cognitivi. In particolare, è possibile
ipotizzare di aumentare l’eccitabilità delle regioni corticali associate ad una
specifica funzione e/o di deprimere l’eccitabilità di quelle regioni che svolgono
funzioni antagoniste (inibitorie) sul compito stesso (ad esempio le
regioni dell’emisfero opposto). Lo studio si propone quindi di valutare di
indurre modificazioni plastiche corticali mediante rTMS in pazienti AD
nelle fasi iniziali della malattia, quando il reclutamento/potenziamento di
circuiti corticali “ alternativi ” potrebbe rivelarsi utile per migliorare le prestazioni
deficitarie in compiti cognitivi.
Articolazione
A.3.1 – Studio sulla tipizzazione diagnostica della schizofrenia
(Gianfranco Spalletta)
A.3.2 – Analisi del decorso longitudinale dei sintomi psicologici
e comportamentali nella demenza di Alzheimer e relazione
con polimorfismi genetici di ApoE e D2 (Gianfranco Spalletta)
A.3.3 – Studio del sistema IL-18 nella patogenesi della malattia di Alzheimer
(Paola Bossù)
A.3.4 – Studio del coinvolgimento del sistema immunitario nella patogenesi
della malattia di Alzheimer: ruolo delle cellule immunoregolatorie
(Paola Bossù)
A.3.5 – Studio della connettività funzionale parietale motoria in pazienti con
malattia di Alzheimer mediante metodiche di stimolazione magnetica
transcranica (Massimiliano Oliveri)
A.3.6 – Modificazioni plastiche corticali indotte dalla stimolazione magnetica
transcranica ripetitiva in pazienti affetti da malattia di Alzheimer:
applicazioni riabilitative (Massimiliano Oliveri)
2006 377

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
A.1.1 – Correlazioni tra disfunzione cognitiva e parametri innovativi
di RM nei pazienti con Sclerosi Multipla (Ugo Nocentini)
La sclerosi multipla (SM) è una malattia complessa del sistema nervoso
centrale (SNC) le cui caratteristiche neuropatologiche sono state a lungo considerate
i focolai multipli di demielinizzazione e infiammazione nella
sostanza bianca del SNC.
Recentemente, tecniche avanzate di risonanza magnetica nucleare (RMN)
hanno dimostrato che nella SM la progressione di malattia, fino ad uno stadio
di non ritorno, dipende dall’effetto cumulativo del danno assonale, che può
determinare, in ultimo, un’atrofia cerebrale visibile in RMN. Nello sforzo di
ottenere misure riproducibili e oggettive dell’atrofia cerebrale, le tecniche di
RMN sono evolute fino a tecniche di segmentazione automatizzate operatoreindipendenti.
Il deficit cognitivo è tra i principali marker del quadro clinico
della SM e rappresenta un fattore essenziale nel determinare la qualità della
vita (mantenimento del posto di lavoro, partecipazione ad attività sociali e
familiari, esecuzione di compiti domestici) dei pazienti con SM.
La RMN ha mostrato che la severità del deficit cognitivo correla con l’estensione
del coinvolgimento cerebrale, sia in termini di carico lesionale che
in termini di atrofia. In questi dati sembrano da un lato esserci delle contraddizioni
(ad esempio, la correlazione tra la compromissione di alcune funzioni
cognitive e il danno evidenziato alla RMN nelle aree cerebrali che sottendono
quella funzione è risultata spesso non univoca – vedi Arnett e coll., 1994;
Nocentini e coll., 2001), dall’altro la maggior parte degli studi disponibili sono
stati eseguiti con metodi non completamente quantitativi per misurare carico
lesionale e atrofia cerebrale.
Obiettivi
Valutare la relazione tra misure quantitative di carico lesionale, atrofia
cerebrale e velocità di rilassamento e danno neuropsicologico in un campione
omogeneo e adeguato di pazienti con SM. In particolare, ci proponiamo
di differenziare il diverso contributo dell’atrofia della sostanza grigia
e della sostanza bianca nella determinazione del danno neuropsicologico
mediante una metodica innovativa di segmentazione quantitativa automatizzata.
Metodologia
Verranno valutati soggetti con diagnosi di SM sulla base dei criteri di McDonald
et al., (2001). Verranno esclusi quei pazienti che risultassero affetti da altre
patologie neurologiche e/o psichiatriche e/o di altri organi e apparati, in grado di
influenzare il grado di disabilità. Tutti i soggetti arruolati saranno esaminati
nello stesso giorno della valutazione RMN. I criteri di esclusione dei pazienti
saranno: recidiva di malattia in atto, altre malattie, storia di sostanze di abuso,
trattamento corticosteroideo nelle 12 settimane precedenti il giorno dello studio.
Verranno raccolte informazioni ed effettuate valutazioni cliniche che permetteranno
di acquisire i seguenti dati: sesso, età, età all’esordio, punteggio
378 2006

Neurologia clinica e comportamentale
all’Expanded Disability Status Scale (EDSS – Kurtzke, 1983), decorso clinico
(recidivante – remittente, secondariamente progressivo e primariamente progressivo),
durata di malattia, presentazione all’esordio, trattamento, scolarità
e numero di attacchi nei due anni precedenti. Lo stesso protocollo RMN sarà
applicato in tutti i soggetti. Due sets di immagini intercalari di 15 sezioni
(4mm di spessore), che ricoprono l’intero cervello saranno acquisite utilizzando
due sequenze spin-echo convenzionali. Tutti gli studi saranno segmentati
utilizzando un metodo multispettrale completamente automatizzato,
basato sulla caratterizzazione rilassometrica dei tessuti cerebrali (Alfano e
coll., 1997). Il programma fornisce sets multiparametrici di immagini
[R1(=1/T1), R2(=1/T2), Proton Density (N(H)) based] ed immagini segmentate,
e calcola i volumi dei seguenti tessuti intracranici: liquido cerebro-spinale,
sostanza grigia, sostanza bianca apparentemente normale, sostanza
bianca anormale. La sostanza bianca globale indica la somma di sostanza
bianca apparentemente normale e sostanza bianca anormale. Per normalizzare
la variabilità della misura della testa i volumi dei tessuti intracranici
saranno espressi come frazioni (f) del volume intracranico, che sarà calcolato,
per ciascun soggetto, come la somma di tutti i tessuti intracranici. Le medie
dei parametri RMN dei pazienti con SM saranno corretti per età, sesso e scolarità
utilizzando un modello di regressione lineare. Prima dell’analisi di
regressione, le variabili individuali saranno testate per dissimetricità e presenza
di outliers. Analisi post-hoc tra gruppi di pazienti con diverse forme cliniche
saranno condotte con il test di Bonferroni. Le relazioni univariate tra
dati RMN saranno valutate utilizzando il test di Pearson per i coefficienti di
correlazione. I parametri di rilassamento RMN, saranno estratti mediante l’analisi
del principale componente con rotazione VARIMAX, e sarà presentata
come “ brain rate ” (che include R1 e R2 di sostanza bianca apparentemente
normale e sostanza grigia apparentemente normale e “ lesion rate ” (che
include R1 e R2 della sostanza bianca anormale).
Sempre nello stesso giorno, i pazienti con SM saranno sottoposti a valutazione
delle funzioni cognitive mediante una estesa batteria di test neuropsicologici
in grado di esplorare sia i domini cognitivi che risultano usualmente
compromessi nei pazienti con SM (velocità di elaborazione delle informazioni,
memoria verbale, memoria visiva, funzioni esecutive, abilità visuo-percettive
e prassia costruttiva) che quelli che sembrano solitamente risparmiati
(linguaggio, intelligenza generale).
I test che comporranno la batteria verranno anche scelti sulla base della
disponibilità di dati normativi validi per sesso, età e scolarità per la popolazione
italiana, al fine di evitare la necessità di valutare una altrettanto ampia
popolazione di soggetti normali.
Tutti i test verranno somministrati secondo procedure standardizzate.
– Alfano B., Brunetti A., Covelli E.M., Quarantelli M., Panico M.R., Ciarmiello A.,
Salvatore M. (1997) Magn Res Med 37(1): 84-93.
– Arnett P.A., Rao S.M., Bernardin L., Grafman J., Jetkin F.Z., Lobeck L. (1994) Neurology
44: 420-425.
– Kurtzke J.F. (1983) Neurology 33: 1444-1452.
2006 379

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– McDonald W.I., Compston A., Edan G., Goodkin D. et al. (2001) Ann Neurol 50(1):
121-127.
– Nocentini U., Rossini P.M., Carlesimo G.A., Graceffa A., Grasso M.G., Lupoi D.,
Oliveri M., Orlacchio A., Pozzilli C., Rizzato B., Caltagirone C. (2001) Eur Neurol
45(1): 11-18.
A.1.2 – Analisi dei disturbi comportamentali
nel Mild Cognitive Impairment e nella malattia di Alzheimer:
differenze e similitudini (Giovanni Augusto Carlesimo)
La malattia di Alzheimer (AD) è principalmente caratterizzata dal progressivo
declino delle funzioni cognitive (memoria, abilità visuospaziali, prassie,
linguaggio, funzioni esecutive).
Tuttavia alterazioni comportamentali e sintomi neuropsichiatrici possono
essere presenti sin dall’esordio della AD e diventano generalmente più frequenti
e stabili nel corso della patologia (Lyketsos et al., 2000). Numerosi studi
mostrano una prevalenza variabile tra il 25% e 80% (Lyketsos et al., 1999;
Mega et al., 1996; Finkel et al., 1996) per i disturbi comportamentali e i sintomi
psicologici (BPSD) (IPA 1996) durante il corso della malattia di Alzheimer e c’è
un generale accordo nel considerare come sintomi più frequenti l’apatia
(Marin et al., 1993), l’agitazione (Mega et al., 1996), la depressione (Burns et
al. (1) , 1990), l’ansia (Shankar & Orrell, 2000) e i deliri (Burns et al. (2) , 1990),
mentre altri sintomi quali disinibizione (Teri et al., 1992), allucinazioni (Burns
et al. (3) , 1990), aggressività (Gilley et al., 1997), wandering, iperoralità e disturbi
dell’alimentazione (Burns et al. (4) , 1990) sono presenti ma con una minor incidenza.
In realtà studi molto recenti hanno evidenziato che la depressione, l’apatia,
e l’ansia sono presenti fin dalle fasi precoci di malattia (Starkstein et al.,
2005), mentre i disturbi psicotici e il comportamento motorio aberrante tendono
a comparire nelle fasi più avanzate di demenza di Alzheimer (Piccininni
et al., 2005). Inoltre, numerosi studi dimostrano che la presenza di disturbi
comportamentali, come la depressione, aumentano a distanza di anni il rischio
di sviluppare demenza di Alzheimer nella popo-lazione anziana normale (Wilson
et al., 2002; Heun et al., 2006; Dal Forno et al., 2005).
Recentemente grande interesse ha suscitato lo studio dei BPSD nel mild
cognitive impairment (MCI) (Petersen et al., 2001) una condizione di compromissione
cognitiva lieve che presenta un elevato rischio di evolvere in malattia di
Alzheimer e considerata, quindi, in letteratura come espressione della fase preclinica
di demenza. Numerosi studi infatti hanno documentato una elevata presenza
di disturbi comportamentali quali depressione, irritabilità, apatia ed ansia
già nel MCI (Feldman et al., 2004; Lyketsos et al., 2002; Forsell et al., 2003). Inoltre
uno studio ha documentato che l’85% di soggetti affetti da MCI amnesico e
depressione sviluppano, dopo tre anni, la Malattia di Alzheimer rispetto ad un
37% di MCI amnesico che non presentano depressione. In aggiunta, un studio
ha evidenziato che la presenza di depressione, irritabilità e aggressività non differisce
tra MCI e pazienti affetti da AD lieve (Lopez et al., 2005).
Scopo del presente lavoro è valutare l’incidenza e la gravità dei disturbi
comportamentali in pazienti affetti da MCI e in pazienti affetti da AD.
380 2006

Materiali e metodi
Neurologia clinica e comportamentale
Verranno reclutati nello studio pazienti affetti da MCI, diagnosticato
secondo i criteri di Petersen (Petersen et al., 2001) e pazienti affetti da malattia
di Alzheimer lieve (AD) diagnosticata secondo i criteri NINCDS-ADRDA
(McKhann et al., 1984) con MMSE (Folstein et al., 1975; Magni et al., 1996)
> 18 e CDR (Huges et al.,1982) compresa tra 0,5 e 1.
Criterio di inclusione nello studio per entrambi i gruppi è l’assenza in
anamnesi prossima e remota di trattamento farmacologico con anticolinesterasici,
antidepressivi, ansiolitici e antipsicotici. I due gruppi di pazienti
verranno confrontati sulla base del Neuropsychiatric Inventory (NPI-10)
(Cummings et al., 1994) che consente di valutare la frequenza e la gravità di
differenti BPSD quali deliri, allucinazioni, agitazione-aggressività, depressione,
ansia, irritabilità, euforia, apatia, disinibizione e comportamento
motorio aberrante. Il primo endpoint dello studio sarà valutare l’incidenza e
la gravità globale dei disturbi comportamentali nei due gruppi di pazienti.
Il secondo obiettivo sarà invece caratterizzare il profilo comportamentale
considerando i singoli BPSD nei due gruppi di pazienti.
– Burns A., Jacoby R., Levy R. (1) (1990) Br J Psychiatry 157: 81-86, 92-94.
– Burns A., Jacoby R., Levy R. (2) (1990) Br J Psychiatry 157: 72-76, 92-94.
– Burns A., Jacoby R., Levy R. (3) (1990) Br J Psychiatry 157: 76-81, 92-94.
– Burns A., Jacoby R., Levy R. (4) (1990) Br J Psychiatry 157: 86-94.
– Cummings J.L., Mega M., Gray K., Rosenberg-Thompson S., Carusi D.A., Gornbein
J. (1994) Neurology 44(12): 2308-2314.
– Dal Forno G., Palermo M.T, Donohue J.E., Karagiozis H., Zonderman A.B., Kawas
C.H. (2005) Ann Neurol 57(3): 381-387.
– Feldman H., Scheltens P., Scarpini E., Hermann N., Mesenbrink P., Mancione L.,
Tekin S., Lane R., Ferris S. (2004) Neurology 62(7): 1199-1201.
– Finkel S.I., Costa e Silva J., Cohen G., Miller S., Sartorius N. (1996) Int Psychogeriatr
8(Suppl 3): 497-500.
– Folstein M.F., Folstein S.E., McHugh P.R. (1975) J Psychiatr Res 12: 189-198.
– Forsell Y., Palmer K., Fratiglioni L. (2003) Acta Neurol Scand Suppl 179: 25-28.
– Gilley D.W., Wilson R.S., Beckett L.A., Evans D.A. (1997) J Am Geriatr Soc 45(9):
1074-1079.
– Heun R., Kolsch H., Jessen F. (2006) Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci 256(1): 28-
36. Epub 2005 May 20.
– Hughes C.P., Berg L., Danziger W.L., Coben L.A., Martin R.L. (1982) Br J
Psychiatry 140: 566-572.
– IPA. Behavioural and Psychological Sings and Symptoms in Dementia: implication
for research and treatment (1996) Int Psychogeriatr 8(Suppl 3): 215-552.
– Lopez O.L., Becker J.T., Sweet R.A. (2005) Neurocase 11(1): 65-71.
– Lyketsos C.G., Lopez O., Jones B., Fitzpatrick A.L., Breitner J., DeKosky S. (2002)
JAMA 288(12): 1475-1483.
– Lyketsos C.G., Steele C., Steinberg M. (1999) In Gallo J.J., Busby-Whitehead J.,
Rabins P.V., Silliman R.A., Murphy J.B., Reichel W. (Eds) Reichel’s Care of the
Elderly: Clinical aspects of aging, 5th ed. Baltimore, Williams & Wilkins, 214-228.
2006 381

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– Lyketsos C.G., Steinberg M., Tschanz J.T., Norton M.C., Steffens D.C., Breitner J.C.
(2000) Am J Psychiatry 157(5): 708-714.
– Magni E., Binetti G., Bianchetti A., Rozzini R., Trabucchi M. (1996) Eur J Neurol 3:
198-202.
– Marin R.S., Firinciogullari S., Biedrzycki R.C. (1993) J Affect Disord 28(2): 117-124.
– McKhann G., Drachman D., Folstein M., Katzman R., Price D., Stadlan E.M.
(1984) Neurology 34: 939-944.
– Mega M.S., Cummings J.L., Fiorello T., Gornbein J. (1996) Neurology 46(1): 130-
135.
– Petersen R.C., Doody R., Kurz A., Mohs R.C., Morris J.C., Rabins P.V., Ritchie K.,
Rossor M., Thal L., Winblad B. (2001) Arch Neurol 58(12): 1985-1992.
– Piccininni M., Di Carlo A., Baldereschi M., Zaccara G., Inzitari D. (2005) Dement
Geriatr Cogn Disord 19(5-6): 276-281.
– Shankar K.K., Orrell M.W. (2000) Curr Opin Psychiatry 13: 55-59.
– Starkstein S.E., Ingram L., Garau M.L., Mizrahi R. (2005) J Neurol Neurosurg
Psychiatry 76(8): 1070-1074.
– Teri L., Truax P., Logsdon R., Uomoto J., Zarit S., Vitaliano P.P. (1992) Psychol
Aging 7(4): 622-631.
– Wilson R.S., Barnes L.L., Mendes de Leon C.F., Aggarwal N.T., Schneider J.S.,
Bach J., Pilat J., Beckett L.A., Arnold S.E., Evans D.A., Bennett D.A. (2002) Neurology
59(3): 364-370.
A.1.3 – Predittori cognitivi e comportamentali di progressione
della Malattia di Alzheimer (Roberta Perri)
Introduzione ed obiettivi
La Malattia di Alzheimer (AD) è una patologia degenerativa il cui decorso
tipicamente coinvolge in maniera progressiva un’ampia varietà di abilità
cognitive, comportamentali e funzionali. Numerosi studi longitudinali hanno
evidenziato la notevole variabilità che caratterizza l’andamento del declino
cognitivo, comportamentale e funzionale della malattia, nonché la mancanza
di uniformità nella progressione dei sintomi (Galasko et al., 1991).
Negli ultimi anni, molti lavori si sono occupati dell’identificazione dei
fattori che possono predire una più rapida progressione della malattia,
studiando prevalentemente variabili demografiche (età, sesso e scolarità) (Heyman
et al., 1996), variabili genetiche (presenza dell’allele ε-4 dell’Apo-E) (Kurz
et al., 1996), e caratteristiche cognitive e comportamentali presenti alla diagnosi
(Mortimer et al., 1992). In particolare, mentre alcune ricerche sui markers
cognitivi di progressione nell’AD hanno indicato la prevalente compromissione
delle abilità visuo-spaziali in associazione con una più rapida progressione
della malattia (Burns et al., 1991), altre hanno sottolineato il ruolo di una compromissione
di tipo verbale nella progressione più rapida della sintomatologia
(Boller et al., 1991). Ulteriori lavori hanno confermato il ruolo svolto dal dominio
verbale nel predire la rapidità di progressione, ma in associazione con un
deficit delle abilità sensibili alla funzionalità del lobo frontale (Mann et al.,
1989). Infine, un recente studio ha osservato che i pazienti a rapida progres-
382 2006

Neurologia clinica e comportamentale
sione si distinguevano da quelli a lenta progressione sulla base delle performance
in test di funzioni esecutive (Nagahama et al., 2003).
I dati a disposizione risultano, tuttora, controversi, e per molte delle
variabili indicate come predittori di rapidità di progressione della malattia il
significato prognostico rimane dubbio, non riuscendo a chiarire la relazione
tra tali variabili e l’andamento del declino nell’AD.
Una possibile spiegazione della discrepanza dei risultati può essere rintracciata
in problemi di tipo metodologico, quali ad esempio la breve durata
del periodo di follow-up (Moritz et al., 1997), l’eterogeneità del campione utilizzato,
con l’inclusione di pazienti a differenti livelli di gravità di malattia
(Devanand et al., 1997). Di notevole importanza risulta anche il modo in cui la
progressione della malattia viene studiata. In letteratura, sono stati utilizzati,
infatti, indici di progressione di tipo cognitivo (Teri et al., 1990), funzionale
(Drachman et al., 1990), indici di severità globale (O’Connor et al., 1991), o
differenti endpoints, quali ad esempio l’istituzionalizzazione o la morte del
paziente (Moritz et al., 1997; Drachman et al., 1990).
La scelta dell’endpoint da studiare, quindi, sembra determinare l’emergere
di differenti predittori di progressione. Alcuni autori, ad esempio,
hanno rilevato che la presenza di segni extrapiramidali, sintomi psicotici e
depressione era indicativa di una maggiore rapidità di tipo cognitivo ma
non funzionale (Pearson et al., 1989). Altri autori, invece, hanno rilevato
come la progressione funzionale e cognitiva nei pazienti con AD fosse predetta
da fattori differenti, sottolineando in questo modo come queste variabili
siano due aspetti distinti, seppure correlati, della malattia (Mortimer
et al., 1992).
Scopo del presente lavoro è quello di studiare il ruolo predittivo di variabili
neuropsicologiche e comportamentali nella progressione sia funzionale
che cognitiva di un gruppo di pazienti affetti da malattia di Alzheimer, seguiti
da due anni presso l’Unità Valutativa Alzheimer di questo Istituto.
Materiali e metodi
Per verificare la presenza di un’eventuale differenza delle variabili neuropsicologiche
e comportamentali nel predire il declino cognitivo o funzionale
della malattia, i pazienti saranno distinti in “ fast ” e “ slow ” decliners,
prima sulla base di un indice cognitivo e poi sulla base di uno funzionale.
La progressione cognitiva sarà individuata in base alla riduzione del punteggio
al MMSE tra baseline e follow-up a due anni, mentre la progressione
funzionale sarà ottenuta in base alla differenza di punteggio al Barthel Index
tra prima e ultima valutazione. In questo modo i pazienti saranno divisi in
due gruppi di decadimento cognitivo, Fast Cognitive Decliners (FCD) e Slow
Cognitive Decliners (SCD), ed in due gruppi di decadimento funzionale, Fast
Functional Decliners (FFD) e Slow Functional Decliners (SFD).
Le prestazioni ottenute dai sottogruppi di pazienti “ fast ” alla valutazione
cognitiva (Mental Deterioration Battery – MDB), e a quella comportamentale
(Neuropsychiatric inventory, NPI) saranno confrontate alla baseline con
quelle dei sottogruppi “ slow ” per evidenziare la presenza di uno specifico pat-
2006 383

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
tern di compromissione cognitiva e comportamentale che possa distinguere i
pazienti a rapida progressione da quelli a progressione più lenta. Analisi di
regressione logistica permetteranno, infine, di valutare il contributo delle
variabili neuropsicologiche e comportamentali nel predire una più rapida
progressione cognitiva e una più rapida progressione funzionale.
– Boller F., Becker J.T., Holland A.L., Forbes M.M., Hood P.C., McGonigle-Gibson
K.L. (1991) Cortex 27: 9-17.
– Burns A., Jacoby R., Levy R. (1991) J Am Geriatric Soc 39(1): 39-45.
– Devanand D.P., Folz M., Gorlyn M. et al. (1997) J Am Geriatr Soc 45: 321-328.
– Drachman D.A., O’Donnel B.F., Lew R.A., Swearer J.M. (1990) Arch Neurol 47:
851-856.
– Galasko D., Corey-Bloom J., Thal L.J. (1991) J Am Geriatr Soc 39: 932-941.
– Heyman A., Peterson B., Fillenbaum G., Pieper C. (1996) Neurology 46: 980-984.
– Kurz A., Egensperger R., Hauot M. et al. (1996) Neurology 47: 440-443.
– Mann U.M., Mohr E., Chase T.N. (1989) Lancet 2(8666): 799.
– Moritz D.J., Fox P.J., Luscombe F.A., Kraemer H.C. (1997) Arch Neurology 54:
878-885.
– Mortimer J.A., Ebbitt B.E., Jun S., Finch M.D. (1992) Neurology 42: 1689-1696.
– Nagahama Y., Nabatame H., Okina T., Yamauchi H., Narita M., Fujimoto N.,
Murakami M., Fukuyama H., Matsuda M. (2003) Eur Neurol 50: 1-9.
– O’Connor D.W., Pollit P.A., Hyde J.B., Fellowes J.L., Miller N.D., Roth M. (1991)
J Am Geriatr Soc 39: 246-251.
– Pearson J.L., Teri L., Reifler B.V., Raskind M.A. (1989) J Am Geriatr Soc 37: 1117-1121.
A.1.4 – Contributo di variabili percettive e semantiche sui livelli
di performance in compiti di denominazione dei pazienti
affetti da demenza degenerativa (Roberta Perri)
Introduzione ed obiettivi
La denominazione di figure pur essendo un compito apparentemente
semplice richiede il concorso di molteplici sistemi funzionali per essere svolto
correttamente. I principali sistemi indipendenti implicati nel picture naming
comprendono una componente visiva, una componente semantica ed una
componente lessicale (Alario et al., 2004). Alla molteplicità di sistemi coinvolti
nello svolgimento corretto del compito corrisponde una molteplicità di possibili
loci funzionali associati a una sua compromissione patologica. Il deficit
categoria-specifico, in quanto apprezzabile in un compito di naming, non fa
eccezione ed infatti è stato ricondotto a differenze nelle caratteristiche visive,
semantiche o lessicali degli stimoli appartenenti alle diverse categorie semantiche
presenti nel dominio dei viventi e dei non-viventi. Per deficit categoriaspecifico
si intende il fenomeno per cui alcuni soggetti cerebrolesi dimostrano
particolari difficoltà nel processare stimoli riconducibili a particolari categorie
semantiche. In genere le categorie più compromesse risultano essere
quelle degli esseri viventi (animali e piante), mentre indenni o relativamente
384 2006

Neurologia clinica e comportamentale
poco deficitarie risultano le competenze sulle categorie non-viventi quali veicoli,
mobili, utensili (Capitani et al., 2003; Gainotti, 2000). A partire dai primi
studi sistematici del fenomeno da parte di E. Warrington (1975), il deficit
categoria specifico è stato documentato in decine di studi su singoli soggetti
affetti dalle più svariate patologie cerebrali (vascolari, virali, tumorali, degenerative).
Più di recente il fenomeno è stato indagato anche in studi di gruppo
su soggetti affetti da malattia di Alzheimer (Silveri et al., 1991; Zannino et al.,
2002). L’evidenza sperimentale accumulata negli ultimi anni ha dimostrato
che, presi come gruppo, i soggetti affetti da malattia di Alzheimer denominano
peggio figure di entità viventi rispetto a figure di entità non viventi
(Whatmough et al., 2003).
Scopo della presente ricerca è stabilire in che misura il suddetto effetto
abbia origine al livello visivo e in che misura sia invece da ascrivere alla componente
semantica implicata nel processo di denominazione. A tale scopo si
intende manipolare le variabili percettive, mantenendo costanti le variabili
concettuali, di un set di stimoli proposti in denominazione ad un gruppo di
soggetti affetti da malattia di Alzheimer.
Materiali e metodi
Soggetti: 10 pazienti affetti da Alzheimer e 10 soggetti sani paragonabili
per età e scolarità.
Compito sperimentale: denominazione di 64 disegni schematici in b/n
(line drawings) e 64 foto a colori, rappresentanti gli stessi concetti equamente
suddivisi tra viventi (16 frutti e 16 mammiferi) e non-viventi (16 mobili e 16
veicoli). Ciascun soggetto dovrà denominare le due serie di figure ad una settimana
di distanza; metà dei soggetti denomineranno prima le foto e metà
prima i disegni.
– Alario F.X., Matos R.E., Segui J. (2004) Acta Psychol (Amst) 117(2): 185-204.
– Capitani E., Laiacona M., Mahon B., Caramazza A. (2003) Cognitive Neuropsychology
20(3-6): 213-261.
– Gainotti G. (2000) Cortex 36: 539-559.
– Silveri C., Daniele A., Giustolisi L., Gainotti G. (1991) Neurology 41(4): 545-546.
– Warrington E.K. (1975) Q J Exp Psychol 27: 635-657.
– Whatmough C., Chertkow H., Murtha S., Templeman D., Babins L., Kelner (2003)
Brain Lang 84: 134-147.
– Zannino G.D., Perri R., Carlesimo G.A., Pasqualetti P., Caltagirone C. (2002) Neuropsychologia
40(13): 2268-2279.
A.1.5 – Ruolo del cervelletto nel controllo delle funzioni esecutive
(Mariella Leggio)
Nel presente progetto i pazienti verranno preliminarmente sottoposti ad
esame neurologico e neuroradiologico per una definizione diagnostica e per la
delimitazione del danno anatomico cerebellare. Successivamente verranno
somministrate le prove neuropsicologiche previste dal protocollo sperimentale.
2006 385

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Descrizione
Nel corso dell’ultimo decennio numerosi studi neuroanatomici e di neuroimaging
funzionale hanno dimostrato la presenza di ampie connessioni tra
il cervelletto e le aree associative corticali (Schmahmann & Panda, 1987,
1989; Schmahmann, 1991; Leiner et al., 1991; Ivry, 1997; Tagaris et al., 1998;
Harrington and Haaland, 1999; Fink et al., 2000; Hinton et al., 2004), determinando
una vera rivoluzione nella visione della funzione cerebellare. Attualmente,
i nuovi orientamenti teorici sulla funzionalità cerebellare prevedono la
partecipazione del cervelletto in numerose funzioni cerebrali (Kim, 1994;
Fiez, 1996; Schmahmann and Sherman, 1998; Molinari et al., 2002). Uno
degli aspetti in cui i circuiti cerebellari sembrano particolarmente implicati è
quello relativo al controllo delle funzioni esecutive (Schmahmann & Sherman,
1998). Una conferma in tal senso proviene da studi neuroanatomici che
hanno descritto l’esistenza di canali segregati cerebello-frontali (Middleton &
Strick, 1997; Schmahmann et al., 1998) e da studi di neuroimaging funzionale
che hanno dimostrato l’attivazione di questi circuiti durante compiti di programmazione
verbale, di elaborazione di strategie cognitive, di working
memory, di ragionamento astratto, compiti notoriamente ritenuti a carico
delle regioni frontali (Smith and Jonides, 1998; Hanakawa et al., 2003; Roth
and Saykin, 2004). Tali indicazioni sono ulteriormente avvalorate dall’esistenza
di pazienti con alterazioni selettive di compiti considerati “ frontali ” in
seguito all’insorgenza di lesioni cerebellari (Silveri et al., 1998; Leggio et al.,
2000). Sebbene sia difficile stabilire quali delle molteplici abilità sottese al
funzionamento dei lobi frontali siano da considerarsi “ esecutive ” (Rabbitt,
1997), la tendenza ad inibire risposte è sicuramente una delle capacità più frequentemente
inclusa tra queste. La soppressione completa di un’azione è una
delle forme più estreme di controllo del comportamento ed è richiesta in
molte situazioni della vita reale in cui cambiamenti improvvisi degli obiettivi
da raggiungere o modificazioni del contesto rendono inappropriate le azioni
programmate o già in esecuzione. L’inibizione, quindi, è una caratteristica
generale in tutti i tipi di controllo cognitivo ed è un chiaro esempio di intervento
esecutivo (Logan, 1994).
Il cervelletto racchiude due aspetti che lo rendono particolarmente adatto
allo studio del fenomeno dell’inibizione. È una struttura classicamente coinvolta
nella programmazione e nella rappresentazione interna del movimento
(Thach, 1978; Ito, 1984; Decety et al., 1990; Ryding et al.,1993; Leggio et al.,
2000) nonché nelle fasi iniziali di apprendimento di un programma motorio
(Jenkins et al., 1994; Doyon, 1997). Ha una stretta correlazione funzionale con
le aree prefrontali, come già accennato in precedenza, per cui le informazioni
efferenti dalle strutture cerebellari giungono alle aree corticali, ed in particolare
alla corteccia prefrontale, dopo aver subito una computazione sensoriale
e temporale, consentendo una corretta pianificazione ed un controllo del
movimento (Schmahmann & Sherman, 1998). Sulla base di tali riscontri è
ragionevole ipotizzare l’esistenza di un nesso causale tra la presenza di un
interessamento anatomo-funzionale delle strutture cerebellari e deficit di processamento
della risposta inibitoria.
386 2006

Neurologia clinica e comportamentale
Scopo del presente progetto di ricerca è quello di analizzare le prestazioni
di soggetti affetti da patologia cerebellare durante l’esecuzione di compiti in cui
viene richiesta l’inibizione di un’azione in corso. Per questo studio verranno
selezionati pazienti con lesioni focali di diversa natura (ictus ischemici, ictus
emorragici ed ablazioni chirurgiche per malformazioni vascolari o neoplasie) o
con lesioni degenerative limitate alle strutture cerebellari. Saranno esclusi tutti i
soggetti che oltre alla lesione cerebellare presentino segni clinici o dati anamnestici
indicativi di altra patologia neurologica pregressa o in atto. Tutti i soggetti
saranno sottoposti ad una valutazione clinica e neuroradiologica per una definizione
diagnostica e per la delimitazione del danno anatomico cerebellare. In
particolare, il grado di deficit motorio sarà quantificato utilizzando la International
Co-operative Ataxia Rating Scale (Trouillas et al., 1997) ed una versione
modificata della scala di valutazione clinica dei deficit motori cerebellari di
Appollonio e collaboratori (Appollonio et al., 1993). L’esatta localizzazione ed
estensione della lesione verrà accertata attraverso uno studio morfologico dell’encefalo
mediante Risonanza Magnetica Nucleare con MPRAGE. La precisa
definizione morfologica delle strutture cerebellari permetterà di suddividere i
soggetti inseriti nello studio in gruppi omogenei in base al danno cerebellare.
Tutti i soggetti verranno valutati dal punto di vista neuropsicologico mediante
un’estesa batteria di test neuropsicologici comprendenti la Batteria per l’analisi
del Deterioramento Mentale (BDM) (Caltagirone et al., 1979) e la versione italiana
della Wechsler Adult Intelligence Scale revised (WAISr) (Orsini and Laicardi,
2000) in modo da effettuare una valutazione completa delle funzioni
cognitive come descritto in dettaglio recentemente (Leggio et al., 2000; Molinari
et al., 2004). Verrà selezionata, inoltre, fra i parenti dei pazienti e fra il personale
delle due strutture interessate allo studio, una popolazione di soggetti di
controllo senza storia di patologie neurologiche o psichiatriche, comparabile
per età, scolarità e sesso alla popolazione di pazienti cerebellari. Ad ogni soggetto
ammesso allo studio verrà chiesto un formale consenso informato stilato
secondo le indicazioni della dichiarazione di Helsinki.
L’abilità ad inibire un’azione in corso verrà studiata mediante uno “ stop
signal task ”. Tale paradigma prevede l’esecuzione di un’azione motoria in presenza
di uno stimolo visivo (compito primario o di go) e l’interruzione della
stessa azione immediatamente dopo la comparsa di un segnale di stop (prova
di stop). Il lasso di tempo intercorrente tra l’inizio del compito primario e la sua
esecuzione determina l’intervallo temporale entro il quale fissare l’apparizione
del segnale di stop. L’esito della competizione esistente tra i processi di go e di
stop determina il risultato finale (prosecuzione o soppressione) sull’azione in
corso (“ The horse race model ”) (Logan & Cowan, 1984). La prova di stop
signal coinvolge, quindi, due componenti che concorrono tra loro: una prova di
go e una prova di stop. La prova di go è una prova di tempi di reazione a due
scelte. La prova di stop prevede la presentazione di un suono (segnale di stop)
che indica ai partecipanti il momento in cui inibire l’azione in corso. Il segnale
di stop è presentato a diversi intervalli temporali tra la presentazione dello stimolo
del task primario e la risposta del soggetto. I soggetti sono istruiti a
rispondere il più velocemente possibile in tutti i trial e a cercare di inibire la
risposta nel momento in cui compare il segnale di stop (Logan, 1994).
2006 387

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Risultati acquisiti
Il nostro gruppo di ricerca ha già acquisito evidenze relative all’esistenza
di interazioni funzionali tra cervelletto e aree frontali (Di Lazzaro et al.,
1994a; Di Lazzaro et al., 1994b; Di Lazzaro et al., 1994c), con dimostrazione
dell’esistenza di alterazioni di pertinenza di specifiche funzioni esecutive in
pazienti con lesioni cerebellari (Molinari et al., 1998; Silveri et al., 1998; Leggio
et al., 2000).
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388 2006

Neurologia clinica e comportamentale
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A.1.6 – Studio di coorte sulla mortalità associata con l’uso
di antipsicotici tipici ed atipici nella popolazione
di ultrasessantacinquenni residenti nel comune di Milano
(Massimo Musicco)
Introduzione
Nei pazienti con demenza i disturbi comportamentali definiti Behavioral
and Psychological Symptoms of Dementia (BPSD) sono molto comuni e,
anche se psichiatri gerontologi e neurologi concordano sull’idea che interventi
non farmacologici debbano costituire i trattamenti di prima scelta, il trattamento
farmacologico si rende spesso se non invariabilmente necessario. In
questi pazienti oltre alla depressione, l’agitazione e vere e proprie psicosi rappresentano
i disturbi psichici più comuni che frequentemente richiedono il
ricorso a farmaci antipsicotici. In anni relativamente recenti oltre ai tradizionali
antidepressivi e antipsicotici si sono resi disponibili nuovi farmaci. Gli
inibitori selettivi del reauptake serotoninico e gli antidepressivi e antipsicotici
atipici hanno ormai affiancato i triciclici e gli antipsicotici tipici, questi nuovi
farmaci sono considerati avere un migliore profilo di tollerabilità e sono pertanto
preferiti negli anziani.
Nell’ultimo anno vi è stata però una segnalazione di un eccesso di mortalità
e di incidenza di accidenti vascolari, in particolare cerebrovascolari, in
pazienti trattati con antipsicotici atipici nell’ambito di alcuni clinical trial randomizzati
e controllati contro placebo. Questa segnalazione ha indotto le
autorità italiane in accordo con le autorità europee a limitare la prescrizione
di questi farmaci nei pazienti dementi.
Dato che l’uso di farmaci antipsicotici è molto frequentemente inevitabile,
queste restrizioni da parte delle autorità sanitarie hanno con ogni probabilità
indotto molto medici a prescrivere in questi casi farmaci antipsicotici
tipici al posti di quelli atipici. L’aumento di rischio vascolare è però in
contrasto con la comune esperienza clinica e in particolare con l’esperienza
2006 389

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
dei medici che si occupano dei pazienti con demenza in quanto vi è largo
consenso circa il fatto che gli antipsicotici atipici siano meglio tollerati di
quelli convenzionali.
Dopo la segnalazione di eccesso di mortalità nei pazienti esposti ad antipsicotici
atipici due importanti studi sono stati pubblicati su questo problema.
Il primo ha riguardato una coorte di 37.000 pazienti con demenza
canadesi. Questo studio non ha riportato alcun eccesso di incidenza di stroke
in pazienti che assumevano antipsicotici atipici rispetto a coloro che invece
assumevano antipsicotici convenzionali.
Per quanto riguarda il secondo studio si è trattato di una indagine di mortalità
su una coorte di circa 23.000 anziani che assumevano farmaci antipsicotici.
In questo studio si è osservata una mortalità aumentata negli utilizzatori
di antipsicotici tipici rispetto a coloro che utilizzavano antipsicotici non
convenzionali.
Per queste ragioni verrà portato avanti uno studio di mortalità nella popolazione
residente nel comune di Milano per valutare i rischi di morte nelle
persone di oltre 65 anni che hanno assunto antipsicotici convenzionali o non
convenzionali.
Metodi
Il servizio sanitario italiano è organizzato su base regionale e in Lombardia,
dove Milano è capitale, l’intero sistema è monitorato da un sistema informativo
affidabile che raccoglie informazioni su base individuale su mortalità,
ospedalizzazione e prescrizioni di farmaci. Il sistema informativo è operativo
in Milano dal 2002 e vengono appaiate su base individuale dati sull’esistenza
in vita, cause di morte, diagnosi di dimissione dagli ospedali e farmaci rimborsati
dal servizio sanitario.
Verranno inclusi nello studio tutti i cittadini residenti nel comune di
Milano di 65 anni o più che hanno avuto a partire dal marzo 2002 una prescrizione
di un farmaco antipsicotico. Verranno considerati esposti ad antipsicotici
convenzionali gli utilizzatori dei seguenti farmaci: aloperidolo, clorpromazina,
amisulpride, bromperidolo, clotiapina, dixirazina, flufenazina, levomepromazina,
levosulpiride, carbonato di litio, perfenazina, periciazina,
pimozide, pipamperone, sulpyride, tiapride, tioridazina, trifluoperazina, veralipride,
zuclopentixolo. Verranno invece considerati esposti ad antipsicotici
non convenzionali gli utilizzatori dei seguenti farmaci: risperidone, olanzapina,
quetiapina e clozapina. Al fine di identificare tra gli assuntori di antipsicotici
anche i potenziali soggetti con demenza verrà anche registrato l’uso
concomitante di inibitori delle acetilcolinesterasi (donepezil, rivastigmina e
galantamina) e/o di memantina.
Per ogni soggetto incluso, oltre a data di nascita e sesso, verrà registrata
l’eventuale data di morte e la causa degli eventuali ricoveri ospedalieri precedenti
l’inizio dell’assunzione di antipsicotici al fine di poter definire la presenza
di comorbilità (nessuna, tumori, malattie vascolari, demenza e altre
malattie).
La sopravvivenza dal momento della prima prescrizione di antipsicotico
390 2006

verrà valutata con il metodo di Kaplan Meyer, i rischi relativi di morte
(hazard ratios) degli utilizzatori di antipsicotici atipici rispetto agli utilizzatori
di antipsicotici convenzionali verranno calcolati con il metodo di Cox. Le
stime di rischio relativo verranno calcolate aggiustando per età, sesso e
comorbilità.
A.2.1 – Studio sulla modulazione dopaminergica dei processi
di memoria prospettica nella malattia di Parkinson
(Alberto Costa)
Introduzione
Neurologia clinica e comportamentale
La memoria prospettica (MP) si riferisce alla capacità di ricordare di
compiere azioni precedentemente programmate in un determinato momento
nel tempo (time-based), ovvero, quando si verifica un evento specifico (eventbased)
(1) . Einsten e McDaniel hanno evidenziato che la MP è costituita da
almeno due componenti: una componente retrospettiva, riferita al ricordo
delle azioni da svolgere, ed una componente propriamente prospettica riferita
alla rievocazione dell’intenzione di compiere determinate azioni (1-2) .
Come suggerito dai risultati di diversi studi comportamentali condotti
in pazienti con patologie neurodegenerative, quali la malattia di Alzheimer,
in pazienti con lesioni cerebrali frontali, in seguito a trauma cranico e in
soggetti anziani normali (3-6) , i processi cognitivi implicati nella MP sono molteplici.
Le capacità di pianificazione e più in generale le funzioni esecutive,
i processi attentivi e di working memory, l’abilità di stimare il passare del
tempo e la memoria episodica, oltre agli aspetti motivazionali costituiscono
i principali fattori cognitivi associati alla MP. In particolare, secondo diversi
autori le funzioni esecutive sarebbero maggiormente implicate nella componente
prospettica della MP, mentre il sistema della memoria episodica
supporterebbe prevalentemente la componente retrospettiva (1,4,7) . Alcune di
queste funzioni, quali le funzioni esecutive, l’attenzione e la working
memory sono state riscontrate deficitarie nei pazienti con malattia di Parkinson
(PD) fin dalle fasi iniziali della malattia (8-11) . L’osservazione della presenza
di tali disturbi è stata interpretata in letteratura nel contesto dell’alterazione
del funzionamento dei loop cortico-striatali che si verifica nella PD
in seguito alla deplezione dopaminergica caratteristica della malattia (9,12) .
Infatti, diversi studi hanno evidenziato in questi pazienti sia un effetto
migliorativo della somministrazione di agenti dopaminergici sulla prestazione
a compiti cognitivi per l’esame delle funzioni cognitive frontali sia un
effetto peggiorativo su queste prove della sospensione del trattamento (11,13-15) .
Particolare interesse rivestono due studi recenti che hanno evidenziato nei
pazienti con PD non sottoposti a trattamento dopaminergico (off state) un
deficit nella capacità di stimare accuratamente la durata di intervalli temporali
(16-17) . Tale abilità appare senz’altro critica per lo svolgimento dei compiti
di MP time-based.
L’obiettivo dello studio è quello di valutare il ruolo della modulazione
dopaminergica dei processi di MP nella malattia di Parkinson.
2006 391

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Materiali e metodi
Parteciperanno allo studio 20 pazienti con PD non complicata da
demenza e un gruppo di soggetti di controllo sani paragonabili per età,
genere e livello di istruzione, dopo avere dato il proprio consenso informato.
I pazienti saranno valutati in due condizioni sperimentali: (a) dopo somministrazione
di levodopa; (b) dopo sospensione della terapia secondo
CAPIT (18) .
Per la valutazione della MP verrà adottata una procedura sperimentale
che consisterà in un compito time-based. Il compito prevede tre trial. Al soggetto
è richiesto di eseguire dopo 10’min tre azioni semplici tra loro non correlate.
I soggetti avranno a disposizione un orologio sulla parete per monitorare
il tempo. Durante l’intervallo di ritenzione i soggetti saranno impegnati
in test attentivi. Sarà calcolato un punteggio relativo alla rievocazione dell’intenzione
di compiere le azioni (componente prospettica) ed un punteggio per
la corretta esecuzione delle azioni stesse (componente retrospettiva). Inoltre,
sarà calcolato quante volte il soggetto osserverà l’orologio durante l’intervallo
di ritenzione (time-monitoring).
Risultati attesi
In relazione all’implicazione che riveste l’azione dopaminergica nella
modulazione di quei processi cognitivi prevalentemente dipendenti dall’integrità
delle regioni cerebrali frontali nei pazienti con PD, ci si attende
che l’effetto della somministrazione di levodopa sia maggiormente osservabile
sulle prestazioni dei pazienti nella componente prospettica del
compito.
1. Einstein G.O., McDaniel M.A. (1990) J Exp Psychol Learn Mem Cogn 16: 717-726.
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5. Lezak M.D. (1995) Neuropsychological assessment (3rd edn) New York: Oxford
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7. Burgess P.W., Shallice T. (1997) In Conway M.A. (Ed) Cognitive models of
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392 2006

Neurologia clinica e comportamentale
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18. Capit Committee: Langston J.W., Widner H., Goetz C.G., Brooks D., Fahn S.,
Freeman T., Watts R. (1992) Mov Disord 7: 2-13.
A.2.2 – Studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti
con Mild Cognitive Impairment (Alberto Costa)
Introduzione
La memoria prospettica (MP) si riferisce alla capacità di ricordare di
compiere delle azioni precedentemente programmate in un determinato
momento nel tempo (time-based), ovvero, quando si verifica un evento specifico
(event-based) (1) . Einsten e McDaniel hanno evidenziato che la MP è costituita
da almeno due componenti: una componente retrospettiva, riferita al
ricordo delle azioni da svolgere, ed una componente propriamente prospettica
riferita alla rievocazione dell’intenzione di compiere determinate azioni (1-2) . Le
capacità di pianificazione e più in generale le funzioni esecutive, i processi
attentivi e di working memory, l’abilità di stimare il passare del tempo e la
memoria episodica, oltre agli aspetti motivazionali sono ritenuti costituire i
principali fattori cognitivi associati alla MP (3-7) . Un crescente interesse è, inoltre,
rivolto in letteratura allo studio della MP in ambito clinico in considerazione
del fatto che deficit di questa funzione appaiono associati ad alterazioni
funzionali nelle attività della vita quotidiana (8) .
I soggetti affetti da Mild Cognitive Impairment (MCI) presentano deficit
specifici nell’ambito delle funzioni mnesiche ed esecutive non associati a
demenza né ad una significativa compromissione funzionale (9) . Recenti dati
sperimentali sembrano, inoltre, indicare indirettamente che i pazienti con
MCI possano presentare alterazioni nell’ambito della MP. Nonostante le osservazioni
riportate, scarso interesse è stato finora rivolto dai ricercatori allo studio
della MP in questi soggetti. Considerando la relazione precedentemente
menzionata tra deficit di MP e disfunzioni nelle attività del daily living (8) , l’investigazione
della MP nei pazienti con MCI potrebbe essere anche rilevante in
una prospettiva clinica.
L’obiettivo del presente studio è, dunque, quello di esaminare la prestazione
di un gruppo di pazienti con MCI in compiti di MP.
2006 393

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Materiali e metodi
Parteciperanno allo studio 15 pazienti con diagnosi di MCI in base ai criteri
di Petersen et al. (9) e un gruppo di soggetti di controllo sani paragonabili
per età, genere e livello di istruzione, dopo avere dato il proprio consenso
informato.
Per la valutazione della MP verrà adottata una procedura sperimentale
che consisterà in un compito time-based ed in un compito event-based. Ciascun
compito prevede tre trial. Nel compito time-based, al soggetto sarà
richiesto di eseguire dopo 20min tre azioni semplici tra loro non correlate. I
soggetti avranno a disposizione un orologio sulla parete per monitorare il
tempo. Nel compito event-based, al soggetto sarà richiesto di eseguire le tre
azioni al suono di un timer (dopo 20’). Durante l’intervallo di ritenzione i soggetti
saranno impegnati in test attentivi. Per la valutazione della prestazione,
sarà calcolato un punteggio relativo alla rievocazione dell’intenzione di compiere
le azioni (componente prospettica) ed un punteggio per la corretta esecuzione
delle azioni stesse (componente retrospettiva). Inoltre, relativamente
al compito time-based sarà calcolato quante volte il soggetto osserverà l’orologio
durante l’intervallo di ritenzione (time-monitoring). Infine, ai pazienti con
MCI verrà somministrata una batteria di test neuropsicologici per l’analisi
delle funzioni esecutive e della memoria episodica.
1. Einstein G.O., McDaniel M.A. (1990) J Exp Psychol Learn Mem Cogn 16: 717-726.
2. Einstein G.O., McDaniel M.A. (1996) In Brandimonte M., Einstein G.O., McDaniel
M.A. (Eds) Prospective Memory: Theory and applications. Mahwah: Erlbaum, 115-
141.
3. Einstein G.O., McDaniel M.A., Richardson S.L., Guynn M.J., Cunfer A.R. (1995)
J Exp Psychol Learn Mem Cogn 21: 996-1007.
4. Carlesimo G.A., Casadio P., Caltagirone C. (2004) J Int Neuropsycol Society 10:679-
688.
5. Lezak M.D. (1995) Neuropsychological assessment. (3rd edn) New York: Oxford
University Press, 33.
6. Maylor E.A., Smith G., Della Sala S., Logie R.H. (2002) Mem Cognit 30: 817-884.
7. Burgess P.W., Shallice T. (1997) In Conway M.A. (Eds) Cognitive models of
memory. Hove, UK: Psychology Press, 247-272.
8. Burgess P.W. (2000) Psychological Research 63: 279-288.
9. Petersen R.C., Doody R., Kurtz A., Mohs R.C., Morris J.C., Rabins P.V., Ritchie K.,
Rossor R., Thal L., Winblad B. (2001) Arch Neurol 58: 1985-1992.
A.2.3 – Il fenomeno del closing-in nella Malattia di Alzheimer:
caratteristiche qualitative di un disturbo visuo-spaziale
(Augusto G. Carlesimo)
La Malattia di Alzheimer (AD) è una patologia neurodegenerativa la cui
caratteristica principale è determinata dalla compromissione diffusa delle
funzioni cognitive. Il deterioramento delle capacità cognitive riguarda, già in
una fase molto precoce, anche le capacità prassico costruttive e nel corso
394 2006

Neurologia clinica e comportamentale
della progressione della malattia si può assistere ad un particolare fenomeno
di aprassia costruttiva definito closing-in (accollamento al modello). Tale
fenomeno fu descritto la prima volta da Mayer Gross nel 1935 e fu definito
come la tendenza ad accollarsi il più vicino possibile ad un modello durante
l’esecuzione di un compito costruttivo. Questo comportamento è osservabile
in numerosi tipi di compito, come la scrittura, il disegno, l’imitazione di gesti
ed è stato interpretato dall’autore (Mayer Gross, 1935) come un disordine
costruttivo prodotto da una reazione del paziente alla “ paura dello spazio
vuoto ”. In realtà non è chiaro se tale fenomeno sia il prodotto di un più vasto
disturbo dovuto ad una difficoltà nel produrre una copia astratta partendo da
un modello concreto attraverso il sistema simbolico, oppure sia semplicemente
il riflesso di una disfunzione visuo-spaziale (Kwak, 2004). Secondo
questa ultima ipotesi il closing-in potrebbe essere interpretato come una strategia
compensatoria per superare il deficit visuo-spaziale (la compromissione
nelle funzioni visuo-percettive o visuo-costruttive) oppure come il prodotto di
un deficit della working memory visuo-spaziale (Lee et al., 2004).
In letteratura il fenomeno dell’accollamento al modello è considerato
come un marker neuropsicologico di demenza, specifico della Malattia di
Alzheimer, e in vari stadi della progressione della malattia può rappresentare
la ri-emergenza di una primitiva “ reazione magnetica ” verso lo stimolo,
simile ad altri pattern di comportamento primitivo (es. riflessi primitivi come
grasping, riflesso di suzione, etc.) (Ajuriaguerra et al., 1960) facilmente osservabili
nelle fasi più avanzate del decadimento cognitivo. Inoltre altri comportamenti
primitivi sono stati associati alla demenza ed osservati durante l’esecuzione
di compiti visuo-spaziali come ad esempio la produzione di risposte
assurde o globali in un compito di ragionamento logico deduttivo come
le Matrici di Raven (Gainotti et al., 1992).
Recentemente uno studio (Kwak, 2004) ha dimostrato l’esistenza di tre
differenti tipi di closing-in, durante un compito grafico di copia di disegni: il
tipo “ near ” in cui il paziente comincia a copiare la figura distante dal
modello ma poi si avvicina fino a toccare il modello stesso, il tipo “ adherent ”
in cui il disegno è copiato nello spazio immediatamente adiacente al modello,
ed il tipo “ overlap ” in cui la copia è sovraimposta al modello stesso. Questo
studio dimostrava come la tipologia overlap fosse tipica dei pazienti con
malattia di Alzheimer (Kwak, 2004).
Scopo del presente lavoro è quindi quello di valutare in un campione di
pazienti affetto da Malattia di Alzheimer, che presentano il fenomeno dell’accollamento
al modello, la frequenza di occorrenza dei differenti tipi di closing-in
e successivamente confrontare le caratteristiche cognitive e l’eventuale
presenza di segni primitivi di comportamento di questi pazienti con un
gruppo di pazienti AD che non presentano il closing-in.
Materiali e metodi
Un gruppo di pazienti con Malattia di Alzheimer e presenza di closing-in
(AD+), osservato in un compito di copia a mano libera di disegni (stella, cubo,
casa) (Carlesimo et al., 1996), verrà confrontato con un gruppo di pazienti AD
2006 395

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
che non presentano il fenomeno del closing-in (AD-) ma che ottengono prestazioni
indicative di aprassia costruttiva nello stesso compito di copia (Carlesimo
et al., 1996). I due gruppi di pazienti verranno appaiati in base alla gravità della
demenza, utilizzando un test di valutazione generale delle capacità cognitive
(Mini Mental State Examination) (Folstein et al., 1975; Magni et al., 1996).
Obiettivo 1 – La frequenza di occorrenza dei differenti tipi di closing in nel
gruppo AD+ prevede la valutazione delle tre tipologie individuate da Kwak (2004)
più di una quarta forma definita da noi “ mista ” che potrebbe presentarsi poiché
il nostro compito costruttivo prevede stimoli differenti tra di loro, quindi in
alcuni pazienti AD+ si potrebbe verificare la presenza di più tipi di closing-in.
Obiettivo 2 – Le caratteristiche cognitive dei due gruppi di pazienti verranno
confrontate attraverso una estesa batteria neuropsicologica che prevede
la valutazione delle differenti funzioni cognitive:
1. capacità verbali:
– memoria a lungo termine: 15-parole di Rey (Carlesimo et al., 1996), test
del breve racconto (Carlesimo et al., 2202);
– memoria a breve termine: digit span forward (Orsini et al., 1987);
– working memory: digit span backward;
– linguaggio: denominazione di oggetti; costruzione di frasi (Carlesimo et
al., 1996);
– funzioni esecutive: fluidità fonologica (Carlesimo et al., 1996);
2. capacità visuo-spaziali:
– memoria a lungo termine: figura complessa di Rey (Carlesimo et al., 2002);
– memoria a breve termine: Corsi span forward (Orsini et al., 1987);
memoria visiva immediata (Carlesimo et al., 1996);
– working memory: Corsi span backward;
– prassia costruttiva: copia di disegni con elementi di programmazione
(Carlesimo et al., 1996);
– ragionamento: matrici progressive colorate di Raven (Carlesimo et al.,
1996);
– funzioni esecutive: Modified Wisconsin sorting test (Nocentini et al., 2002).
Obiettivo 3 – Verrà confrontata tra i due gruppi la presenza di segni comportamentali
primitivi come:
– riflessi primitivi (grasping, riflesso glabellare, riflesso pollico-palmomentoniero)
all’esame obiettivo neurologico;
– risposte primitive (risposte globali, risposte assurde) alle matrici progressive
colorate di Raven.
– Ajuriaguerra J., de Muller M., Tissot R. (1960) Encephale 49: 375-401.
– Carlesimo G.A., Buccione I., Fadda L., Graceffa A., Mauri M., Lorusso S., Bevilacqua
G., Caltagirone C. (2002) Nuova Rivista di Neurologia 12: 3-13.
– Carlesimo G.A., Caltagirone C., Gainotti G. (1996) Eur Neurology 36: 378-384.
396 2006

Neurologia clinica e comportamentale
– Folstein M.F., Folstein S.E., McHugh P.R. (1975) J Psychiatr Res 12: 189-198.
– Gainotti G., Parlato V., Monteleone D., Carlomagno S. (1992) J Clin Exp Neuropsychol
14(2): 239-252.
– Kwak Y.T. (2004) BMC Neurology 4: 3.
– Lee B., Chin J., Kang S., Kim E.J., Park K., Na D. (2004) Neurocase 10: 393-397.
– Magni E., Binetti G., Bianchetti A., Rozzini R., Trabucchi M. (1996) Eur J Neurol 3:
198-202.
– Mayer Gross W. (1935) Proc R Soc Med 28:1203-1212.
– Nocentini U., Di Vincenzo S., Panella M., Pasqualetti P., Caltagirone C. (2002)
Nuova Rivista di Neurologia 12: 14-24.
– Orsini A., Grossi D., Capitani E., Laiacona M., Papagno C., Vallar G. (1987) The
Italian Journal of Neurological Sciences S8: 539-548.
A.2.4 – Standardizzazione di metodiche di valutazione della disabilità
in pazienti affetti da SM (Ugo Nocentini)
La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia del Sistema Nervoso Centrale
(SNC) che colpisce soprattutto i giovani adulti tra i 20 e i 50 anni, con un rapporto
tra donne e uomini che è circa di 2 a 1, rappresentando la maggiore
causa di disabilità persistente nella suddetta fascia d’età.
In base ai più recenti rilevamenti epidemiologici in Italia vi sarebbero tra
le 50.000 e le 60.000 persone colpite da questa malattia.
La SM è una malattia di natura infiammatoria, caratterizzata da lesioni
della mielina, definite placche, disseminate nel SNC. Purtroppo, i danni
causati dalla SM non si limitano ad interessare solo il rivestimento mielinico,
ma anche la struttura stessa dell’assone. Tutte le diverse forme cliniche
(recidivante-remittente, primariamente e secondariamente progressiva, progressiva-recidivante)
determinano una disabilità che aumenta con il passare
del tempo. La variabilità dei quadri clinici che possono presentarsi nella
SM, si riscontra ovviamente anche nelle caratteristiche delle disabilità che
affliggono questi pazienti. La SM può determinare compromissioni primarie,
conseguenza diretta delle lesioni del SNC, delle funzioni sensori-motorie,
cognitive e neurovegetative; compromissioni secondarie a carico di
organi diversi dal SN, dovute all’alterato funzionamento dell’organo in conseguenza
dei deficit neurologici (ad es., alterazioni ossee a causa della
ridotta mobilità e dell’alterazione della postura; alterazioni della vescica a
causa dei problemi dello svuotamento della stessa conseguenti al danno
neurologico); compromissioni terziarie, conseguenti a difficoltà di tipo
sociale, professionale, coniugale e personale. Il 50% dei pazienti affetti da
SM sopravvive mediamente oltre 35 anni dall’esordio della malattia, ma
spesso con livelli di autonomia nelle attività di vita quotidiana assai ridotti.
Le cause di decesso sono spesso le complicanze causate da infezioni delle
vie urinarie o dell’apparato respiratorio.
Si può comprendere come, a causa delle caratteristiche della SM, la valutazione
dei livelli di disabilità in questi pazienti sia oltremodo complessa.
Appare ormai chiaro che un solo strumento di valutazione non può essere
2006 397

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
sufficiente per cogliere la complessità delle conseguenze della SM sulle condizioni
fisiche, psicologiche e sociali.
Non esistono, però, finora dei dati empirici sulla contemporanea applicazione
nei pazienti con SM di strumenti di valutazione che si ispirino da un
lato ad un modello medico, dall’altro a modelli psico-sociali; ugualmente, non
ci sono dati sulla contemporanea applicazione di strumenti costruiti per l’applicazione
in ambito riabilitativo, strumenti finalizzati alla valutazione della
qualità della vita, strumenti che valutino la disabilità dal punto di vista del
paziente e strumenti per la valutazione delle disfunzioni cognitive.
Obiettivi
• Sottoporre un adeguato campione di soggetti affetti da SM a valutazione
mediante diversi strumenti per la rilevazione del grado di disabilità neuromotoria,
neurocognitiva e dei livelli di qualità della vita.
• Identificare la capacità di ogni strumento di cogliere aspetti generali e
specifici della disabilità dei pazienti con SM; individuare le aree di sovrapposizione
e di differenziazione tra i vari strumenti utilizzati.
Metodologia generale
Verrà valutato un campione di 80 soggetti con diagnosi di SM sulla base dei
criteri di McDonald et al. (2001) e saranno arruolati nello studio in base all’accesso
ai servizi per i pazienti con SM dell’IRCCS S. Lucia. Verranno esclusi quei
pazienti che risultassero affetti da altre patologie neurologiche e/o psichiatriche
e/o di altri organi e apparati, in grado di influenzare il grado di disabilità.
Strumenti di valutazione
Verranno utilizzati i seguenti strumenti:
– Expanded Disability Status Scale – EDSS (Kurtzke, 1983)
– Fatigue Severity Scale – FSS (Krupp et al., 1989)
– Ambulation Index – AI (Hauser et al., 1983)
– Functional Independence Measure (FIM) (Dodds et al., 1993)
– SF 36 (Ware et al., 1993),
– World Health Organization – Disability Assessment Schedule – WHO-DAS
(Ustun et al., 2003)
– Batteria per la valutazione delle funzioni cognitive: verrà utilizzata una
estesa batteria di test neuropsicologici in grado di esplorare sia i domini
cognitivi che risultano usualmente compromessi nei pazienti con SM (velocità
di elaborazione delle informazioni, memoria verbale, memoria visiva,
funzioni esecutive, abilità visuo-percettive e prassia costruttiva) che quelli che
sembrano solitamente risparmiati (linguaggio, intelligenza generale).
I test che comporranno la batteria verranno anche scelti sulla base della
disponibilità di dati normativi validi per sesso, età e scolarità per la popolazione
italiana, al fine di evitare la necessità di valutare una altrettanto ampia
popolazione di soggetti normali. Tutti i test verranno somministrati secondo
procedure standardizzate.
398 2006

Neurologia clinica e comportamentale
Per ogni soggetto, oltre alle informazioni la cui raccolta è prevista nelle scale
di cui sopra, verranno registrati i dati demografici e quelli anamnestici e clinici
relativi alla patologia da cui sono affetti o ad altre eventuali patologie.
– Dodds T.A., Martin D.P., Stolov W.C., Deyo R.A. (1993) Arch Phys Med Rehabil 74:
531-536.
– Hauser S.L., Dawson D.M., Lehrich J.R. et al. (1983) N Engl J Med 308: 173-180.
– Krupp L.B., LaRocca N.G., Muir-Nash J., Steinberg A.D. (1989) Arch Neurol 46:
1121-1123.
– Kurtzke J.F. (1983) Neurology 33: 1444-1452.
– McDonald W.I., Compston A., Edan G., Goodkin D. et al. (2001) Ann Neurol 50(1):
121-127.
– Ustun T.B., Chatterji S., Villanueva M., Bendib L., Celik C., Sadana R. et al.
Geneva: World Health Organization, 2003, 761-796.
– Ware J.E., Snow K.K., Kosinski M., Gandeck B. SF-36 Health Survey Manual and
Interpretation Guide. Boston: The Health Institute, New England Medical Center,
1993.
A.2.5 – Cartella clinica informatizzata (Roberta Annicchiarico)
Introduzione
Numerosi sono ormai in letteratura gli studi che mostrano come la informatizzazione
dei dati clinici migliori la qualità delle cure (1-4) , aumenti i livelli
di sicurezza, migliori la gestione del tempo e delle risorse e la soddisfazione
dei pazienti (5) ; un recente lavoro ha calcolato che un diffuso uso di questa
informatizzazione farebbe risparmiare circa 77 miliardi di dollari l’anno –
pari al 5% della spesa per la salute in America (6) . Moltissime esperienze sono
state condotte sia in ambienti ospedalieri che nella gestione dei pazienti domiciliari
con risultati positivi e grande interesse è stato mostrato dalla Comunità
Europea e dal nostro Paese.
In Italia nel 2005 è stato istituito un Tavolo Permanente sulla Sanità Elettronica
composto dal Dipartimento per l’Innovazione e le Tecnologie, dal Ministero
della Salute e dalle Amministrazioni Regionali e delle Province Autonome.
L’evoluzione dei sistemi socio sanitari nazionali e locali sono considerati l’elemento
strategico determinante per la crescita dei sistemi di servizi dell’Unione
Europea che ha avviato la pianificazione condivisa tra gli Stati Membri dei passi
necessari alla definizione di linguaggi e servizi comuni da adottare entro il 2009.
Il piano d’azione eHealth muove su tre obiettivi strategici:
– affrontare le sfide comuni, ovvero avviare strategie e metodologie comuni
tra gli stati membri;
– azioni pilota per accelerare l’avvio della sanità elettronica;
– lavorare insieme e verificare i risultati.
In quest’ottica nasce il nostro progetto di ricerca in collaborazione con l’Università
Politecnica di Catalunyia. Il progetto da noi proposto prevede la realizzazione
di uno strumento specifico per la struttura per cui è stato pensato – e per-
2006 399

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
tanto molto articolato – e allo stesso tempo flessibile – grazie alla sua struttura
modulare – tanto da poter essere applicato con piccoli interventi in altre strutture.
Si tratta della realizzazione non solo di una cartella clinica ma di un sistema
centralizzato che è in grado di gestire tutte le informazioni dei pazienti, e di pianificare
la giornata di ogni paziente in base agli impegni del singolo individuo.
Descrizione
Obiettivi principali del nostro progetto sono:
• Creare un database.
• Migliorare la qualità dell’informazione.
• Dare supporto ai caregiver per migliorare la qualità dell’assistenza.
• Migliorare la pianificazione delle attività quotidiane del paziente.
La creazione di una banca dati rappresenta ormai un requisito fondamentale
per garantire all’utente un servizio di qualità; infatti è solo attraverso
la conoscenza e l’elaborazione dei dati raccolti nel tempo che è possibile
migliorare i servizi e sviluppare ricerca scientifica. Naturalmente le informazioni
che vengono trasmesse devono essere di buona qualità e sicure. Un
canale efficiente e sicuro attraverso cui far fluire le informazioni è in grado di
snellire pratiche abiltualmente indaginose risultando in una ottimizzazione
delle risorse e in una migliore organizzazione delle attività che il paziente
deve svolgere quotidianamente.
A questo proposito, per comprendere a fondo questo aspetto, è necessario
inquadrare la realtà rappresentata da un Ospedale di riabilitazione. Si tratta
infatti, di una struttura che molto si differenzia da un ospedale per acuti; nel
nostro caso, infatti, il paziente non rimane fermo nel suo letto aspettando che
le attività si svolgano intorno a lui ma viceversa è lui stesso a spostarsi per
raggiungere i diversi laboratori e palestre dove svolgere la sua attività riabilitativa.
Appare chiaro che per organizzare gli spostamenti – più spostamenti
durante lo stesso giorno – di un numero così importante di persone (circa
300) bisogna considerare contemporaneamente numerose variabili.
Abbiamo cercato di rispondere a queste richieste attraverso la realizzazione
di:
– Sistema multi-user.
– Sistema sicuro.
– Sistema aperto e facilmente adattabile alle nuove necessità.
– Interazione con i programmi pre-esistenti.
Il sistema multi-user permette a più utenti di lavorare contemporaneamente,
in pratica diversi medici e infermieri possono contemporaneamente
aggiornare le proprie cartelle e inserire automaticamente i dati all’interno di
un server centrale. Naturalmente saranno presi in considerazione tutti i requisiti
richiesti dalla legge sulla privacy e proprio per questo motivo le informazioni
di ogni paziente non vengono conservate nel computer personale di
nessun medico ma trasferite nel server centrale. Come abbiamo accennato
400 2006

Neurologia clinica e comportamentale
sopra, si tratta di un sistema che può essere facilmente modificato in base alle
necessità emergenti, e grazie alla sua flessibilità è in grado di interagire con i
programmi pre-esistenti in maniera tale da non rendere vano il lavoro svolto
in precedenza (ad esempio reparti già informatizzati).
Nel sistema da noi progettato ogni utente potrà accedere alla cartella clinica
attraverso una username ed una password di riconoscimento, attraverso
questo sistema ogni utente avrà la possibilità di accedere alle informazioni
per le quali è autorizzato. Esistono infatti diversi profili pensati per le diverse
figure professionali che normalmente utilizzano la cartella clinica (assistente
medico, infermiere, caposala, primario, direttore sanitario, ecc.); ovviamente
ogni figura ha la possibilità di svolgere le sue mansioni abituali, pertanto ad
esempio l’infermiere ha nella sua cartella la terapia farmacologica del
paziente che è stata modificata dal medico ma non può modificarla; così
come ogni primario può consultare le cartelle del suo reparto e il direttore
sanitario può accedere a tutte le informazioni.
Il sistema è in grado di gestire e pianificare la programmazione delle diverse
attività del paziente grazie ad un collegamento con i diversi laboratori e servizi
(radiologia, laboratorio analisi, neuropsicologia, ambulatori, ecc.) attraverso cui
invia e riceve richieste e risposte di esami; inoltre, avendo tutte queste informazioni
è in grado di pianificare punto per punto la giornata del singolo paziente.
Risultati attesi
I risultati che noi pensiamo di ottenere possono essere divisi in obiettivi a
medio e lungo termine:
I Fase (medio termine)
– Individuazione delle finalità cliniche e gestionali della cartella
– Individuazione dei dati rilevanti
– Creazione del data base generale
– Adeguamento di sottosezioni del data-base alle singole esigenze dei vari
reparti
– Individuazione degli utenti (figure professionali)
– Creazione di interfacce specifiche in relazione alle diverse figure professionali
– Creazione di interfacce specifiche in relazione ai reparti (laboratori,
palestra, farmacia, ecc.)
– Interconnessioni fra i vari reparti
– Integrazione con le strutture informatiche preesistenti
– Protezione e sicurezza dei dati sensibili
– Autorizzazioni di accesso multilivello
II Fase (lungo termine)
– Studio pilota
– Studio di soddisfazione degli utenti
– Studio sull’efficacia del sistema
2006 401

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Conclusioni
In conclusione, un sistema così complesso è in grado di offrire vantaggi
nella gestione dei pazienti attraverso una maggiore quantità di informazioni
ottenute, attraverso una maggiore fruibilità delle informazioni e soprattutto
attraverso una maggiore quantità di informazioni chiare. Vantaggi sono
anche riscontrabili nella attività assistenziale attraverso una ottimizzazione
del tempo, e grazie alla possibilità di applicare protocolli di lavoro. Infine
indubbi miglioramenti si ottengono per l’attività di ricerca grazie alla possibilità
di avere dati confrontabili e in generale grazie alla possibilità di scoprire
conoscenza – Knowledge Discovery – dalle informazioni raccolte.
1. Corrigan J.M., Greiner A., Erickson S.M. (2002) Fostering Rapid Advances in
Health Care. Washington, DC: National Academies Pr.
2. Committee on Quality of Health Care in America, Institute of Medicine (2001)
Crossing the Quality Chasm: A New Health System for the 21st Century. Washington,
DC: National Academies Pr.
3. American College of Physicians. ACP Revitalization Summit, 1–2 November 2003.
Revitalization theme 2. Accessed at www.acponline.org/revitalization/summit.htm
on 12 April 2005.
4. Doctors’ office quality-information technology. Accessed at www.doqit.org
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5. Poon E.G., Jha A.K., Christino M. et al. (2006) BMC Medical Informatics and Decision
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6. The Center for Information Technology Leadership. The value of healthcare information
exchange and interoperability. Washington, DC: Healthcare Information
and Management Systems Society; 2005. Accessed at www.citl.org on 12 April
2005.
A.2.6 – Nuove tecnologie per l’assistenza e la mobilità
delle persone disabili (Roberta Annicchiarico)
Introduzione
Il cambiamento demografico (1) avvenuto nell’ultimo decennio ha comportato
un profondo cambiamento dei bisogni assistenziali in rapporto ad un
sensibile aumento di soggetti malati cronici e disabili. Questo imponente
fenomeno rappresenta ormai una realtà che non può essere affrontata solo
con i tradizionali sistemi di cura ma che deve avvalersi dell’impiego delle
nuove conoscenze in campo tecnologico: il progressivo svilupparsi delle cosiddette
“ nuove tecnologie ” ha aperto nuovi orizzonti in ambito medico.
Nel corso degli ultimi anni la medicina ha sviluppato uno stretto rapporto
di collaborazione con l’area ingegneristica nel campo specifico dell’Intelligenza
Artificiale (IA) e dei Sistemi Basati sulla Conoscenza. Alcune aree mediche
si sono mostrate più direttamente coinvolte in questa collaborazione: ad
esempio, l’integrazione con alcune aree specifiche dell’Intelligenza Artificiale
(agent-based technology) si è rivelata molto utile nelle situazioni in cui sono
402 2006

Neurologia clinica e comportamentale
coinvolti diversi specialisti nella presa di decisioni o situazioni che richiedono
un alto grado di coordinazione sia a livello decisionale che attuativo, come nel
caso della gestione delle persone disabili e degli anziani (2) .
Nel tentativo di cercare le soluzioni più appropriate per soddisfare i
bisogni di questa fascia di popolazione, vogliamo proporre un progetto che
sia fondato sull’integrazione di alcune fra le “ nuove tecnologie ”, specificamente
studiate per individui anziani e disabili, e sulle loro possibilità di
applicazione partendo dall’impiego degli agenti intelligenti (software
agents) e della robotica, fino alle reti informatiche integrate nell’ambiente,
che rendono facile l’accesso ad una serie di servizi grazie all’uso di semplici
interfacce “ easy-to-use ”. I recenti progressi ottenuti nel campo dei sistemi
di “ embedded computing ” e della comunicazione “ wireless ” hanno reso
oggi possibile pensare alla realizzazione di un “ Ambiente Intelligente ” (3) con
l’inserimento “ dell’intelligenza ” all’interno di strutture ospedaliere o di abitazioni;
in un prossimo futuro sarà possibile estendere questa possibilità
anche ad ambienti esterni (4) .
Il Rehabilitation Engineering Research Center on Technology Evaluation
and Transfer (RERC-TET) è riuscito ad individuare le principali necessità e le
preferenze degli utenti riguardo a numerose categorie di strumenti tecnologici
per l’assistenza (Assistive Technologies). In accordo con la classificazione
di Batavia e Hammer (5) sono stati individuati 11 criteri considerati importanti
dai soggetti disabili fra i quali ricordiamo l’efficacia, l’affidabilità e soprattutto
la facilità di utilizzo, intesa nel senso di adattabilità e flessibilità. Questo
aspetto sembra rappresentare una fra le più importanti caratteristiche richieste
ad un dispositivo.
Gli aspetti della semplicità e immediatezza di uso dei dispositivi tecnologici
trovano un momento di realizzazione critico nella progettazione dell’interfaccia;
quest’ultima, infatti, deve adattarsi nel miglior modo possibile
alle capacità di comunicazione e alle esigenze dell’utente. Particolare attenzione
deve essere osservata non soltanto perché gli utenti finali possono
essere affetti da un deficit mentale o motorio più o meno severo, il che può
di per sé creare delle difficoltà di interazione, ma anche per la consueta
complicata relazione che si crea tra persone anziane e nuove tecnologie (6) .
La difficoltà di interazione con il dispositivo si somma spesso alla difficoltà
del suo utilizzo nella realtà quotidiana. Uno studio svolto da Fehr (7) sulla difficoltà
di manovrare una sedia a rotelle elettrica conclude affermando che
quasi la metà dei pazienti, non in grado di controllare la sedia con i metodi
tradizionali, avrebbe beneficiato di un sistema automatico di navigazione.
Il nostro scopo è quello di prospettare una nuova soluzione per aumentare
l’autonomia di questa fascia di popolazione e per migliorarne la qualità
della vita. Si tratta di un sistema all’interno del quale agenti intelligenti e network
sono integrati nell’ambiente quotidiano (8) ; in particolare presentiamo la
creazione di una sedia a rotelle elettrica dotata di agenti intelligenti, inserita
all’interno di un ambiente “ integrato ”, che sia in grado di spostarsi in
maniera autonoma e di interagire con l’utente in maniera direttamente proporzionale
alla disabilità presentata dall’utente stesso. Lo scopo di questo
progetto non è quello di velocizzare e semplificare alcuni compiti grazie
2006 403

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
all’intervento di un e-tool, ma l’obiettivo principale del nostro lavoro è quello
di dare la possibilità alle persone disabili di svolgere alcuni compiti in completa
autonomia e di eseguirne di nuovi, ottenendo in definitiva una maggiore
indipendenza.
Descrizione della ricerca
Obiettivo della nostra ricerca è quello di prospettare una nuova soluzione
per aumentare l’autonomia e per migliorare la qualità della vita degli anziani
e dei disabili garantendo un elevato livello di sicurezza, attraverso l’inserimento
di nuova tecnologia.
In collaborazione con la Università Politecnica de Catalunya (UPC) lavoreremo
alla realizzazione di sedia a rotelle elettrica, controllata da un sistema
centrale, in grado di spostarsi lungo un percorso determinato. Tale sistema
sarà in grado di fornire l’aiuto necessario – in termini di quantità, modalità e
tempi – al soggetto che utilizza la sedia, permettendogli di muoversi liberamente
all’interno di un percorso prefissato con la garanzia di una supervisione
costante e, quindi, di maggiore autosufficienza e sicurezza.
Nel nostro progetto vogliamo valutare la possibilità che il prototipo, specificamente
realizzato, fornisca la possibilità alle persone disabili non in
grado di gestire autonomamente una sedia a rotelle tradizionale (semplice o
elettrica) di svolgere alcuni compiti in completa autonomia. In particolare
prenderemo in esame:
– lo spostarsi all’interno della Fondazione Santa Lucia;
– il valutare il livello di intervento della tecnologia di supporto per lo svolgimento
di un compito semplice;
– l’eventuale correlazione con la presenza di deficit cognitivi lievi/moderati;
– l’eventuale correlazione con modificazioni del tono dell’umore;
– l’impatto sul daily-living;
– l’impatto sulla qualità della vita.
Gli strumenti che noi intendiamo utilizzare per la valutazione funzionale
dei soggetti esaminati nella nostra ricerca sono i seguenti:
– Valutazione funzionale (Barthel Index – Mahoney 1965).
– Valutazione cognitiva (MMSE – Folstein 1975, Matrici Attentive –
Spinnler 1987; Trail Making Test – Spreen and Strauss 1998).
– Valutazione del tono dell’umore (GDS – Yesavage 1983).
– Valutazione da parte dell’utente dell’impatto di uso del prototipo:
PIADS (Psychosocial Impact of Assistive Devices Scale).
Risultati attesi
Nonostante il largo impiego di ausili tecnologici utilizzati dalla popolazione
con disabilità di vario grado, le informazioni ottenute riguardo al loro
404 2006

Neurologia clinica e comportamentale
utilizzo, alla soddisfazione dell’utente e all’interazione che si stabilisce fra
ausilio tecnologico e utente stesso è attualmente molto scarsa. Appare, invece,
evidente che possedere tale tipologia di informazioni costituisce una fonte
preziosa di conoscenza grazie alla quale sarebbe possibile, ad esempio, modificare
alcune caratteristiche degli ausili per renderli più facilmente utilizzabili
dagli utenti e soprattutto fornirebbe alla medicina informazioni dettagliate
rispetto al comportamento del soggetto disabile: (modalità e tempi di risposta
in situazioni specifiche).
Lo scopo del nostro lavoro è quello di realizzare uno strumento in grado
di rilevare informazioni dettagliate riguardo al comportamento di un soggetto
disabile rispetto ad un compito quale quello di condurre una sedia a rotelle
elettrica. Questo compito anche se considerato “ semplice ” appare spesso
molto complesso.
Il sistema da noi proposto ci consentirà non soltanto di ottenere informazioni
sul tempo impiegato a raggiungere un determinato obiettivo ma
soprattutto di ottenere informazioni su come sia stato raggiunto l’obiettivo e
cioè: data una traiettoria ottimale, l’allontanamento da questa, il numero di
volte che la traiettoria sia stata lasciata, il tempo in percentuale trascorso
fuori dalla traiettoria ottimale. Inoltre, il sistema sarà in grado di fornire
informazioni sulla modalità di correzione della traiettoria da parte del
paziente; in altri termini, sarà possibile conoscere le manovre correttive che
il soggetto esegue nel momento in cui si rende conto di essere in una posizione
errata. Infine, avere la possibilità di ottenere dati analizzabili e confrontabili
fornirà informazioni basilari per migliorare l’interazione
utente/dispositivo.
Obiettivo finale del nostro lavoro sarà quello di utilizzare la conoscenza
derivata dalle informazioni acquisite attraverso il nostro prototipo per prospettare
una nuova soluzione per aumentare l’autonomia e per migliorare la
qualità della vita degli anziani e dei disabili garantendo un elevato livello di
sicurezza, attraverso l’inserimento di nuova tecnologia.
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2006 405

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
A.3.1 – Studio sulla tipizzazione diagnostica della schizofrenia
(Gianfranco Spalletta)
Introduzione
Nonostante sul piano più propriamente statistico la validità e l’affidabilità
diagnostica della schizofrenia siano al momento attuale considerate buone in
tutto il mondo, non sono mancate delle critiche sulla capacità predittiva che
tale diagnosi, così come è attualmente formulata, ha nel prevedere il decorso
clinico del disturbo. Infatti, numerosi studi hanno dimostrato che l’esordio
della sintomatologia e il decorso clinico della schizofrenia sono molto variabili
da soggetto a soggetto. Inoltre, la schizofrenia è un disturbo mentale con
etiopatogenesi complessa e numerosi fattori, sia genetici che ambientali, sono
stati ipotizzati come elementi causali del disturbo.
Riguardo l’aspetto genetico, studi di linkage e di associazione sono stati
considerati utili per migliorare la comprensione della suscettibilità
dei pazienti a sviluppare la schizofrenia. Comunque, si è avuto un minore
successo nel tentativo di identificare i geni o le regioni geniche che sono
diret-tamente in causa nello sviluppo della schizofrenia. È possibile che
queste difficoltà siano dovute, almeno in parte, al sistema di classificazione
della schizofrenia attualmente utilizzato che, in realtà, descrive disturbi eterogenei.
Esiste un approccio sperimentale diverso da quello più strettamente
genetico che riguarda lo studio degli endofenotipi. Considerato che gli endofenotipi
sono modelli specializzati e rappresentano fenomeni più elementari
rispetto a quelli del comportamento, sul quale si basa l’approccio diagnostico,
l’identificazione degli endofenotipi potrebbe aiutare a risolvere la
questione dei modelli etiologici della schizofrenia. Infatti, il numero di
geni richiesti per produrre una modificazione di questi tratti potrebbe
essere inferiore rispetto a quello necessario per produrre un’entità diagnostica
psichiatrica. Lo studio degli endofenotipi potrebbe così aiutare a sottotipizzare
la schizofrenia sul piano diagnostico per aumentare il potere predittivo
della risposta al trattamento farmacologico e riabilitativo nei
pazienti. Questo a dimostrazione che lo studio dei sottotipi diagnostici della
schizofrenia non è una questione meramente teorica ma ha un’importante
ricaduta clinico-terapeutica.
Obiettivi
• Messa a punto di parametri di neuroimmagini strutturali, neuropsicologici,
diagnostico-psicopatologici e genetici che possano permettere
l’individuazione di endofenotipi specifici di soggetti con diagnosi di schizofrenia.
• Valutazione dei pazienti con diagnosi di schizofrenia che saranno consecutivamente
inclusi nell’analisi degli endofenotipi e nella sottoclassificazione
diagnostica.
406 2006

Neurologia clinica e comportamentale
Metodologia
– Valutazione al momento dell’inclusione nello studio: indagine anamnestica,
definizione diagnostica secondo DSM-IV mediante intervista strutturata
(SCID-P).
– Valutazione del tipo di sintomatologia, deficitaria o no, secondo i criteri
di Carpenter, valutati con l’intervista SDS.
– Somministrazione di una batteria di test comprendente SAPS, SANS,
PANSS, BPRS, MOAS, scala di Simpson e Angus, scala AIMS, valutazione del
riconoscimento delle espressioni emozionali, valutazione della qualità della
vita, batteria neuropsicologica e valutazione del profilo biologico-genetico
mediante prelievo di 10cc di sangue.
Entro il primo mese dalla valutazione verrà effettuata un’indagine di Risonanza
Magnetica (Voxel Based Morphometry). Brevemente, l’esame di Risonanza
Magnetica è un esame non invasivo che viene effettuato utilizzando un
campo magnetico generato da un macchinario all’interno del quale si trova il
paziente. Per il protocollo sperimentale di questo studio, l’esame dura circa 15
minuti ed il paziente è adagiato su un lettino in posizione abbastanza comoda.
L’esame serve per indagare la struttura cerebrale della sostanza bianca, della
sostanza grigia e del liquor (esame morfologico). Tale esame verrà effettuato
presso l’IRCCS S. Lucia. Verrà prelevato un campione di 10 cc di sangue a
tutti i genitori dei pazienti che sottoscriveranno il consenso informato.
Soggetti
I criteri di inclusione per essere ammessi nello studio saranno:
1. Sottoscrizione di un consenso informato che specifica il metodo e le
procedure dello studio.
2. Diagnosi DSM-IV di schizofrenia o di altri disturbi psicotici (Schizofrenia,
Disturbo schizofreniforme, Disturbo schizoaffettivo, Disturbo delirante,
Disturbo psicotico breve, Disturbo psicotico NAS) o di Disturbo bipolare con
manifestazioni psicotiche.
3. Età compresa tra i 18 ed i 40 anni.
I criteri di esclusione saranno:
1. Non sottoscrizione del consenso informato.
2. Elevata severità della psicopatologia che, secondo il giudizio degli psichiatri
curanti, renderebbe non indagabile in maniera attendibile le caratteristiche
cliniche del soggetto.
Genotipi studiati
Verranno studiati i geni che sono deleti nella sindrome velo-cardio-facciale
(cromosoma 22q11) e che sono con alta probabilità geni candidati per la
schizofrenia. Verranno inoltre studiati i genotipi che si riterranno associati a
mancata risposta farmacologica o ad effetti collaterali, quali DRD2, Taq1A.
2006 407

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– De Luca A., Conti E., Grifone N., Amati F., Spalletta G., Caltagirone C., Bonaviri G.,
Pasini A., Gennarelli M., Stefano B., Berti L., Mittler G., Meisterernst M., Dallapiccola
B., Novelli G. (2003) Am J Med Genet (Neuropsychiatric section) 116B: 32-35.
– De Luca A., Pasini A., Amati F., Botta A., Spalletta G., Alimenti S., Caccamo F.,
Conti E., Trakalo J., Macciardi F., Dallapiccola B., Novelli G. (2001) Am J Med
Genet (Neuropsychiatric section) 105: 529-533.
– Spalletta G., Romeo E., Bonaviri G., Bernardi G., Caltagirone C., di Michele F.
(2005) J Psychiat Neurosci 30 (1): 49-52.
– Spalletta G., Tomaiuolo F., Marino V., Bonaviri G., Trequattrini A., Caltagirone C.
(2003) Schizophrenia Res 64 (1): 15-23.
– Spalletta G., Pasini A., De Angelis F., Troisi A. (1997) Schizophrenia Res 24:341-348.
– Spalletta G., Troisi A., Alimenti S., Di Michele F., Pau F., Pasini A., Caltagirone C.
(2001) Schizophrenia Res 50: 135-136.
– Troisi A., Pasini A., De Angelis F., Spalletta G. (1997) J Clin Psychopharm 17: 84-87.
A.3.2 – Analisi del decorso longitudinale dei sintomi psicologici
e comportamentali nella demenza di Alzheimer e relazione
con polimorfismi genetici di ApoE e D2 (Gianfranco Spalletta)
Introduzione
La malattia di Alzheimer è caratterizzata sul piano diagnostico da un progressivo
deterioramento della funzione cognitiva memoria e di almeno un’altra
funzione cognitiva e dalla presenza di placche senili costituite da accumulo
di peptide beta-amiloide e da una consistente perdita di neuroni a livello
della corteccia entorinale e dell’ippocampo. I disturbi psicologici e comportamentali
(BPSD) accompagnano quasi invariabilmente sul piano clinico la
malattia di Alzheimer. Sul piano del decorso di malattia, i BPSD possono precedere
i sintomi cognitivi e quindi manifestarsi come prima espressione della
demenza (soprattutto apatia e depressione), possono manifestarsi in concomitanza
con i sintomi cognitivi ed aggravarsi durante il decorso di malattia
(soprattutto apatia), oppure possono migliorare in concomitanza con il deterioramento
cognitivo (soprattutto depressione). In realtà, esistono molti fattori
che complicano la predittività dell’espressione clinica dei BPSD. I più
importanti sono: il tipo di demenza, il setting dove è visitato il paziente, la
gravità della malattia e la dimensione comportamentale considerata.
Vi sono due approcci per valutare i BPSD nelle demenze: un approccio
che potremmo definire sintomatologico o dimensionale, che individua singoli
sintomi, ed uno sindromico-categoriale, che clusterizza i singoli sintomi in
gruppi di sintomi correlati. L’obiettivo finale rimane quello di arrivare a una
migliore caratterizzazione dei cluster sintomatologici anche al fine di individuare
linee guida che permettano una maggiore specificità terapeutica.
Secondo Tariot e al. i disturbi neuropsichiatrici propri dell’AD si manifestano
in otto cluster: depressione, psicosi, mancanza di autocontrollo, irritabilità/agitazione,
sintomi vegetativi, aggressività, apatia e labilità affettiva. Frisoni
e colleghi identificano un più piccolo set di sintomi: timico, psicotico e
frontale. Attraverso un’analisi di correlazione tra i sintomi, un recente studio
408 2006

Neurologia clinica e comportamentale
suggerisce che la popolazione demente possa essere classificata in tre gruppi:
(a) pazienti senza BPSD (40%); (b) pazienti con un solo sintomo comportamentale
(20%); (c) pazienti con prevalente sintomatologia psicotica (28%).
Questa classificazione può sembrare semplicistica, ma può essere utile per il
clinico al fine di attuare opportune strategie di intervento. Ad esempio, per
valutare i sintomi psicotici nella AD occorrerà esplorare il rapporto tra essi e
altri sintomi quali agitazione, sintomi negativi e depressione. Spalletta e collaboratori
hanno identificato 2 cluster cognitivi (uno generale ed uno prassicocostruttivo)
e 5 cluster comportamentali (iperattività, psicosi, ansia, apatiadepressione
ed eccitamento). Finalmente, negli ultimi anni si è arrivati a categorizzare
i disturbi comportamentali di psicosi, apatia e depressione dell’AD. I
criteri diagnostici per la psicosi sono stati descritti da Jeste e Finkel: deve
essere presente almeno un sintomo tra allucinazioni, visive o uditive, e deliri
(criterio A); i criteri per l’AD devono essere soddisfatti (criterio B); vi è evidenza
dall’anamnesi che i sintomi del criterio A non sono stati presenti in
modo continuo prima dell’esordio della demenza (criterio C) e che essi sono
stati presenti per almeno un mese durante il decorso della malattia e sono di
gravità clinica tale da causare disagio significativo al paziente o alle persone
vicine (criterio D); non sono soddisfatti i criteri per la schizofrenia né per altri
disturbi psicotici (criterio E); il disturbo non si manifesta esclusivamente nel
corso di un delirium (criterio F); il disturbo non è legato agli effetti fisiologici
diretti di una sostanza né a un’altra condizione medica generale (criterio G).
È possibile specificare se la psicosi nell’AD sia associata ad agitazione, sintomi
negativi o depressione. Tali criteri vengono valutati attraverso domande
poste ad un informatore che sia in contatto col paziente sin dall’esordio della
malattia, per indagare sulla presenza, la durata, la cronologia e l’impatto sul
funzionamento dei deliri e delle allucinazioni.
Per quanto riguarda l’apatia nell’AD, Starkstein e collaboratori partendo
dalle linee guida di Marin sono arrivati a formulare il seguente set di criteri:
1. presenza di perdita di motivazione e iniziativa in ognuno dei seguenti
ambiti:
– diminuzione di comportamenti diretti a uno scopo (come indicato da
facile affaticabilità e/o dipendenza dagli altri nell’organizzare attività);
– diminuzione di attività cognitive dirette a uno scopo (come indicato da
mancanza di interesse nell’acquisizione di nuovi apprendimenti e/o
mancanza di preoccupazione riguardo i propri problemi personali);
– diminuzione di aspetti correlati al comportamento diretto a uno scopo
(come indicato da appiattimento affettivo e/o perdita di riposta emozionale
a eventi positivi o negativi);
2. i sintomi causano un disagio clinicamente significativo o la compromissione
di aree importanti del funzionamento della persona;
3. i sintomi non sono dovuti a un diminuito livello di consapevolezza o
agli effetti fisiologici diretti di una sostanza.
Secondo i criteri per la diagnosi di depressione nell’AD devono essere presenti,
durante un periodo continuativo di 2 settimane, almeno tre sintomi tra:
2006 409

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
umore depresso, diminuito affetto positivo o piacere in risposta a contatti
sociali e attività usuali, isolamento o ritiro sociale, disturbi dell’appetito,
disturbi del sonno, modificazione psicomotoria, irritabilità, faticabilità o perdita
di energia, sentimenti di inutilità, disperazione o inappropriato senso di
colpa, pensieri ricorrenti di morte; almeno un sintomo deve essere presente
tra umore depresso o diminuito effetto positivo o piacere e i sintomi devono
rappresentare un cambiamento rispetto al funzionamento precedente (criterio
A); devono essere soddisfatti i criteri DSM-IV-TR per l’AD (criterio B); i
sintomi causano disagio significativo o compromissione del funzionamento
(criterio C); i sintomi non si manifestano esclusivamente nel corso di un delirium
(criterio D), non sono dovuti agli effetti fisiologici diretti di una sostanza
(criterio E), né ad altre condizioni mediche generali o a disturbi psichiatrici
(criterio F). Purtroppo questi set di criteri diagnostici per i BPSD sono ancora
poco utilizzati a fini di ricerca e mai utilizzati a fini clinici.
Uno dei fattori genetici di rischio sempre associato alla malattia di Alzheimer
è la presenza dell’allele ApoE ε4. L’Apolipoproteina E (ApoE) è una lipoproteina
plasmatica polimorfa coinvolta nel trasporto del colesterolo. Essa è
codificata da un gene, presente nel cromosoma 19, che ha tre varianti alleliche
denominate e 2, 3 e 4. Vari studi hanno dimostrato che la presenza di
ApoE ε4 è uno dei più importanti fattori di rischio per lo sviluppo di AD. Essa
influenza anche l’età d’esordio di AD. Infatti, la presenza dell’allele ε4 sembra
essere associata a un’età precoce di esordio. Sulla base di evidenze che indicano
come alcune isoforme dell’ApoE possano influenzare le manifestazioni
psichiatriche nell’AD, e che l’AD e i disturbi psichiatrici hanno in comune
alcune alterazioni dei circuiti neuronali e squilibri dei neurotrasmettitori, vari
studi hanno indagato la relazione tra la presenza della variante allelica ApoE
ε4 ed espressione comportamentale nell’AD. Tali studi non sono però arrivati
a conclusioni definitive, soprattutto per quanto riguarda la relazione tra psicosi
e ApoE. Ad esempio, Ramachandran e collaboratori hanno esaminato la
relazione tra genotipi ApoE e manifestazioni psichiatriche nei pazienti con
AD, in particolare depressione e sintomi psicotici, valutati sia come variabili
continue che categoriali. I risultati dimostrano che i soggetti AD con genotipo
ApoE ε3/4 presentavano una gravità sia di depressione che di psicosi, che era
3 volte maggiore rispetto a quella dei pazienti dementi con altri genotipi e dei
controlli. La spiegazione data è stata che l’ApoE ε4 aumenterebbe il rischio di
sviluppare l’AD poiché in grado di alterare le proprietà della beta-amiloide o
gomitoli neurofibrillari e ciò può predisporre i pazienti con allele ε4 ad una
maggiore frequenza di sintomi psichiatrici. In particolare, pazienti AD con
sintomi psicotici hanno un aumentato numero di placche senili e formazioni
neurofibrillari nell’encefalo, soprattutto a livello del presubiculum per quanto
riguarda le placche senili, e della parte mediale della corteccia frontale per
quanto riguarda le formazioni neurofibrillari. I risultati di Ramachandran et
al. (1996) sono stati successivamente confermati da Ballard e collaboratori e
da Harwood e collaboratori.
Ad ogni modo, vi sono dati controversi sulla relazione tra ApoE ε4 e presenza
di sintomi psicotici nell’AD. Ad esempio, Lopez e collaboratori non trovano
alcuna associazione tra sintomi psichiatrici e ApoE ε4, né per quanto
410 2006

Neurologia clinica e comportamentale
riguarda la depressione maggiore né per i sintomi psicotici, dopo aver controllato
età d’esordio, durata dei sintomi, scolarità e gravità della demenza.
Anche Lyketsos e collaboratori non hanno riscontrato alcuna associazione
significativa tra ApoE ε4 e deliri, allucinazioni o depressione, per cui concludono
che l’ApoE non può essere considerato un fattore di rischio nello sviluppo
della sintomatologia psichiatrica nell’AD.
Risultati così incongruenti sono, probabilmente, da imputare a problemi
metodologici, in quanto gli studi esaminati utilizzano metodologie diverse e
campioni non confrontabili, ad esempio per stadio di malattia, cosicché un’ulteriore
variabilità è legata alla durata e a differenti livelli di gravità della
demenza. Esaminare la prevalenza di tali sintomi senza tenere in considerazione
dove si colloca il paziente nel decorso della malattia è la limitazione
principale di tali studi (Scarmeas et al., 2002). Inoltre alcuni studi si basano
su campioni esigui disponendo così di scarsa potenza statistica, utilizzano differenti
criteri guida per la diagnosi di AD e definizioni diverse di sintomi psicotici;
infine, molti di essi non considerano le interazioni tra i fattori (Hirono
et al., 1998) e non effettuano alcun controllo per le possibili variabili confondenti.
Principalmente, tutti gli studi sull’argomento pubblicati fino al 2002
presentano un disegno di ricerca trasversale, limitando fortemente la possibilità
di interpretare le relazioni causali tra allele ε4 e sintomi psichiatrici
(Chang et al., 2004). Infine, un altro problema è quello relativo alla distinzione
tra deliri di misidentificazione e paranoidei e tra deliri e allucinazioni.
Infatti, quasi tutti gli studi prendono in considerazione la psicosi come fenomeno
unico.
Considerando che gli studi trasversali hanno mostrato risultati contrastanti,
nel 2002 Scarmeas e collaboratori hanno presentato i dati di uno studio
longitudinale con follow-up ogni 6 mesi, in cui hanno riscontrato una
associazione forte tra la numerosità degli alleli ApoE ε4 e frequenza dei deliri.
La presenza di ambedue gli alleli ε4 era invece debolmente, ma significativamente,
associata con un minore rischio di sviluppare allucinazioni, mentre
non vi è nessuna associazione significativa con sintomi depressivi né altri
disturbi comportamentali. Un altro studio longitudinale è quello di Chang e
collaboratori che hanno esaminato la relazione tra ApoE ε4 e sintomi psichiatrici
analizzando il valore predittivo dell’allele ε4 per lo sviluppo dei sintomi
psichiatrici nell’AD. Gli autori hanno riscontrato che i sintomi psicotici, in
particolare deliri e allucinazioni, sono più frequenti nei pazienti AD con allele
ε4. Come vedremo, le ragioni di tale fenomeno potrebbero essere collegate
alla riduzione massiccia dell’attività colinergica.
In un altro studio longitudinale, Spalletta e collaboratori hanno analizzato
la relazione, in pazienti con AD ad esordio tardivo, tra l’intera gamma dei
sintomi comportamentali, il livello di deficit cognitivo, le caratteristiche sociodemografiche
e l’allele ε4, trovando che la presenza di quest’ultimo si associa
con la gravità dei deliri valutata entro l’ultimo mese dalla prima visita,
secondo un approccio dimensionale, e con una categorizzazione dei deliri
(presenza/assenza) valutata retrospettivamente, nella fase iniziale di malattia
che va dall’esordio alla prima visita. Tali risultati confermano così i dati di
Scarmeas e collaboratori. In particolare, la frequenza dei deliri valutata entro
2006 411

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
l’ultimo mese dalla prima visita è esattamente il doppio nei pazienti AD portatori
dell’allele e4 rispetto ai non portatori.
La questione è come può essere spiegata, a livello patogenetico, una relazione
tra presenza di variante allelica ApoE ε4 e sintomi psicotici quali deliri.
Gli studi indicano un’associazione significativa tra disfunzioni del lobo frontale
e sintomatologia delirante nei pazienti con AD. Inoltre, anormalità funzionali
cerebrali e anormalità dei neuroni colinergici sono state descritte nelle
aree frontali in associazione con la variante allelica ApoE ε4. Così il legame
tra la variante allelica ApoE ε4 e i deliri è supportato da dati convergenti che
indicano disfunzioni del lobo frontale.
L’analisi genica dell’ApoE verrà associata all’analisi di un polimorfismo
del recettore D2 della dopamina, perchè questo sembra predire il decorso di
alcuni sintomi comportamentali nella malattia di Alzheimer.
Scopi dello studio
– Valutare l’espressione clinica dei BPSD durante il decorso di 1 anno di
malattia, a partire dalla prima diagnosi, e la loro relazione con il decorso dei
sintomi cognitivi ed il loro effetto sulle attività funzionali della vita quotidiana.
– Analizzare il profilo genetico dell’ApolipoproteinaE e correlarlo con
l’intero profilo comportamentale misurato categoricamente.
– Verificare se polimorfismi dei recettori D2 della dopamina predicono il
decorso dei sintomi comportamentali.
Metodo
In questo progetto di ricerca verrà condotto lo studio dei BPSD, in particolare
di apatia, depressione e psicosi valutate come sindromi, e del funzionamento
nelle attività della vita quotidiana sia basiche (ADL) che strumentali
(IADL) in soggetti con diagnosi di demenza di Alzheimer.
L’approccio sperimentale prevede una prima valutazione di base (giorno
0) in soggetti all’esordio di malattia di Alzheimer mai trattati farmacologicamente
ed una serie di follow-up a 6 mesi e 1 anno dalla prima valutazione. La
misurazione della dimensione neuropsicologica in associazione a quella comportamentale
e funzionale potrà permettere la correlazione tra decadimento
cognitivo ed espressione comportamentale e funzionale durante il decorso di
malattia. L’osservazione naturalistica dei trattamenti psicofarmacologici utilizzati
(neurolettici, antidepressivi, ansiolitici, stabilizzanti dell’umore, ecc.)
sarà indice di necessità da parte dei clinici di controllo dei BPSD. Parallelamente,
verrà valutato il profilo genetico di ApoE e2, e3 e e4, e di D2 Il
(DR2*DD, DR2*II, e DR2*DI) su campioni di DNA estratti da 1,5 ml di sangue
intero prelevato ad ogni paziente alla prima valutazione.
Cento pazienti con diagnosi di demenza di Alzheimer (AD), con o senza
disturbi comportamentali di tipo Depressione, Psicosi od Apatia, non trattati
farmacologicamente con farmaci antidepressivi o neurolettici da almeno 30
giorni verranno considerati per l’inclusione nello studio. Tali pazienti non
412 2006

Neurologia clinica e comportamentale
dovranno mai essere stati trattati in precedenza con farmaci approvati per il
trattamento della AD.
I criteri di inclusione sono:
1. Diagnosi di AD probabile individuata con i criteri sia del DSM-IV che
del NINCDS-ADRDA.
2. Punteggio del MMSE >14 (demenza lieve-moderata in fase iniziale).
3. Essere in salute e poter camminare indipendentemente o con l’ausilio
di un appoggio.
4. Non avere problemi di vista o di udito (gli occhiali sono permessi) in
maniera tale da avere una sufficiente compliance per i test somministrati.
5. Valori di laboratorio nei limiti della norma o considerati come clinicamente
insignificanti dal ricercatore. Una CT o MRI deve essere stata effettuata
negli ultimi 12 mesi per escludere una componente vascolare significativa.
I criteri di esclusione sono:
1. Mancanza di un caregiver affidabile.
2. Malattie mediche maggiori.
3. Comorbidità di malattie psichiatriche primarie o altre malattie neurologiche.
4. Evidenze al CT o MRI di anormalità parenchimali (forme di demenza
mista AD vascolare sono da includere solo se la componente vascolare non
domina il quadro clinico o se non è presente uno stroke).
5. Indice di Hachinski < 4.
Tali pazienti effettueranno una valutazione diagnostica di “ depressione
nell’AD”, “ psicosi nell’AD” ed “ apatia nell’AD” e psico-comportamentale con
una batteria di test comprendente: Neuropsychiatric Inventory (NPI); CERAD
Disforia; Indice di Hachinski; Clinical Global Impression (CGI). Inoltre, il
paziente verrà valutato con il Mini Mental State Examination (MMSE), con la
batteria neuropsicologica Mental Deterioration Battery (MDB) e con i test per
le ADL e IADL. Se la valutazione diagnostica e cognitiva avrà dato esito positivo
il paziente verrà segnalato per il trattamento. Il trattamento dei pazienti
verrà effettuato in maniera naturalistica con farmaci inibitori dell’acetilcolinesterasi.
Il dosaggio verrà scelto autonomamente dal terapeuta di riferimento
considerando come target il dosaggio minimo efficace. Farmaci neurolettici o
antidepressivi potranno essere aggiunti solo a seguito di un attento esame dei
test effettuati. La valutazione cognitiva e psicometrica verrà effettuata al
giorno 0 (inclusione nello studio), al 6° mese e ad 1 anno. Il DNA sarà isolato
in tutti i soggetti a partire da campioni di sangue intero con aggiunta di anticoagulante
EDTA congelato a -20°C usando un’estrazione di DNA standard. Il
DNA sarà estratto da 10ml di sangue.
La variazione genetica sul locus dell’ApoE sarà determinata tramite
amplificazione mediante PCR e seguente digestione con HhaI (le sostituzioni
nucleotidiche Arg-Cis alle posizioni 112 e 158 per i siti di clivaggio HhaI
permettono l’identificazione di ciascun genotipo in tutte le combinazioni
omozigote ed eterozigote).
2006 413

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
L’analisi dei polimorfismi sarà eseguita in cieco. In alternativa, la genotipizzazione
ApoE verrà effettuata attraverso real-time PCR su uno strumento
LightCycler (Roche Diagnostics) con un kit di valutazione delle mutazioni
ApoE commercialmente disponibile (Roche Diagnostics). La genotipizzazione
del polimorfismo (SNT) del singolo nucleotide DR2 sarà eseguita attraverso
analisi PCR e successiva digestione enzimatica con BstNl. Il genotipo
DR2*DD sarà caratterizzato da un frammento di 304bp, il genotipo DR2*II
sarà caratterizzato da 2 frammenti di 160 e 144 bp, mentre il genotipo
DR2*DI da tre frammenti di 304, 160 e 144 bp.
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– Spoletini I., Caltagirone C., Bria P., Spalletta G. (2006) Eur J Psychiat 20: 74-87.
– Starkstein S.E., Petracca G., Chemerinski E., Kremer J. (2001) Am J Psychiat 158: 6.
– Steele C., Rovner D., Chase G.A. et al. (1990) J Psychiat 147: 1049-1051.
– Sweet R.A., Nimgaonkar V.L., Devlin B. et al. (2003) Mol Psychiatry 8: 383-392.
A.3.3 – Studio del sistema IL-18 nella patogenesi
della malattia di Alzheimer (Paola Bossù)
Nell’ambito del terzo filone del progetto di ricerca corrente 2006-2008 si
inserisce un’attività indirizzata allo studio, in pazienti con malattia di Alzheimer
(AD) in forma preclinica (MCI) e lieve/moderata, della relazione esistente
414 2006

Neurologia clinica e comportamentale
tra marcatori genetici e biochimici di tipo immunologico e il deficit cognitivo
in termini di caratteristiche qualitative e profilo evolutivo.
Le cellule della microglia rappresentano i principali elementi effettori dell’immunità
a livello del Sistema Nervoso Centrale (SNC). Tali cellule, rilasciando
alcuni mediatori molecolari potenzialmente citotossici, quali citochine
di tipo proinfiammatorio, radicali liberi, proteasi e proteine del complemento,
rivestono un ruolo importante nella patogenesi e progressione di molti
disordini neurologici di tipo neurodegenerativo. In particolare, la citochina
IL-18 è stata recentemente proposta quale elemento chiave di alcuni processi
neurodegenerativi (Felderhoff-Mueser et al., 2005). Si tratta di una citochina
pro-infiammatoria, con molte caratteristiche in comune con l’IL-1 (come questa
ultima è attivata dal taglio della caspasi-1) e che ha una funzione importante
nella regolazione delle risposte immuni sia innate, sia acquisite (Gracie
et al., 2003). A livello centrale IL-18 è prodotta da astrociti e microglia (Conti
et al., 1999) e gioca un ruolo chiave come fattore inducente l’interferongamma
(IFN-γ), che a sua volta attiva la microglia e contribuisce all’amplificazione
della cascata infiammatoria che porta alla neurodegenerazione (Blasko
et al., 2001). Nella Malattia di Alzheimer, nei cui processi patogenetici le cellule
della microglia rivestono un ruolo centrale, la caspasi-1 è iper-espressa
(Pompl et al., 2003) e IFN-γ sembra essere coinvolto, lo studio di IL-18 risulta
essere molto promettente (Bossù et al., 2004). In particolare, come prosecuzione
e ulteriore sviluppo della ricerca effettuata gli scorsi anni che aveva evidenziato
l’associazione di polimorfismi del promotore di IL-18, con il rischio
di sviluppare AD e con un outcome di malattia peggiore, e l’aumentata espressione
di IL-18 nel siero e nelle cellule mononucleate dei pazienti AD rispetto
ai controlli, il presente progetto si propone di approfondire lo studio nei
pazienti MCI e AD dell’intero sistema connesso a IL-18, comprendente molecole
antagoniste, catene recettoriali, relativi ligandi e altre molecole correlate.
A tale scopo verrà valutata l’espressione di IL-18 e delle molecole ad essa
correlate nel siero e nei PBMC isolati da un gruppo di soggetti di controllo, da
un gruppo di pazienti con MCI e da un gruppo di pazienti con AD. Ogni gruppo
di studio sarà costituito da 20 soggetti ben caratterizzati dal punto di vista clinico.
Ogni soggetto sarà sottoposto, in seguito a consenso informato, ad un prelievo
di circa 20 ml di sangue. Nel siero dei soggetti saranno valutati, mediante
analisi immunoenzimatica, i livelli circolanti di IL-18 e del suo antagonista IL-18
Binding Protein. Inoltre, con le cellule ottenute dagli stessi individui saranno
effettuate delle stimolazioni in vitro e l’espressione di IL-18, IL-18 BP e delle due
catene recettoriali di IL-18, verrà valutata mediante PCR quantitativa (Real Time
PCR), saggi immunoenzimatici e citofluorimetrici. Allo scopo di verificare l’efficacia
del sistema IL-18 quale possibile marcatore di patologia nell’AD, i risultati
ottenuti da questa attività verranno comparati con i risultati derivati dallo studio
clinico volto ad identificare e valutare gli aspetti funzionali, neuropsicologici e
comportamentali della malattia, in funzione della sua evoluzione.
– Blasko I., Ransmayr G., Veerhuis R., Eikelenboom P., Grubeck-Loebenstein B.
(2001) J Neuroimmunol 116(1): 1-4.
– Bossù P., Ciaramella A., Moro M.L., Spalletta G., Caltagirone C. (2004) Neurosci
Res Commun 35: 193.
2006 415

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– Conti B., Park L.C., Calingasan N.Y., Kim Y., Kim H., Bae Y., Gibson G.E., Joh T.H.
(1999) Brain Res Mol Brain Res 67(1): 46-52.
– Felderhoff-Mueser U., Schmidt O.I., Oberholzer A., Buhrer C., Stahel P.F. (2005)
Trends Neurosci 28(9): 487-493.
– Gracie J.A., Robertson S.E., McInnes I.B. (2003) J Leukoc Biol 73(2): 213-224.
– Pompl P.N., Yemul S., Xiang Z., Ho L., Haroutunian V., Purohit D., Mohs R., Pasinetti
G.M. (2003) Arch Neurol 60(3): 369-376.
A.3.4 – Studio del coinvolgimento del sistema immunitario
nella patogenesi della malattia di Alzheimer:
ruolo delle cellule immunoregolatorie (Paola Bossù)
La Malattia di Alzheimer (AD) è un processo patologico caratterizzato a
livello cerebrale da una progressiva perdita neuronale e dalla formazione di
placche senili dovute ad accumulo di proteina beta-amiloide (Aβ), che spesso
si trovano associate alla presenza di cellule microgliali attivate. Sebbene l’eziopatogenesi
di AD non sia ancora chiarita, nell’ultimo decennio è andata
progressivamente affermandosi l’ipotesi della “ amyloid cascade ” che attribuisce
alla Aβ il ruolo di protagonista, pur riconoscendo che diversi altri fattori
sia genetici che non genetici svolgono una parte importante nella patogenesi
della malattia (Hardy et al., 2002). È ampiamente documentato che la deposizione
extracellulare di Aβ-amiloide richiama ed attiva cellule immunocompetenti
(astrociti e microglia). I fattori bio-umorali prodotti da tali cellule, tra
cui le citochine proinfiammatorie, sono potenzialmente in grado di contribuire
in modo rilevante al danno neuronale (Akiyama et al., 2000). Tuttavia,
nel contesto della neurodegenerazione non è ancora chiaro se la malattia sia
propagata attraverso un meccanismo infiammatorio o, al contrario, tale meccanismo
rifletta un tentativo di contrastare un ulteriore danno cellulare.
Comunque, negli anni più recenti studi neuropatologici hanno dimostrato
che, pur in assenza di evidente infiltrazione o proliferazione linfocitaria, è
possibile documentare una componente immunitaria nell’AD caratterizzata
soprattutto dall’attivazione dei processi infiammatori quali iper-produzione di
citochine infiammatorie, proteine della fase acuta, chemochine, radicali
liberi, e attivazione del complemento (Akiyama et al., 2000). In aggiunta alle
evidenze che sottolineano il ruolo dell’infiammazione nell’AD, è stato recentemente
dimostrato che l’utilizzo di una immunoterapia vaccinale rivolta contro
il peptide beta amiloide induce una riduzione dell’accumulo di quest’ultimo e
un miglioramento dei sintomi (Janus et al., 2000), suggerendo che una adeguata
stimolazione della risposta immunitaria specifica possa rivelarsi benefica
in questa patologia (Monsonego et al., 2003).
Sulla base di quanto detto, la capacità da parte del sistema immunitario di
riconoscere la proteina Aβ come antigene potrebbe conferire ai meccanismi
immunologici un ruolo chiave nella alterata “ clearance ” di Aβ e del suo accumulo
caratteristico della patologia. Nel loro insieme, queste osservazioni suggeriscono
che il processo infiammatorio possa rivestire un ruolo patogenetico importante,
ma anche che una adeguata stimolazione della risposta immunitaria specifica
possa rivelarsi benefica nella lotta contro l’Alzheimer (Bossù et al., 2004).
416 2006

Neurologia clinica e comportamentale
Allo scopo di verificare il contributo della componente immunitaria e
infiammatoria nella patogenesi di AD, il primo obiettivo del progetto sarà
quello di studiare il coinvolgimento di cellule dell’immunità innata con funzioni
immunoregolatorie e pro-infiammatorie nei processi neurodegenerativi
mediante la valutazione dello stato di attivazione delle cellule mieloidi umane
(macrofagi e cellule dendritiche) ottenute da soggetti sani in seguito a stimolazione
in vitro con peptidi amiloidi e la valutazione dello stato di attivazione
delle cellule mieloidi umane (macrofagi e cellule dendritiche) ottenute da
pazienti con AD in confronto a cellule ottenute da soggetti di controllo.
Per la valutazione dello stato di attivazione delle cellule mieloidi umane
ottenute dal sangue di soggetti sani e pazienti AD la ricerca prevede, in ordine
temporale, le seguenti attività:
1. La raccolta e la preparazione delle cellule mediante prelievo ematico
(20-40 ml) e separazione su gradiente: i monociti si otterranno dai PBMC in
seguito a successiva selezione di determinati fenotipi (es. CD14+) con biglie
magnetiche. Per la generazione di macrofagi sarà sufficiente tenere in coltura
i monociti per un addizionale periodo di 7-10 giorni in modo da favorirne il
differenziamento. Nel caso delle cellule dendritiche, i monociti saranno tenuti
in coltura con gli stimoli necessari per generarle (GM-CSF e IL-4), secondo un
protocollo ampiamente utilizzato.
2. La caratterizzazione fenotipica (CD1a, CD11c, CD14, CD25, CD40,
CD80, CD83, CD86, classe I, classe II, DC-sign e CCR7) mediante analisi citofluorimetrica
delle principali popolazioni leucocitarie ottenute.
3. La stimolazione con peptidi amiloidi (Ab 1-40 e 1-42) e molecole di controllo
(peptidi di controllo e stimoli infiammatori classici tipo LPS).
4. La caratterizzazione e quantificazione delle molecole potenzialmente
coinvolte nella patologia neurodegenerativa (TLR4, IL-18) mediante PCR
quantitativa, western blot e/o citofluorimetria.
5. L’analisi dei parametri funzionali più appropriati per definire differenziamento,
maturazione e attivazione delle cellule mieloidi quali:
– caratterizzazione fenotipica come al punto 2;
– valutazione della capacità di fagocitare gli antigeni (destrano FITC);
– determinazione delle citochine prodotte (es. IL-10, IL-12, IL-18,
IL-1β, IL-6, TNF-α), tramite ELISA o analisi citofluorimetrica;
– analisi della citotossicità e della capacità di indurre apoptosi da parte
dei peptidi Αβ;
– valutazione della capacità delle DC di presentare l’antigene a linfociti
eterologhi naïve. Dopo la co-coltura dei due tipi cellulari, verranno analizzati
i seguenti parametri dei linfociti: proliferazione (trizio, MTT,
CFSE), polarizzazione nella produzione delle citochine (IL-4 e IFN-γ) e
stato di attivazione (produzione di IL-2).
– Akiyama H., Barger S., Barnum S., Bradt B., Bauer J., Cole G.M., Cooper N.R.,
Eikelenboom P., Emmerling M., Fiebich B.L., Finch C.E., Frautschy S., Griffin
W.S., Hampel H., Hull M., Landreth G., Lue L., Mrak R., Mackenzie I.R., McGeer
2006 417

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
P.L., O’Banion M.K., Pachter J., Pasinetti G., Plata-Salaman C., Rogers J., Rydel R.,
Shen Y., Streit W., Strohmeyer R., Tooyoma I., Van Muiswinkel F.L., Veerhuis R.,
Walker D., Webster S., Wegrzyniak B., Wenk G., Wyss-Coray T. (2000) Neurobiol
Aging 21: 383-421.
– Bossù P., Ciaramella A., Moro M.L., Spalletta G., Caltagirone C. (2004) Neurosci
Res Commun 35: 193.
– Hardy J., Selkoe D.J. (2002) Science 297: 353-356.
– Janus C., Pearson J., McLaurin J., Mathews P.M., Jiang Y., Schmidt S.D., Chishti
M.A., Horne P., Heslin D. French J., Mount H.T., Nixon R.A., Mercken M., Bergeron
C., Fraser P.E., St George-Hyslop P., Westaway D. (2000) Nature 408: 970-982.
– Monsonego A., Weiner H.L. (2003) Science 302: 834-838.
A.3.5 – Studio della connettività funzionale parietale motoria in pazienti
con malattia di Alzheimer mediante metodiche di stimolazione
magnetica transcranica (Massimiliano Oliveri)
Negli stati precoci di malattia è stato documentato con metodiche di neuroimaging
che la malattia di Alzheimer (AD) è caratterizzata da una alterata
funzionalità della corteccia temporo-parietale, oltre che da una chiara ipoattivazione
ed atrofia del lobo temporale mesiale. Si ritiene che i primi sintomi
cognitivi quale deficit di memoria e disorientamento spazio-temporale esordiscano
quando ancora non vi è evidenza di macroscopica degenerazione della
corteccia cerebrale, presumibilmente per disfunzione sinaptica dovuta alla
neurotossicità dei prodotti di degradazione della proteina amiloide. Sulla base
di tali evidenze proponiamo di utilizzare la stimolazione magnetica transcranica
(TMS) al fine di studiare con approccio neurofisiologico la funzionalità
delle connessioni cortico-corticali nei pazienti affetti da AD di grado lievemoderato,
al fine di evidenziare eventuali precoci disfunzioni di connettività
corticale che precedono la degenerazione.
In particolare nei pazienti con AD alcuni studi di TMS hanno documentato
una chiara ipereccitabilità dell’area motoria e dei circuiti colinergici
implicati nell’integrazione sensori-motoria, suggerendo che la TMS può
essere una metodica sensibile nel mettere in luce alterazioni neurofisiologiche
subcliniche.
Uno studio recente eseguito su soggetti normali ha documentato l’esistenza
di specifiche proiezioni originanti dalla corteccia parietale posteriore
(PPC) che modulano l’eccitabilità delle aree motorie ipsilaterali e controlaterali
tramite proiezioni cortico-corticali a rapida trasmissione. Tali connessioni
sembrerebbero essere importanti nel guidare il movimento nello spazio circostante.
Questi studi sono stati eseguiti con un innovativo approccio di TMS a
doppio impulso caratterizzato dall’utilizzo di due stimolatori connessi a due
coil focali applicati sulle aree parietali e motorie. Gli stimoli erano applicati a
breve distanza (da 1 a 15 ms) l’uno dall’altro, in modo da essere in grado di
valutare gli effetti dell’attivazione delle fibre cortico-corticali originanti dalla
PPC sull’eccitabilità dell’area motoria che fungeva pertanto da test, tramite la
misurazione di un potenziale evocato motorio (MEP). Riteniamo che utilizzare
una simile metodica nei pazienti con AD di grado lieve possa fornire
418 2006

Neurologia clinica e comportamentale
informazioni utili sulla funzionalità delle connessioni cortico-corticali in questi
pazienti.
Ci proponiamo di selezionare due gruppi di 10 pazienti affetti da AD la
metà in trattamento farmacologico con inibitori dell’acetilcolinesterasi ed
altrettanti che non sono in terapia per non aver tollerato il farmaco. Lo studio
verrà quindi condotto in due fasi. In una prima fase valuteremo il profilo di
eccitabilità delle proiezioni parieto-motorie in questi pazienti a riposo al fine
di valutare l’eventuale integrità funzionale. In una seconda sessione valuteremo
l’attivazione di queste connessioni corticali durante semplici compiti di
reaching. Il paradigma verrà quindi studiato nella fase di preparazione al
movimento su segnale sonoro. I risultati verranno confrontati con quelli ottenuti
su un analogo campione di soggetti sani di pari età e scolarità. Qualora i
risultati mostrassero una disfunzione nella connettività corticale parietomotoria
nei pazienti con AD, nostro intento sarebbe quello di estendere lo studio
ai pazienti affetti da mild cognitive impairment (MCI) al fine di valutare il
possibile utilizzo di questa metodica come marker di valutazione neurofisiologico
nelle fasi precoci di malattia.
A.3.6 – Modificazioni plastiche corticali indotte dalla stimolazione
magnetica transcranica ripetitiva in pazienti affetti da malattia
di Alzheimer: applicazioni riabilitative (Massimiliano Oliveri)
Una serie di studi di morfovolumetria cerebrale (Fox et al., 1999; Good et al.,
2002) ha recentemente fornito un sostegno alle evidenze anatomopatologiche
(Braak et al., 1996) che dimostrano una degenerazione precoce del complesso
ippocampale nel cervello dei pazienti affetti da malattia di Alzheimer (AD).
Studi recenti di neuroimmagine funzionale hanno inoltre evidenziato un
precoce deficit di attivazione del complesso ippocampale anche in soggetti
sani, ma con rischio genetico di AD (Bookheimer et al., 2000). Tali studi
hanno anche dimostrato la presenza di una iperattivazione metabolica di
alcuni distretti cerebrali, come la rete parieto-frontale, in pazienti con AD iniziale.
Tale iperattivazione è stata interpretata come compensatoria nelle fasi
iniziali della patologia, e in almeno uno studio (Grady et al., 2003) essa correlava
con l’accuratezza della prestazione in compiti di memoria a lungo termine.
Uno studio condotto con la metodica della fMRI evento-correlata in
pazienti AD durante esecuzione di un compito di denominazione di volti
(Parente et al., 2005) ha evidenziato un deficit ippocampale bilaterale accompagnato
da una iperattivazione della corteccia temporo-parietale e prefrontale.
L’iperattivazione del circuito parieto-frontale non è stata in questo caso
correlata alla prestazione nel compito mnemonico ma piuttosto all’attivazione
compensatoria del sistema attenzionale. Altri studi suggeriscono d’altra parte
un’anomalia delle interazioni parieto-frontali nei pazienti AD, secondaria
ad una de-afferentazione colinergica tra aree anteriori e posteriori (Babiloni
et al., 2004).
Questi dati suggeriscono alcune ipotesi di intervento precoce nella AD,
mirate al potenziamento plastico dell’attivazione dei circuiti inizialmente
risparmiati dalla neurodegenerazione o di quelli iperattivi sin dalle fasi ini-
2006 419

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
ziali della patologia. Un contributo in tale direzione potrebbe essere fornito
dalla metodica della stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS).
La rTMS è una metodica non invasiva che si basa sull’applicazione di
impulsi magnetici su specifiche regioni cerebrali attraverso lo scalpo. I treni
rTMS possono interferire transitoriamente con l’esecuzione di un compito
quando gli stimoli sono applicati ad alta frequenza, mimando transitoriamente
gli effetti di una lesione cerebrale. Accanto a questa applicazione sono
stati recentemente descritti degli effetti di modulazione plastica dell’eccitabilità
corticale da parte della rTMS, che perdurano anche dopo la cessazione del
treno di stimoli. In particolare, è stato dimostrato che treni a bassa frequenza
(i.e. 1 Hz) inducono una depressione dell’eccitabilità corticale (e.g. Chen et al.,
2000), mentre treni ad alta frequenza (i.e. > 1 Hz) inducono un aumento dell’eccitabilità
corticale (e.g. Gorsler et al., 2003). Questo tipo di applicazione
apre interessanti prospettive riabilitative in pazienti con patologie cerebrali e
deficit di specifici domini cognitivi. In particolare, è possibile ipotizzare di
aumentare l’eccitabilità delle regioni corticali associate ad una specifica funzione
e/o di deprimere l’eccitabilità di quelle regioni che svolgono funzioni
antagoniste (inibitorie) sul compito stesso (ad esempio le regioni dell’emisfero
opposto). Esempi in questa direzione sono stati riportati in pazienti con
lesioni emisferiche destre e neglect (Oliveri et al., 1999, 2000, 2001), in
pazienti con malattia di Parkinson e deficit di percezione temporale (Koch
et al., 2005) e in pazienti con lesioni emisferiche sinistre e afasia (De Naeser
et al., 2003).
Uno studio recente (Solé-Padullés et al., 2005) ha studiato l’effetto di
treni rTMS ad alta frequenza a livello della corteccia prefrontale su un compito
di denominazione di volti in un gruppo di soggetti anziani con deficit di
memoria isolato. I risultati hanno evidenziato un miglioramento del deficit
riscontrato alla valutazione iniziale, insieme ad un aumento del reclutamento
dell’attività della corteccia prefrontale destra e posteriore bilaterale
alla fMRI.
Tali risultati suggeriscono di testare la potenzialità della rTMS di indurre
modificazioni plastiche corticali anche in pazienti AD nelle fasi iniziali della
malattia, quando il reclutamento/potenziamento di circuiti corticali “ alternativi
” potrebbe rivelarsi utile per migliorare le prestazioni deficitarie in compiti
cognitivi.
Il presente studio, articolato in diverse fasi, si propone quindi di studiare
l’effetto di una facilitazione intracorticale della corteccia prefrontale dorsolaterale
sinistra su un compito di memoria di riconoscimento di stimoli visivi
(volti) in un gruppo di pazienti affetti da AD lieve.
Soggetti
Sarà studiato un gruppo di 7-10 pazienti affetti da malattia di Alzheimer
probabile, di grado lieve (GDS = 3), diagnosticata sulla base di batterie
standard.
rTMS – La rTMS sarà applicata utilizzando uno stimolatore MagStim
rapid, collegato ad un coil focale. Il coil sarà posto a livello del sito F3 del
420 2006

Neurologia clinica e comportamentale
sistema internazionale EEG 10/20, corrispondente all’area 46/9 della corteccia
prefrontale dorsolaterale (giro frontale medio). Il sito di stimolazione sarà
inoltre localizzato su immagini MRI di ciascun soggetto, in una fase precedente
al treno di rTMS. La rTMS sarà applicata con un paradigma “ off-line ”,
prima dell’esecuzione del compito sperimentale.
Ciascun soggetto riceverà 10 treni di 10 stimoli alla frequenza di 5 Hz
(= 50 stimoli) ed intensità pari all’80% della soglia di eccitabilità motoria.
Ogni treno rTMS sarà separato dal successivo da un intervallo di 20 sec.
La prestazione in un compito sperimentale di memoria di riconoscimento
e in una batteria standard per la valutazione delle funzioni cognitive
(MDB) sarà misurata in una fase iniziale e immediatamente dopo l’applicazione
della rTMS.
Test di memoria di riconoscimento – I soggetti saranno seduti in una
stanza adeguatamente illuminata ad una distanza approssimativa di 50 cm
dallo schermo del computer. L’esperimento sarà controllato dal software,
PsyScope nella versione 1.2.5.
Gli stimoli saranno presentati centralmente in un monitor a colori 17 pollici
di un computer Macintosh. Essi sono costituiti da foto in bianco e nero di
volti di persone non note, di uguale dimensione e preceduti da un punto di
fissazione costituito da una croce posizionata al centro dello schermo. La presentazione
degli stimoli sarà randomizzata all’interno di diversi blocchi sperimentali
di 16 stimoli, equivalenti e differenziati per la fase di studio (encoding),
e per la fase di test (retrieval).
Nella fase di encoding il blocco sarà composto da 16 volti, bilanciati per
genere, presentati in due sessioni consecutive, di 8 stimoli ciascuna, con
diversa istruzione di studio (genere vs. piacevolezza); il cambio dell’istruzione
sarà segnalato da un cerchio presentato centralmente e il compito da eseguire
sarà suggerito di volta in volta dallo sperimentatore.
Per la fase di retrieval saranno utilizzati blocchi di 16 stimoli, di cui 8 già
presentati nella fase studio (old) e 8 di nuova presentazione (new), anch’essi
bilanciati per genere, presentati in posizione centrale subito dopo la comparsa
di un punto di fissazione al centro dello schermo. Il compito da eseguire
in ciascuna sessione di studio sarà di giudicare per ogni stimolo il
genere (maschio vs. femmina) o la piacevolezza (piacevole vs. spiacevole),
premendo il tasto “ 1 ” della tastiera del computer nel caso della prima alternativa
o il tasto “ 2 ” nel caso della seconda alternativa di ciascuna condizione di
istruzione di studio.
Le risposte della fase di test saranno organizzate in due step successivi alla
presentazione di ciascuno stimolo. Al primo step il soggetto dovrà rispondere
valutando, con una di 3 risposte alternative, se l’item presentato è sicuramente
vecchio (tasto “ 1 ”); nuovo (tasto “ 2 ”) o familiare (tasto “ 3 ”); al secondo step di
risposta, preceduto da un punto interrogativo al centro dello schermo, il soggetto
dovrà indicare la sessione in cui lo ha precedentemente studiato, premendo
il tasto “ 1 ” per l’istruzione maschio vs. femmina, il tasto “ 2 ” per l’istruzione
piacevole vs. spiacevole e il tasto “ 3 ” per nessuna istruzione.
La prestazione sarà misurata in termini di accuratezza e tempi di reazione.
2006 421

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– Good C.D., Scahill R.I., Fox N.C. et al. (2002) Neuroimage 17: 29-46.
– Fox N.C., Warrington E.K., Rossor M.N. (1999) Lancet 353: 2125.
– Braak H., Braak E. (1996) Acta Neuropathol (Berl) 92: 197-201.
– Bookheimer S.Y., Strojwas M.H., Cohen M.S. et al. (2000) N Engl J Med 343: 450-
456.
– Grady C.L., McIntosh A.R., Beig S. et al. (2003) J Neurosci 23: 986-993.
– Babiloni C. et al. (2004) Eur J Neurosci 19: 2583-2590.
– Oliveri M., Rossini P.M., Traversa R., Cicinelli P., Filippi M.M., Pasqualetti P.,
Tomaiuolo F., Caltagirone C. (1999) Brain 122: 1731-1739.
– Oliveri M., Rossini P.M., Filippi M.M., Traversa R., Cicinelli P., Palmieri M.G., Pasqualetti,
P., Caltagirone C. (2000) Brain 123(9): 1939-1947.
– Oliveri M., Bisiach E., Brighina F., Piazza A., La Bua V., Buffa D., Fierro B. (2001)
Neurology 57: 1338-1340.
422 2006

B – METODOLOGIE INNOVATIVE
IN RIABILITAZIONE
FRANCESCO LACQUANITI
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
RAZIONALE
Questa linea di ricerca ha come obiettivo strategico quello della progettazione
e realizzazione di metodologie avanzate per lo studio della fisiologia e
fisiopatologia neuromotoria e per la riabilitazione di pazienti con disturbi neuromotori.
Per raggiungere le finalità prefisse il Dipartimento di Fisiologia Neuromotoria
ha, nel corso degli anni, messo insieme un gruppo di ricercatori con
elevate caratteristiche di inter-disciplinarietà. Il team, formato da medici, ingegneri,
fisici ed informatici, possiede caratteristiche uniche di trasversalità culturale
ed annovera al suo interno le competenze necessarie allo sviluppo delle
metodologie innovative nel campo della neuromotricità. In questa linea ci prefiggiamo
non solo di contribuire allo sviluppo metodologico, ma anche di contribuire
all’avanzamento delle conoscenze nelle neuroscienze umane.
Una scoperta importante derivata recentemente dagli studi condotti all’interno
di questa linea è quella della rappresentazione interna delle leggi di
moto fisico ed in particolare degli effetti della gravità. Questa scoperta apre
uno scenario assai ampio di sviluppi sia scientifici e conoscitivi che applicativi
clinico-riabilitativi. La dimostrazione della esistenza di popolazioni neuronali
che codificano selettivamente gli invarianti fisici ambientali costituisce un
passo avanti significativo nella comprensione dei meccanismi di coordinazione
sensorimotoria. Noi riteniamo che nel cervello debbano coesistere le
rappresentazioni dei movimenti biologici (quelli eseguiti dai consimili ma
anche quelli eseguiti da altri animali) e le rappresentazioni dei moti inanimati
e degli invarianti fisici.
La nostra linea studia il comportamento motorio e cognitivo, la coordinazione
sensorimotoria nei soggetti normali (adulti e bambini nei primi anni di
età), in pazienti con lesioni midollari, cerebellari e cerebrali.
OBIETTIVI
Nel prossimo triennio ci ripromettiamo di esplorare ed approfondire
alcune delle direzioni più significative aperte all’interno del tema della rappresentazione
delle leggi fisiche. La dimostrazione della esistenza di popolazioni
neuronali che codificano selettivamente gli invarianti fisici ambientali costituisce
in un certo senso il complemento necessario della dimostrazione fornita
precedentemente dal gruppo dell’Istituto di Fisiologia dell’Università di
Parma dei cosiddetti neuroni a specchio (o mirror neurons), cioè popolazioni
neuronali implicate nel riconoscimento dei gesti e delle azioni. In altre parole,
riteniamo che nel cervello debbano coesistere le rappresentazioni dei movimenti
biologici (quelli eseguiti dai consimili ma anche quelli eseguiti da altri
animali) e le rappresentazioni dei moti inanimati e degli invarianti fisici.
La rete neurale implicata nel riconoscimento della gravità è in larga
misura sovrapponibile alla rete corticale vestibolare, ma presenta una piccola
ma significativa sovrapposizione con la rete neurale implicata nel riconoscimento
delle azioni e dei moti biologici. Intendiamo esplorare il significato funzionale
sia della segregazione delle due reti che della loro parziale sovrapposizione.
Approfondiremo anche gli aspetti psicofisici e computazionali degli
424 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
studi sul modello interno della gravità cercando di capire quali sono le informazioni
visive elaborate in tempo reale in ingresso al modello e quali siano
invece le informazioni di calibrazione statica del modello, legata ad esempio
alla metrica globale della scena visiva. In altri esperimenti (basati sugli
approcci delle realtà virtuali) intendiamo modificare le informazioni vestibolari
e propriocettive nucali per studiarne il ruolo modulatorio sulle risposte di
intercettamento di oggetti in movimento. Valuteremo anche pazienti con
lesioni emisferiche cerebrali per verificare l’integrità o compromissione delle
trasformazioni visuomotorie e del modello interno della gravità. Questi filoni
di ricerca sono strettamente interconnessi con quello, ben consolidato, della
ricerca spaziale. Quest’anno abbiamo concluso una serie sperimentale a bordo
della stazione spaziale internazionale con un protocollo di prensione.
Nel prossimo triennio dovremmo poter sfruttare la collocazione di un
sistema di misura optoelettronico (ELITE S2) a bordo della stazione per condurre
nuovi esperimenti in microgravità. Nel triennio continuerà anche la
linea di ricerca sulle leggi di controllo del movimento studiate sia a livello dell’arto
superiore (raggiungimento, prensione, manipolazione) che degli arti
inferiori (locomozione). Le metodologie impiegate nella nostra linea comprendono
l’analisi cinematica ed elettromiografica dei movimenti dell’arto
superiore ed inferiore, la registrazione dei movimenti oculari, le tecniche neuropsicologiche
e psicofisiche, la stimolazione magnetica transcranica, la risonanza
magnetica funzionale e gli approcci quantitativi allo studio e riabilitazione
dei pazienti.
B. 1 – BIOMEDICINA SPAZIALE
Descrizione
Il laboratorio è da tempo impegnato in ricerche collegate a missioni spaziali
e simulazione della microgravità in laboratorio a terra. Nel prossimo
triennio verranno condotte misure sperimentali relative ad un campo di indagine
nuovo, quello della immaginazione mentale delle leggi di moto.
Obiettivi
Questo settore è di vitale importanza per il trasferimento delle conoscenze
dalla ricerca spaziale alla sanità. Infatti esistono sorprendenti analogie tra i
disturbi neuromotori e cognitivi a cui vanno incontro gli astronauti nel corso
delle missioni spaziali ed i disturbi di tutta una serie di patologie spontanee
neurologiche a terra. Gli esperimenti in voli orbitali ci permettono di rimuovere
i riferimenti gravitazionali per l’orientamento della testa, del corpo e degli
arti. Possiamo così comprendere il ruolo della gravità nei processi sensoriali,
motori e cognitivi che sono fondamentali sulla terra. Noi ci rendiamo conto di
queste funzioni solo quando sono compromesse da disfunzioni neurologiche.
Se questo avviene, la vita dei pazienti ne risulta profondamente influenzata.
Parecchi milioni di persone nel mondo hanno una qualche forma di compromissione
del movimento. I pazienti hanno spesso difficoltà a camminare di
2006 425

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
notte, non sono sicuri alla guida, riportano traumi e talora soffrono di crisi
invalidanti di nausea e vertigine. Pazienti con lesioni vestibolari, morbo di Parkinson,
disturbi cerebellari, malattia di Alzheimer, ecc. mostrano deficit di
diverso grado e natura in una varietà di compiti spaziali o di movimento.
Articolazione
B.1.1 – Immaginazione mentale del moto degli oggetti (Myrka Zago)
B. 2 – APPROCCI COMPUTAZIONALI ALLO STUDIO DEI MOVIMENTI
DELL’ARTO SUPERIORE
Descrizione
Il laboratorio è da tempo impegnato nello studio dei principi di coordinamento
neurale dei comandi motori. Questo settore è vitale per la comprensione
delle leggi di controllo neurale del movimento. Questa comprensione è
un prerequisito allo studio della fisiopatologia e terapia dei disturbi della
coordinazione motoria in pazienti con esiti di ictus cerebrale. Infatti la elaborazione
dei segnali di coordinazione delle sinergie muscolari avviene a livello
della corteccia cerebrale, mentre la implementazione delle sinergie avviene a
livello del midollo spinale.
Obiettivi
Nel prossimo triennio verranno condotte misure sperimentali relative
all’analisi di informazioni visive nello spazio reale tridimensionale ed alla loro
elaborazione e trasformazione in segnali di sincronizzazione delle sinergie
muscolari. È la prima volta che si conducono studi approfonditi di prensione
su oggetti in movimento con traiettorie libere complesse. Verranno fatte
misure multimodali di registrazione della cinematica degli arti, movimenti
oculari ed attività elettromiografica. Ci proponiamo di giungere ad una
migliore comprensione di come le informazioni retiniche si mappano in rappresentazioni
percettive del moto dell’oggetto e nelle strategie motorie appropriate
all’intercettamento.
Articolazione
B.2.1 – Informazione visiva e modello interno della gravità nel controllo
dei movimenti di intercettamento (Andrea d’Avella)
B. 3 – COMPUTER GRAPHICS E REALTÀ VIRTUALI COME METODOLOGIE
PER LA RIABILITAZIONE SENSORIMOTORIA
Descrizione
Questo settore si occupa di sviluppare metodologie di computer graphics
avanzate basate sullo sviluppo di algoritmi per la programmazione di stimoli
visivi con elevata risoluzione spaziotemporale e rendering 3D.
426 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
Obiettivi
Nel triennio affronteremo il nuovo problema della collision detection, un
problema di notevole complessità computazionale in ogni modello di animation
e rendering. Infatti, gli algoritmi esistenti per l’animazione dinamica prevedono
la modellazione esatta in tempo reale della relazione fisica esistente
tra i diversi oggetti animati della scena per evitare lo sconfinamento grafico di
una immagine sull’altra. Il compito sarà quindi di sviluppare algoritmi di calcolo
fisico predittivo della collisione grafica prima che essa effettivamente si
verifichi, con notevole risparmio computazionale in tempo reale, rendendo
così possibile la creazione di scene molto più complesse di quelle che sono
possibili con gli algoritmi attuali.
Articolazione
B.3.1 – Generazione di stimoli visivi tridimensionali dinamici multiattore
ad alta risoluzione per lo studio dei modelli interni
(Mauro Carrozzo)
B. 4 – MOVIMENTO E PROCESSI COGNITIVI:
PROSPETTIVE TEORICHE E APPLICATIVE
Descrizione
Molti studi sostengono l’esistenza di similarità tra esecuzione e simulazione
mentale del movimento (“ motor imagery ”, Jeannerod & Frak,
1999), un parallelismo che si ritrova spesso nel comportamento di pazienti
con disturbi della motilità (Dominey et al., 1995; Nico et al., 2004), per
quanto con alcune importanti eccezioni (Johnson, 2000; Johnson et al.,
2002). L’esatta dinamica della relazione tra capacità di simulare mentalmente
un’azione ed integrità del sistema motorio resta quindi ancora poco
chiara, nonostante questo tipo di informazioni sia interessante sia per la
comprensione dei meccanismi implicati nella simulazione mentale di un
movimento, sia per l’identificazione di adeguati interventi riabilitativi in
ambito clinico.
Obiettivi
Ci proponiamo di valutare quali aspetti della simulazione mentale di
un movimento siano influenzati da deficit acquisiti a carico del sistema
motorio. Lo scopo è appunto individuare possibili indicazioni sulle categorie
di pazienti che possano beneficiare di interventi riabilitativi basati
sulla motor imagery, e quali modalità di intervento possano risultare più
efficaci.
Articolazione
B.4.1 – Rappresentazione mentale della gravità in soggetti con stroke
(Elena Daprati)
2006 427

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
B. 5 – UTILIZZO DELLE TECNICHE DI STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA
NEGLI STUDI DI COORDINAZIONE VISUOMANUALE
Descrizione
Questo è un nuovo settore che integra esperimenti comportamentali con
quelli di stimolazione TMS al fine di stabilire i meccanismi neurali che stanno
alla base della coordinazione visuomotoria.
Obiettivi
Il primo obiettivo è quello della messa a punto del setup per la presentazione
di stimoli visivi, misure comportamentali e stimolazione TMS. Nel progetto
allegato si presenta un protocollo specifico basato sull’utilizzo della
RMN ad alta risoluzione anatomica per la localizzazione delle regioni di interesse
che rappresentano il bersaglio della stimolazione TMS.
Articolazione
B.5.1 – Ruolo della corteccia perisilviana nell’intercettamento di oggetti
in caduta (Gianfranco Bosco)
B. 6 – STUDI INTEGRATI DI PSICOFISICA E RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE
(fMRI) NELLA COORDINAZIONE VISUOMANUALE
Descrizione
Il nostro dipartimento ha sviluppato protocolli di integrazione stretta tra
la psicofisica ed il comportamento visuomotorio, da un lato, e protocolli di
brain imaging con fMRI, dall’altro lato.
Obiettivi
Nel triennio affronteremo il problema del coordinamento tra controllo
oculomotorio, informazione retinica (retinal slip) e modello interno della gravità.
Il problema fondamentale è quello di determinare il substrato neurale
per l’estrazione di informazioni di contesto (posizione, orientamento, fattore
di scala) relative alla scena visiva da analizzare relativamente alla rappresentazione
delle leggi di moto gravitazionali.
Articolazione
B.6.1 – Il modello interno della gravità: studi di risonanza magnetica funzionale
(William L. Miller)
B. 7 – LOCOMOZIONE
Descrizione
Questo settore da tempo si occupa dello studio della deambulazione in
soggetti sani, bambini ed adulti, nonché del recupero motorio in pazienti con
lesioni midollari dopo riabilitazione fisica.
428 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
Obiettivi
Ci prefiggiamo di migliorare significativamente il grado delle conoscenze
sui meccanismi spinali e sopraspinali che stanno alla base del reclutamento
spaziotemporale dei diversi gruppi muscolari implicati nel controllo della
deambulazione. A questo fine verranno utilizzate tecniche di avanguardia per
l’estrazione delle componenti temporali comuni invarianti che pilotano i vari
muscoli nelle fasi del passo e per la ricostruzione delle mappe di attivazione
spaziotemporale dei diversi segmenti del midollo spinale durante il cammino.
Un altro progetto affronterà invece lo studio degli esiti riabilitativi e neurologici
in pazienti con lesioni traumatiche e non del midollo spinale.
Articolazione
B.7.1 – Controllo dei movimenti locomotori: meccanismi base dell’attività
muscolare (Yuri P. Ivanenko)
B.7.2 – Valutazione dell’outcome riabilitativo e neurologico in pazienti con
lesione midollare traumatica e non traumatica (Giorgio Scivoletto)
B.1.1 – Immaginazione mentale del moto degli oggetti (Myrka Zago)
Descrizione
Molti esperimenti neurofisiologici e comportamentali hanno messo in luce
che meccanismi neurali e cognitivi simili sono coinvolti sia nell’immaginazione
mentale che nell’esecuzione del movimento. Tuttavia non è stata ancora esplorata
l’immaginazione mentale delle leggi del movimento degli oggetti.
In uno studio precedente (McIntyre J., Zago M. et al. (2001) Nat Neurosci
4: 693-694) abbiamo mostrato che, durante i 17 giorni della missione spaziale
Neurolab, gli astronauti utilizzavano anche in microgravità un modello
interno della gravità per iniziare il movimento di prensione di una sfera, pertanto
dimostrando che la rappresentazione della gravità è codificata in reti
neurali coinvolte nella pianificazione del movimento di intercettamento. In
uno studio successivo (Indovina I., Maffei V. et al. (2005) Science 308: 416-
419) abbiamo mostrato che la corteccia vestibolare viene ad essere coinvolta
nell’intercettamento di un oggetto in movimento quando l’accelerazione visiva
dell’oggetto in movimento è coerente con l’accelerazione gravitazionale, anche
in assenza di una stimolazione tempo-variante di sensori vestibolari.
L’obiettivo dello studio presente è verificare se la rappresentazione della
gravità coinvolge non solo la reale esecuzione di un compito di intercettamento
ma anche l’immaginazione mentale di tale compito. Questo studio ha
importanti implicazioni non solo per la comprensione dei meccanismi alla
base del controllo motorio, ma anche per il training riabilitativo di pazienti
neurologici con deficit nel controllo motorio mediante nuove tecniche di
riabilitazione basate su realtà virtuali e ripetizione mentale di azioni motorie.
Inoltre può essere utile per addestrare gli astronauti nell’esecuzione di compiti
di manipolazione degli oggetti.
2006 429

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
Sintesi del progetto
Ciascun soggetto sperimentale eseguirà un task consistente nella simulazione
dell’intercettamento di una pallina da tennis immaginaria. Verrà chiesto
ad ogni soggetto di prendere la pallina immaginaria nella mano destra; dopo
aver visto le istruzioni sul monitor di un PC, egli lancerà la pallina immaginaria
verticalmente verso l’alto facendola arrivare fino al soffitto e poi la riprenderà
quando penserà che essa avrà raggiunto la mano. Verrà quindi istruito a
lanciare la pallina esercitando con la mano uno tra tre livelli di forza possibili,
a immaginare che il moto della pallina sia affetto dalla gravità (condizione 1g)
o non sia affetto da essa (moto uniforme o condizione 0g). Verrà misurata la
durata delle tre azioni simulate e la cinematica della mano.
Descrizione del protocollo
Per facilitare la familiarizzazione con la natura del task da simulare, verrà
chiesto ai soggetti di manipolare una pallina da tennis standard prima dell’inizio
della sessione di training. Il task di simulazione implica un movimento
reale del braccio e della mano, e l’immaginazione mentale della palla da tennis
posta in movimento dalla mano. Il soggetto, in postura normale eretta,
tiene inizialmente il braccio destro in adduzione verticale lungo l’asse del
corpo. Deve immaginare di tenere fermamente la pallina da tennis nella mano
destra, mantenendo le dita flesse ed il palmo della mano curvo. È importante
che “ senta ” di avere la pallina in mano. Poi viene praticato il task, che consiste
nel lanciare la pallina immaginaria contro il soffitto e riprenderla al volo
quando “ ricade ” giù. Per effettuare il task deve flettere l’avambraccio dalla
posizione verticale fino a raggiungere la posizione orizzontale (ciò implica
una flessione del gomito di 90°). Durante il movimento di flessione, la mano
deve tenere saldamente la pallina immaginaria. Quando l’avambraccio e la
mano sono disposti orizzontalmente, il soggetto deve aprire completamente la
mano (estendendo le dita) e rilasciare la pallina con un movimento verticale
verso l’alto. Seguendo le istruzioni su monitor di un PC deve lanciare la pallina
immaginaria con uno di tre possibili livelli di forza. Deve immaginare la
traiettoria successiva della pallina dal punto di rilascio al soffitto e poi nuovamente
giù fino alla mano. Deve immaginare o che la gravità deceleri la pallina
nel moto verticale ascendente e la acceleri nel moto discendente (l’effetto della
resistenza dell’aria viene trascurato) oppure che la velocità sia mantenuta
costante lungo l’intero tragitto. Deve quindi aspettare il ritorno della pallina
nella mano mantenendo avambraccio e mano nella stessa posizione raggiunta
nella fase di lancio (posizione orizzontale, mano completamente aperta con le
dita completamente estese). All’ultimo momento deve essere chiusa la mano
(dita flesse) attorno alla pallina in arrivo così da afferrarla.
Al soggetto verrà chiesto di monitorare visivamente quanto esegue: deve
osservare il suo braccio destro prima e durante il lancio, deve osservare il soffitto
quando la pallina lo “ colpisce ” e poi deve guardare la sua mano quando
“ intercetta ” la pallina. È importante che la posizione iniziale e terminale
della mano siano il più possibile stereotipate. Durante il corso del training
verrà valutata la capacità dei soggetti di simulare mentalmente il task. Verrà
430 2006

chiesto loro se sono in grado di “ vedere e sentire ” la pallina immaginaria
nella mano, se sono in grado di sentirne la dimensione, il peso e la struttura,
se sono in grado di “ vedere e sentire ” la pallina quando viene lanciata dalla
mano, colpisce il soffitto e ricade nella mano, “ vedere ” la palla decelerare
nella fase di salita ed accelerare nella fase di discesa nella condizione 1g e
mantenere la velocità costante nella condizione 0g in entrambe le fasi.
Dopo la pratica generale con il task, verranno testate le condizioni sperimentali
specifiche. I soggetti saranno istruiti a variare la forza di lancio da
trial a trial secondo le indicazioni riportate di seguito. Ogni soggetto dovrà
produrre tre diversi livelli di forza impulsiva (F1, F2, F3) in modo da “ trasmettere
” tre diverse velocità alla pallina al momento del “ lancio ”. La forza
F1 è il minimo livello di forza sufficiente per far toccare alla pallina il soffitto.
Le forze F2 e F3 sono rispettivamente il doppio ed il triplo della forza F1. Di
conseguenza la pallina dovrà colpire più vigorosamente il soffitto quando
verrà lanciata con la forza F2 rispetto alla F1, e ancora più vigorosamente
quando verrà lanciata con la forza F3. Assumerà che il coefficiente di restituzione
del soffitto sia pari ad uno, per i livelli di forza F2 (F3) la velocità della
pallina al “ contatto ” con la mano sarà doppia (tripla) della velocità della pallina
nella condizione F1.
Attività
– Verranno valutati diversi sistemi di misura della cinematica del movimento
(guanto sensorizzato, sistema optoelettronico di misura del movimento,
accelerometri, etc.) e verrà scelto il più idoneo.
– Verrà sviluppato il software per la presentazione delle istruzioni ai soggetti
sperimentali relativamente al livello di forza da utilizzare e alla legge di
moto da immaginare.
– Verrà messo a punto un apparato di misura della cinematica del movimento
integrato e sincronizzato con il software di presentazione delle istruzioni.
– Verrà messa a punto una metodologia di analisi per la caratterizzazione
della cinematica del movimento in relazione alla legge di moto della pallina.
– Verranno effettuati gli esperimenti e ne verranno analizzati i risultati.
B.2.1 – Informazione visiva e modello interno della gravità nel controllo
dei movimenti di intercettamento (Andrea d’Avella)
Razionali ed obiettivi
Metodologie innovative in riabilitazione
Per afferrare una palla al volo, lanciata da una distanza e con una velocità
per le quali il tempo di volo è di poco superiore alla somma del tempo necessario
per elaborare lo stimolo visivo e del tempo necessario per effettuare il
movimento, il sistema nervoso centrale (SNC) deve stimare in anticipo la
posizione ed il tempo di intercettamento. Le informazioni sulla traiettoria
della palla che possono essere utilizzate per stimare in anticipo la posizione
ed il tempo di intercettamento sono: l’immagine retinica della palla all’inizio
2006 431

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
del volo; la conoscenza della posizione di lancio relativa al corpo, ed in particolare
la sua distanza; la conoscenza delle leggi di moto fisico ed in particolare
degli effetti della gravità.
Il primo obiettivo del presente progetto è valutare il ruolo che tali informazioni
svolgono nel controllo dei movimenti di intercettamento veloce in condizioni
naturali. In particolare, saranno verificate sperimentalmente le predizioni
di differenti modelli del processo di stima della posizione e del tempo di intercettamento
a partire dall’informazione visiva disponibile all’inizio del moto
della palla. Per traiettorie con una componente verticale della velocità iniziale
piccola rispetto alla componente orizzontale, quali le traiettorie che saranno
oggetto di questo studio, il tempo di volo, inversamente proporzionale alla velocità
orizzontale e direttamente proporzionale alla distanza del punto di lancio,
può essere stimato accuratamente a partire dal rapporto tra velocità di espansione
dell’immagine retinica della palla e la dimensione dell’immagine stessa.
La stima del tempo di volo, in prima approssimazione, è quindi indipendente
dalla conoscenza della distanza e della gravità. La stima della quota verticale
della palla al momento dell’arrivo in prossimità del soggetto, invece, dipende
fortemente dal modello. Un modello che utilizzi esclusivamente l’informazione
retinica e che, trascurando la presenza dell’accelerazione gravitazionale, stimi la
quota di intercettamento a partire dalla velocità di spostamento dell’immagine
retinica all’inizio del volo genera predizioni erronee della quota di intercettamento.
Un modello che invece abbia a disposizione la conoscenza dell’accelerazione
gravitazionale è in grado di stimare correttamente la quota di intercettamento.
Infine, la conoscenza della distanza del punto di lancio, derivante da
una stima visiva o nota a priori, è necessaria per rimuovere l’ambiguità tra condizioni
con la stessa traiettoria retinica ma differenti traiettorie spaziali.
Una volta che il SNC abbia elaborato una stima della posizione e del tempo
di intercettamento, esso deve pianificare ed effettuare un movimento che porti la
mano dalla posizione iniziale alla posizione di intercettamento prima dell’arrivo
della palla ed un movimento delle dita che permetta alla mano di chiudersi sulla
palla nell’istante preciso dell’impatto con il palmo ed assicurarne così la presa.
Dato che tali movimenti possono essere effettuati con diverse velocità, il SNC ha
una certa flessibilità nella scelta del loro inizio e della loro modulazione temporale.
Il secondo obiettivo del progetto è la caratterizzazione delle strategie per il
controllo dei tempi di movimento nell’intercettamento veloce in condizioni naturalistiche.
In particolare, si studierà in che misura la flessibilità nella scelta dei
tempi di movimento è vincolata dalla natura dei processi di pianificazione e di
controllo dei movimenti del braccio e della mano.
Apparato e protocollo sperimentale
I soggetti sperimentali svolgeranno un compito di intercettamento di palline
da tennis da allenamento lanciate da diverse distanze e con diverse velocità
iniziali tali da generare traiettorie con diversi tempi di volo e differenti
quote verticali di intercettamento. Le palline saranno lanciate da una speciale
apparecchiatura progettata per l’allenamento dei giocatori di cricket. Tale
apparecchiatura permette di regolare il modulo della velocità di uscita della
432 2006

palla. L’inclinazione del lanciatore rispetto al piano orizzontale permetterà
invece di variare l’angolo di elevazione del lancio. Durante gli esperimenti
saranno registrate: la posizione nello spazio del braccio, della mano, del
tronco e della testa (mediante sistema Vicon-612), la posizione degli occhi
nelle orbite oculari (mediante sistema Eyelink-II) e l’attività elettromiografica
di circa 20 muscoli che agiscono sulla spalla, sul braccio e sulle dita
(mediante elettrodi bipolari superficiali e sistema di amplificazione Delsys).
Ciascun esperimento consisterà in una serie di lanci per un totale di 27
condizioni, ciascuna ripetuta dalle 9 volte. Le 27 condizioni saranno ottenute
scegliendo ciascuna delle tre variabili sperimentali (tempo di volo, quota di
intercettamento e distanza di lancio) su tre livelli. La scelta dei valori delle
variabili sperimentali sarà compiuta in modo da ottenere per tre delle 27 condizioni
tempo di volo e velocità di spostamento retinico iniziale identici ma
differenti quote di intercettamento.
Analisi dei dati
Lo studio delle frazioni di lanci correttamente intercettati, dei tempi di
inizio del movimento, dei movimenti della mano, delle dita e degli occhi in
funzione delle variabili sperimentali permetterà di valutare l’importanza delle
diverse informazioni sulla traiettoria della palla, in particolare informazioni
derivanti dalla visione ed informazioni derivanti da un modello interno della
gravità, nel controllo dell’intercettamento. In particolare, in ciascun insieme
di condizioni sperimentali con lo stesso tempo di volo e stessa quota di intercettamento,
il compito può essere effettuato con lo stesso movimento, anche
se la distanza di lancio e quindi l’informazione visiva iniziale è differente.
Dato che un modello per la stima dell’intercettamento puramente retinico
prevede movimenti differenti in tali condizioni, almeno prima che intervengano
correzioni a movimento iniziato, tale confronto fornirà un’indicazione
del ruolo del modello interno della gravità nel processo di stima della traiettoria
della palla. Inoltre, il confronto tra le variabili di risposta tra le tre condizioni
con identiche traiettorie retiniche iniziali permetterà di valutare il ruolo
della conoscenza della distanza di lancio per la rimozione dell’ambiguità sulla
stima della velocità iniziale della palla per una data traiettoria retinica. Infine,
lo studio dei movimenti oculari, ed in particolare la direzione dello sguardo
dopo il primo movimento saccadico, permetterà sia di valutare la natura della
stima iniziale della traiettoria sia di studiare le strategie utilizzate dal SNC per
migliorare incrementalmente l’accuratezza di tale stima.
B.3.1 – Generazione di stimoli visivi tridimensionali dinamici multiattore
ad alta risoluzione per lo studio dei modelli interni (Mauro Carrozzo)
Razionale
Metodologie innovative in riabilitazione
L’efficacia dell’interazione meccanica con l’ambiente circostante richiede
inizialmente la misura accurata di alcune grandezze fisiche e, successivamente,
la loro elaborazione. Nonostante i nostri sensi non siano però in grado
di misurare con sufficiente precisione tutte le variabili in gioco siamo comun-
2006 433

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
que in grado di gestire in maniera soddisfacente molte situazioni. Probabilmente
ciò avviene perchè la scarsa precisione della misura viene compensata
dalla conoscenza a priori del valore di alcune variabili, codificata in opportuni
modelli interni. A titolo di esempio, siamo in grado di intercettare perfettamente
un oggetto in caduta libera pur non essendo in grado di misurarne l’accelerazione
con la dovuta accuratezza. Uno studio recente ha dimostrato che
l’effetto legato all’accelerazione di gravità sembrerebbe derivato da un
modello interno codificato nella corteccia vestibolare. Tale modello verrebbe
attivato dalla percezione visiva di un moto coerente con la conoscenza a
priori che abbiamo dell’effetto della forza di gravità. Nello studio in questione
(ed in altri precedenti) è stato utilizzato uno stimolo visivo generato al calcolatore
rappresentante il moto di caduta libera di una sfera lungo la verticale.
Ai soggetti veniva richiesto di intercettare la sfera in un punto preciso della
traiettoria, al variare della velocità iniziale. Questo compito è stato eseguito
anche per valori di accelerazione alterati rispetto alla norma: in particolare è
stata impiegata una accelerazione opposta alla naturale.
L’alterazione dell’accelerazione nel calcolo dello stimolo visivo è stato uno
dei fattori chiave che ha permesso di mettere in evidenza la natura del
modello interno utilizzato. In generale, la possibilità di alterare grandezze fisiche
coinvolte in un dato processo e generare quindi una rappresentazione
artificiale alterata rispetto alla normale esperienza visiva sembra essere una
metodica promettente. Per questo motivo intendiamo sviluppare stimoli visivi
ad alta risoluzione rappresentanti moti tridimensionali complessi. La simulazione
della scena dovrà includere anche l’interazione tra oggetti. Questo permetterà
di estendere il range di moti gravitazionali utilizzati negli esperimenti
precedenti e di affrontare anche il problema di come il nostro sistema nervoso
risolva la collision detection e generi la conseguente risposta.
La definizione di stimoli visivi con le caratteristiche suddette richiede la
soluzione di numerosi problemi. In primo luogo i moti devono essere calcolati
sulla base delle caratteristiche inerziali dei singoli attori e dei campi di forze
in cui sono immersi e devono tener conto delle interazioni dinamiche tra i
vari attori nella scena. Deve essere quindi risolto il problema della collision
detection: la complessità della soluzione cresce rapidamente col numero di
elementi interagenti. In secondo luogo il rendering della scena deve essere
accurato, il che vuol dire che devono essere rappresentati in maniera realistica
gli attori della scena, con un elevato livello di dettaglio e tendendo possibilmente
ad una visualizzazione di qualità fotografica. La soluzione di questi
problemi ne pone altri circa la sincronizzazione della rappresentazione grafica
con la soluzione dinamica prevista.
Obiettivi
Verranno individuati ed implementati opportuni algoritmi di calcolo della
dinamica e soluzione del problema della collision detection per ambienti tridimensionali
con attori multipli interagenti. Si studieranno quindi gli algoritmi
di rendering della scena in grado di garantire un livello di dettaglio sufficiente.
In un primo tempo si realizzeranno stimoli visivi non interattivi, eventualmente
calcolati offline e presentati sotto forma di sequenza di immagini.
434 2006

Successivamente si passerà alla definizione di stimoli interattivi che, necessariamente,
dovranno essere (almeno in parte) calcolati in tempo reale sulla
base della risposta del soggetto sperimentale.
Nella generazione degli stimoli si prenderanno in considerazione anche i
vincoli imposti dalla presentazione in ambienti particolari, in connessione
con l’uso di particolari attrezzature (per esempio stimolatori TMS o apparecchi
di Risonanza Magnetica).
Verrà valutata anche la possibilità di generare stimoli in stereoscopia, realizzando
ambienti parzialmente immersivi o, eventualmente, anche completamente
immersivi.
B.4.1 – Rappresentazione mentale della gravità in soggetti con stroke
(Elena Daprati)
Attività previste
– Definizione del protocollo di studio e preparazione del materiale.
– Selezione e reclutamento del gruppo sperimentale.
– Selezione e reclutamento del gruppo di controllo.
– Raccolta e analisi dei dati.
– Discussione e interpretazione dei risultati.
Descrizione
Metodologie innovative in riabilitazione
Studi recenti suggeriscono l’esistenza di meccanismi neurali in grado di
mimare il funzionamento del sistema motorio, formulando previsioni su eventuali
modificazioni o cambiamenti di stato (modelli interni predittivi: Kawato,
1999). Inoltre, è stato ipotizzato che nel corso della pianificazione di un’azione
il sistema nervoso centrale (SNC) possa avvalersi di conoscenze precedenti relative
alle caratteristiche fisiche del mondo esterno (teoria dell’internalizzazione
degli invarianti ambientali: Shepard, 1984). Alcuni modelli interni potrebbero
integrare le informazioni sensoriali in entrata con tali conoscenze acquisite. Un
esempio è dato dalla conoscenza implicita delle caratteristiche del moto gravitazionale
dimostrata in soggetti sani (Lacquaniti et Maioli, 1989) e manifestata
anche in ambienti in cui la gravità sia assente (come nel caso della stazione
spaziale internazionale Neurolab: McIntyre et al., 2001), o artificialmente alterata
(come in studi di laboratorio: Zago et al., 2004).
Queste ricerche sostengono l’ipotesi dell’esistenza di un modello interno della
gravità (internalizzazione dell’invariante g), che, sul nostro pianeta, è probabilmente
impiegato per compensare l’incapacità del sistema visivo di misurare correttamente
l’accelerazione di un oggetto in movimento (Werkhoven et al., 1992).
È interessante notare come alcune delle problematiche relative all’assenza
di gravità siano simili a quelle che emergono nelle patologie del sistema vestibolare.
Questa somiglianza trova una possibile base anatomo-funzionale nelle
osservazioni riportate recentemente da uno studio di neuroimmagini, da cui
emerge che un modello dell’accelerazione di gravità potrebbe essere presente
nella corteccia vestibolare (Indovina et al., 2005).
2006 435

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
La presente ricerca, che si realizza in collaborazione con A. Carlesimo, G.
Spalletta e C. Caltagirone del Dipartimento di Neurologia Clinica e Comportamentale
(IRCCS S. Lucia), si propone di valutare se, ed eventualmente come, i
meccanismi di interazione con oggetti in movimento possano risentire di
lesioni coinvolgenti la regione insulare (i.e. l’area relativa al circuito riportato da
Indovina et al., 2005). A questo scopo, saranno reclutati pazienti con diagnosi di
incidente cerebro-vascolare unilaterale, responsabile di una lesione coinvolgente
(gruppo sperimentale) o non coinvolgente l’insula (gruppo controllo).
Volontari sani, di età e scolarità comparabile con quella dei pazienti, saranno
reclutati con funzione di gruppo di controllo, per ottenere dati normativi relativi
ai compiti impiegati. Ciascun soggetto parteciperà a 3-4 sedute sperimentali.
I compiti presentati nelle sessioni sperimentali comprenderanno: (a) un
compito di intercettamento di un oggetto virtuale (Protocollo Attivo); (b) un
compito di risposta ad uno stimolo visivo (Protocollo Reattivo); (c) un compito
di orientamento di una barretta virtuale secondo la verticale terrestre (Protocollo
Verticale). Nel caso dei pazienti, uno screening neuropsicologico completo
affiancherà i test sperimentali per escludere eventuali interferenze legate a deterioramento
cognitivo. Nei compiti sperimentali saranno registrate l’accuratezza
e/o la latenza di risposta e i risultati raccolti saranno analizzati mediante software
dedicato. Nel caso dei pazienti, questi risultati saranno correlati con i dati
anatomici relativi alla lesione, con il quadro clinico e con quello neuropsicologico
al fine di valutare se, ed eventualmente come, fenomeni di adattamento
alle condizioni di alterata gravità (noti nei soggetti sani: Zago et al., 2005) siano
modificati in conseguenza della patologia specifica.
– Indovina I., Maffei V., Bosco G., Zago M., Macaluso E., Lacquaniti F. (2005)
Science 308(5720): 416-419.
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93(2): 1055-1068.
B.5.1 – Ruolo della corteccia perisilviana nell’intercettamento
di oggetti in caduta (Gianfranco Bosco)
Descrizione
La regione perisilviana comprende la corteccia insulare ed aree limitrofe
parieto-temporali disposte intorno alla porzione posteriore della scissura di
Silvio e, secondo vedute correnti, rappresenterebbe un importante centro di
elaborazione dell’informazione vestibolare. Le relazioni anatomo-funzionali
di questa regione corticale sono state caratterizzate in dettaglio nella scim-
436 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
mia, mediante metodiche di neuroanatomia ed elettrofisiologia (Grusser et
al., 1990; Guldin and Grusser, 1998), e nell’uomo mediante esperimenti di
PET e fMRI che hanno studiato le aree corticali attivate dalla stimolazione
vestibolare, nonché optocinetica e propriocettiva (Bottini et al., 2001; Lobel et
al., 1998; Bense et al., 2001; Deutschander et al., 2002; Brandt et al., 1998;
Dieterich et al., 2003). Queste ricerche hanno messo in evidenza che la corteccia
dell’insula, insieme alle circostanti aree corticali perisilviane, costituisce il
nodo centrale di una complessa rete corticale per l’integrazione multisensoriale
di segnali vestibolari, visivi e somatosensoriali comprendente anche aree
extra-silviane, quali la corteccia premotoria e la corteccia del cingolo. Ancorché
la funzione comunemente attribuita a questo network sarebbe quella di
elaborare informazioni multisensoriali per la percezione dell’orientamento del
corpo rispetto alla verticale gravitaria (Brandt et al., 1994), i risultati di un
recente studio di fMRI hanno suggerito un ruolo più ampio nei processi di
internalizzazione di informazioni relative alla accelerazione di gravità (Indovina
et al., 2005). Lo studio di Indovina et al. ha infatti mostrato come la presentazione
di stimoli visivi congruenti con la presenza della forza di gravità si
associava ad un corretto intercettamento del moto della palla e alla attivazione
delle aree appartenenti alla rete vestibolare mentre alla presentazione di
stimoli visivi incompatibili con la legge di gravità corrispondevano stime temporali
poco accurate nel compito di intercettamento e l’attivazione preferenziale
di un’area temporo-occipitale (LOS / KO) coinvolta nell’analisi di informazioni
visive di movimento (Orban et al., 2003; Van Oostende et al., 1997).
L’attivazione delle aree corticali vestibolari da parte di informazioni visive
coerenti con la presenza della gravità indicherebbe quindi che una rappresentazione
“ astratta ” della forza di gravità, derivata dalla integrazione di segnali
vestibolari, visivi e somatosensoriali, risieda nella corteccia vestibolare e sia
accessibile ad informazioni di natura gravitazionale, indipendentemente dalla
specifica modalità sensoriale coinvolta (visiva, vestibolare o propriocettiva).
L’obiettivo del presente progetto è quello di approfondire questa problematica,
studiando gli effetti della inattivazione temporanea della corteccia
perisilviana mediante stimolazione magnetica transcranica (Pascual-Leone et
al., 2000) durante l’esecuzione di un compito visuomotorio che prevede l’utilizzo
di informazioni riguardanti l’accelerazione di gravità.
Il compito rappresenta essenzialmente una variante di quello utilizzato
nello studio di Indovina et al. I soggetti, seduti di fronte al monitor di un computer,
alla distanza di 1 m, osserveranno un filmato in cui viene rappresentato
il moto verticale di una palla che viene lasciata cadere dal cornicione di un
edificio e termina all’interno di un cesto tenuto in mano da una figura umana.
In metà dei trials, verranno presentati dei moti congruenti con la legge di gravità
terrestre (moto 1g) e quindi la palla subirà una accelerazione virtuale di
9.81 m s -2 , mentre nella rimanente metà dei trials il segno dell’accelerazione
sarà invertito per cui il moto della palla sarà decelerato (moto -1g). Al fine di
impedire che i soggetti adattino le loro risposte ad una durata fissa del moto
della palla, utilizzeremo moti con 4 differenti durate comprese tra 0.7 e 0.89 s
e spaziate di 0.063 s. Moti 1g e -1g verranno presentati in blocchi di trials
separati, mentre all’interno di ciascun blocco i trials verranno randomizzati
2006 437

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
per la durata del moto. In totale verranno presentati 4 blocchi di 120 trials
ciascuno (totale: 480 trials) con un intervallo tra i vari trials di 4.5 sec. I soggetti
saranno istruiti a premere il pulsante di un mouse per intercettare l’arrivo
della palla nel fondo del cesto ed i tempi di pressione del pulsante del
mouse verranno registrati attraverso una interfaccia di acquisizione con il PC
(frequenza di campionamento: 1 Khz). Inoltre ai soggetti verrà richiesto di
mantenere la fissazione sulla testa della figura femminile per tutta la durata
di ciascun trial. Il mantenimento da parte dei soggetti della fissazione sarà
verificato registrando i movimenti oculari mediante elettrooculografia e, successivamente,
i trials in cui si dovesse verificare l’interruzione della fissazione
da parte del soggetto verranno scartati.
La stimolazione magnetica transcranica verrà effettuata mediante uno stimolatore
Magstim SuperRapid ed una bobina magnetica focale (diametro
interno 70 mm) applicata sullo scalpo del soggetto in corrispondenza della corteccia
perisilviana. L’area di stimolazione sullo scalpo verrà determinata in ciascun
soggetto mediante una procedura di posizionamento stereotassico assistito
della bobina. Secondo questa procedura, una immagine anatomica del
soggetto verrà acquisita con la metodica della risonanza magnetica nucleare,
quindi riallineata e normalizzata secondo il sistema MNI. Verranno identificati
nell’immagine anatomica i punti dello scalpo corrispondenti alle coordinate
stereotassiche MNI dell’area di interesse, oltre a punti di repere anatomici che
verranno utilizzati per determinare la trasformazione geometrica esistente tra
le coordinate nello spazio immagine e quelle nel mondo reale, acquisite
mediante il sistema di misura del movimento Optotrak (Northern Digital). Una
volta determinata detta trasformazione sarà possibile effettuare il posizionamento
guidato della bobina sullo scalpo del soggetto, utilizzando le informazioni
fornite dal suddetto sistema di misura del movimento fino al raggiungimento
del punto desiderato. Al fine di assicurare il corretto posizionamento
della bobina sullo scalpo per tutta la durata dell’esperimento, la posizione della
bobina verrà monitorata con continuità (con una frequenza di campionamento
di 10 Hz), controllando che la posizione resti all’interno di un volume
predefinito. In due gruppi di soggetti, la TMS verrà applicata in punti dello
scalpo centrati sulla corteccia vestibolare perisilviana (coordinate MNI: ±55, -
36, 16) dell’emisfero sinistro (Gruppo 1) o destro (Gruppo 2).
Al fine di interferire temporaneamente con la funzione della corteccia
perisilviana utilizzeremo un protocollo di stimolazione mediante doppi
impulsi di TMS separati da un intervallo di 100 ms e con una intensità pari al
110% della soglia dei potenziali evocati motori (MEP). Gli impulsi di TMS
saranno somministrati in corrispondenza dell’inizio della caduta della palla
virtuale (100 ms dopo l’inizio del trial) oppure 400 ms prima del completamento
del moto della palla. In tal modo verranno definite due finestre temporali
di inattivazione: la prima legata all’elaborazione dell’informazione visiva
relativa al moto della palla, la seconda invece più prossima all’elaborazione
della risposta motoria. La TMS verrà somministrata in 360 dei 480 trials totali
(180 trials per ciascuna finestra temporale) ed i trials con e senza TMS verranno
ripartiti in modo casuale all’interno di ciascun blocco. Inoltre, eventuali
effetti aspecifici legati alla procedura di stimolazione magnetica transcranica
438 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
(stimolazione uditiva e somatosensoriale) sulle risposte comportamentali
saranno controllati attraverso una procedura di stimolazione “ sham ” in metà
dei trials con TMS (180 trials). Per la stimolazione “ sham ” la bobina di stimolazione
verrà posizionata perpendicolarmente allo scalpo riproducendo in
tal modo gli effetti di stimolazione acustica e somatosensoriale ma senza
effettiva stimolazione corticale. Infine gli effetti della stimolazione magnetica
transcranica dell’area perisilviana sulle risposte comportamentali verranno
valutati quantitativamente utilizzando modelli di analisi della varianza
(ANOVA) con misure ripetute.
– Bense S., Stephan T., Yousry T.-A., Brandt T., Dieterich M. (2001) J Neurophysiol
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B.6.1 – Il modello interno della gravità: studi di risonanza magnetica
funzionale (William L. Miller)
Attività previste
– Esperimenti combinati di psicofisica e risonanza magnetica funzionale
(fMRI).
Descrizione
L’obiettivo generale di questo progetto è studiare le aree cerebrali che
mediano la percezione e la rappresentazione della gravità, utilizzando la tecnica
della risonanza magnetica funzionale (fMRI). Lo studio dell’intercetta-
2006 439

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
mento di oggetti in caduta libera ha fornito evidenza della presenza nell’uomo
di un modello interiorizzato della gravità terrestre (Lacquaniti e Maioli, 1989;
McIntyre et al., 2001; Zago et al., 2004). Tramite la tecnica di fMRI, il laboratorio
ha recentemente identificato una rete di aree nella corteccia vestibolare
attivate preferenzialmente dall’osservazione dell’accelerazione naturale (Indovina
et al., 2005). In seguito a questa importante scoperta, la fase attuale dello
studio prosegue con l’identificazione dei fattori visivi e visuomotori che possono
influenzare la percezione della gravità e quindi modulare l’attivazione
della rete gravitazionale; e con approfondimenti sulla connettività dinamica
tra i componenti della stessa rete.
1. Importanza della presenza di un riferimento esplicito di scala nello stimolo
visivo – Nell’anno 2005 abbiamo iniziato un nuovo studio per determinare
quanto i riferimenti di scala presenti nello stimolo visivo siano necessari
per l’attivazione e lo sfruttamento della rappresentazione interna della gravità
per l’intercettamento. In particolare, si è ipotizzato che un fattore di scala,
derivato da informazioni presenti nello sfondo visivo, potrebbe essere importante
nella trasformazione dei parametri della traiettoria da coordinate retiniche
a coordinate fisiche, permettendo così una stima accurata del tempo di
arrivo dell’oggetto. Questa ipotesi è stata confermata in un primo esperimento
di psicofisica e fMRI: quando l’informazione nello sfondo visivo fornisce un
fattore di scala, i soggetti intercettano meglio i moti gravitazionali rispetto a
quando lo sfondo è privo di tale informazione. I risultati fMRI mostravano
che questa differenza è rappresentata specificamente nel cervelletto vestibolare
e nei nuclei vestibolari, aree che integrano informazioni sia visiva sia
vestibolare (Miller et al., submitted).
In questo ultimo esperimento, però, il fattore imposto di scala (una figura
umana davanti ad un edificio) forniva anche informazione di realismo e naturalismo
che potenzialmente poteva aumentare il senso nel soggetto di una
presenza di un campo gravitazionale nella scena visiva. Quindi, per mirare
meglio la questione dell’utilizzo di un fattore di scala visivo nell’intercettamento,
sarà eseguito un secondo esperimento in cui viene modulato esplicitamente
il fattore di scala, mantenendo costanti altre informazioni relative al
realismo. 20 soggetti verranno istruiti a premere un tasto come per intercettare
una palla che sale e scende quando essa raggiunge il punto di partenza,
mentre mantengono la fissazione sullo stesso punto di partenza. In diversi
blocchi di trial, elementi dello sfondo cambieranno proporzioni relative per
effettuare un cambiamento di scala imposta (fattore di scala S1 oppure S2),
mentre il movimento della palla rimarrà uguale tra le condizioni. La velocità
iniziale sarà variata casualmente per evitare prevedibilità, e l’accelerazione
sarà variata tra 1 g oppure -1 g (con grandezza sempre calibrata relativa al
fattore di scala S1). I dati di risonanza magnetica funzionale (fMRI) saranno
acquisiti con l’apparecchio di risonanza magnetica a 3 Tesla (Siemens Magnetom
Allegra). I dati fMRI saranno sottoposti a elaborazione ed analisi statistica
utilizzando il programma SPM5. Saranno confrontate l’interazione
(S1 – S2)*(1g - -1g) per determinare come cambiano le attivazioni della “ rete
gravitazionale ” in funzione del cambiamento di scala apparente.
440 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
2. Effetto di diverse piste d’ingresso visivo dell’informazione relativo al
moto – Finora gli esperimenti fMRI (Indovina et al., 2005; Miller et al., submitted)
sono stati condotti chiedendo ai soggetti di fissare sempre un punto
centrale nello stimolo visivo, per evitare attivazioni di aree cerebrali legate ai
movimenti oculari. Di conseguenza il quadro di riferimento retinico era sempre
allineato con quello del “ mondo ” (l’immagine dello stimolo), e quindi il
soggetto era costretto a stimare parametri della traiettoria solo tramite cambiamenti
di grandezze dei segnali retinici. Sotto questa condizione, entrambi
gli esperimenti hanno mostrato evidenza di una rete cerebrale legata alla percezione
della gravità e l’utilizzo del modello interno della gravità nell’intercettamento.
In realtà, però, è più naturale inseguire un oggetto in moto durante
l’intercettamento di esso. Inseguire l’oggetto vuol dire che il quadro retinico
cambia dinamicamente relativamente a quello del mondo, tramite i meccanismi
oculomotori di “ saccade ” e “ smooth pursuit ”. In questo caso, informazioni
relative al moto dell’oggetto vengono fornite dalla posizione e dai
movimenti degli occhi nonché dalle grandezze dei segnali retinici. Infatti,
esperimenti di psicofisica dell’intercettamento nel laboratorio hanno anche
mostrato l’utilizzo del modello interno della gravità mentre al soggetto era
lasciata l’opportunità di inseguire l’oggetto durante il compito (e.g., Zago et al.
2004). Queste due condizioni oculomotorie molto diverse (fissazione vs. inseguimento),
implicando piste diverse dell’estrazione dell’informazione dalla
scena visiva, comunque provocano entrambe evidentemente l’attivazione e l’utilizzo
del modello interno della gravità.
Queste osservazioni sperimentali saranno messe a prova direttamente in
un esperimento fMRI. 20 soggetti saranno sottoposti ad uno scan fMRI mentre
intercettano una palla che sale e scende in due condizioni oculomotorie:
fissazione (soggetti fissano un punto centrale, vedi Esperimento 1 sopra), ed
inseguimento (soggetti inseguono la palla durante il suo volo), in blocchi di
trial alternati. Dettagli del disegno sperimentale ed analisi dati saranno come
nell’ Esperimento 1. Saranno confrontate l’interazione (Inseguimento – Fissazione)*(1g
- -1g) per determinare come cambiano le attivazioni della “ rete gravitazionale
” ed il comportamento motorio in funzione del cambiamento di
strategia oculomotoria. Durante l’esperimento movimenti oculari saranno
misurati con un sistema “ eye tracker ”, con questi dati saranno calcolati percentuali
e tempistiche delle saccadi e pursuits.
3. Analisi addizionali sui dati fMRI acquisiti nell’esperimento del 2005 (presenza/assenza
di un fattore di scala) – (a) Effetto del cambiamento dello
sfondo visivo sul singolo soggetto. I risultati relativi all’effetto positivo della
presenza di un esplicito fattore di scala nello sfondo visivo sono stati rilevati
tramite un’analisi statistica “ between groups ”, cioè un confronto tra un
gruppo che ha visto uno sfondo informativo ed un altro che ha visto uno
sfondo non-informativo. In realtà, ogni soggetto ha partecipato ad un secondo
esperimento eseguito 24 ore dopo il primo, facendo lo stesso compito ma
visualizzando lo sfondo alternativo rispetto a quello visto il primo giorno.
Questo disegno sperimentale completo permette un’analisi dell’effetto di
modulare la presenza di informazioni sull’apparente scala nello stesso sog-
2006 441

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
getto, tramite un’analisi “ within-subjects ”. I dati comportamentali indicano
che tutti e due i gruppi di soggetti tendevano a conservare la loro prestazione
di intercettamento sui due giorni dell’esperimento, indipendentemente dal
tipo di sfondo visto il primo giorno. Un’analisi dei dati fMRI è in corso con l’obiettivo
di scoprire i correlati neuronali di questa impostazione del comportamento
del primo giorno sul secondo giorno. (b) Connettività funzionale nella
rete gravitazionale e con altre aree cerebrali. Sarà eseguita un’analisi su come
i componenti della rete gravitazionale lavorano insieme durante l’intercettamento
di oggetti balistici in vista. Si ipotizza che la modulazione della percezione
della gravità tramite cambiamenti delle caratteristiche dell’input risulterebbe
in modulazioni differenziali dei componenti della rete gravitazionale,
quindi cambiando le relazioni dinamiche tra loro. La tecnica “ standard ” di
analisi dei dati fMRI, basata sulle differenze delle medie dei segnali per ogni
condizione, fornisce una mappatura statistica “ statica ” delle attivazioni cerebrali
legate a particolari condizioni sperimentali. La questione in oggetto,
invece, richiede tecniche d’avanguardia di carattere “ dinamico ” che forniscono
stime, per esempio, delle relazioni di connettività e sincronia tra i
segnali delle diverse condizioni. Saranno quindi applicati metodi ben stabiliti
nel campo di elettrofisiologia e in crescita nel campo di fMRI, inclusi analisi
di Fourier (fase e coerenza) e teoria dell’informazione (Shannon information,
mutual information).
– Indovina I., Maffei V., Bosco G., Zago M., Macaluso E., Lacquaniti F. (2005)
Science 308: 416-419.
– Lacquaniti F., Maioli C. (1989) J Neurosci 9: 134-148.
– McIntyre J., Zago M., Berthoz A., Lacquaniti F. (2001) Nat Neurosci 4: 693-694.
– Miller W.L., Maffei V., Bosco G., Iosa M., Indovina I., Zago M., Macaluso E.,
Lacquaniti F. (submitted) Vestibular cerebellum puts visual gravitational motion in
context.
– Zago M., Bosco G., Maffei V., Iosa M., Ivanenko Y., Lacquaniti F. (2004) J Neurophysiol
91: 1620-1634.
B.7.1 – Controllo dei movimenti locomotori: meccanismi base
dell’attività muscolare (Yuri P. Ivanenko)
Descrizione
La locomozione può essere adattata a diverse condizioni esterne, velocità
e modi di progressione. Essa costituisce un esempio rilevante di come i circuiti
spinali responsabili dei riflessi elementari agevolino il controllo del
movimento volontario e l’adattamento a diverse condizioni. La locomozione
nell’uomo, animale bipede, richiede tuttavia anche un significativo controllo
posturale che impegna i centri sovraspinali. Comprendere i meccanismi, le
strategie che il sistema nervoso centrale adotta per promuovere un determinato
atto motorio costituisce un problema molto complesso. Una corretta
locomozione nei soggetti sani e nei soggetti con patologie motorie, richiede
sia l’abilità di generare e mantenere i patterns locomotori appropriati per
442 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
muoversi verso una precisa destinazione, sia quella di cambiare i suddetti patterns
in risposta a perturbazioni esterne ed interne e a movimenti complessi.
Un concetto oramai accettato dalla comunità scientifica è che il sistema
nervoso centrale adotti strategie al fine di ridurre la complessità del problema
(Bernstein, 1967; Orlovsky et al., 1999; Lacquaniti et al., 1999, 2002).
Una linea recente di pensiero afferma che ciò è raggiunto impiegando un
numero limitato di primitive motorie che, combinate tra loro, producono
l’intero repertorio di movimenti. L’attivazione sincrona di alcuni gruppi
muscolari può a sua volta attivare campi di forza all’estremità degli arti per
produrre una specifica cinematica dell’estremità stessa. Secondo quest’idea,
al fine di produrre un movimento arbitrario, il sistema nervoso centrale produce
una sequenza di attivazioni sincrone di gruppi di motoneuroni corrispondenti
alle primitive motorie. Un numero di studi nella rana e nel ratto
(Bizzi et al., 2000; Kargo and Giszter, 2000; d’Avella et al., 2003; Hart and
Giszter, 2004) hanno fornito conferme a questa ipotesi. Un concetto simile
circa un limitato set di base di sinergie muscolari è stato introdotto anche
nel controllo dell’equilibrio nel gatto e nell’uomo (Krishnamoorthy et al.,
2003; Ting and Macpherson, 2005). In accordo con questa idea delle primitive,
altri autori (Davis and Vaughan, 1993; Olree and Vaughan, 1995; Ivanenko
et al., 2003; 2004; 2005; Cappellini et al., 2006) hanno dimostrato che
l’attività muscolare può essere spiegata attraverso 5 componenti di base di
attivazione in una varietà di stati di locomozione che rappresentano brevi
attività in momenti specifici del passo. Queste attivazioni dei muscoli
(motoneuroni) durante la locomozione umana che avvengono in bursts di
attività è probabile riflettano l’attività implicita dei generatori di schemi
motori così come la modulazione propriocettiva.
Cammino e corsa, due tipi di locomozione umana, possono essere controllati
da reti comuni di generatori spinali di schemi motori. Dal punto di
vista energetico il cammino e la corsa differiscono enormemente. Il nostro
organismo, per progredire nella locomozione, risolve le problematiche energetiche
in modo ingegnoso. Con modico dispendio di energia trasforma l’energia
potenziale in cinetica. Sposta il baricentro oltre la base d’appoggio,
ripristinando l’equilibrio passo dopo passo, alternativamente. Durante il cammino,
l’energia potenziale aumenta con il diminuire della cinetica e viceversa.
Nella corsa, invece, l’energia cinetica e potenziale aumentano e diminuiscono
contemporaneamente, in altre parole agiscono in accordo perché, in questo
caso, si sfrutta l’energia elastica del piede. Le differenze tra la cinematica e la
cinetica del cammino e della corsa implicano che le attività muscolari siano
altrettanto differenti.
L’uomo cambia spontaneamente tipo di locomozione, passa cioè dal cammino
alla corsa, al fine di aumentare la propria velocità di avanzamento
risparmiando energia. L’analisi fattoriale applicata a cammino e corsa ha
mostrato che i patterns di attivazione muscolare durante la corsa possono
essere spiegati da 5 componenti temporali come per il cammino (Cappellini et
al., 2006). Ogni componente si distribuisce su un gruppo simile di muscoli
degli arti inferiori nel cammino e nella corsa, ma su muscoli del tronco e degli
arti superiori differenti. La differenza maggiore riscontrata tra cammino e
2006 443

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
corsa è che una componente temporale durante la fase di appoggio della
corsa è traslata ad una fase precedente nel ciclo del passo rispetto alla stessa
componente del cammino. Il cammino e la corsa, pur avendo esigenze biomeccaniche
diverse, hanno simili componenti temporali di attivazione
muscolare che possono essere visti come segnali fondamentali di controllo in
uscita dai generatori spinali di schemi motori che governano l’attività di
gruppi di muscoli durante la locomozione. Questa sequenza di attivazione è
associata con la locomozione, rimanendo inalterata a cambiamenti nella velocità
di locomozione o al supporto del peso corporeo durante la locomozione.
Approfondiremo questo argomento studiando come questi patterns d’attivazione
di base interagiscono con l’attività muscolare richiesta per movimenti
complessi (cammino indietro, galopping, hopping), per combinazione di
modi di locomozione (skipping), per transizioni di fase, per l’inizio del passo o
per rapidi cambiamenti nella velocità di locomozione al fine di comprendere
la biforcazione di programmi locomotori.
Lo skipping è un modo di locomozione usato dai bambini di circa 4-5
anni originato dalla necessità di camminare a velocità elevate non naturali
per il cammino normale. Gli astronauti nelle missioni Apollo hanno provato
diversi tipi di locomozione in condizioni di ridotta gravità ed il tipo preferito
era lo skipping. Lo skipping differisce dal cammino per la fase di volo e dalla
corsa per la fase di doppio supporto. Quando eseguito dagli adulti provoca la
percezione di velocità elevata. Dal punto di vista biomeccanico, lo skipping è
simile al galoppo dei quadrupedi (Minetti, 1998). Sia nello skipping che nel
galoppo, il meccanismo del pendolo e quello elastico (simile a quello di una
molla) collaborano al fine di conservare l’energia meccanica. Quindi lo skipping
può essere visto come biforcazione tra due modi di locomozione, il cammino
e la corsa. Lo studio di questo modo di locomozione può, quindi, essere
d’aiuto nella comprensione di ciò che rimane inalterato e ciò che si modifica
nel programma motorio tra cammino e corsa.
L’inizio del passo è la transizione di fase dalla fase di quiete alla fase stazionaria
del cammino. I muscoli delle estremità inferiori sono attivati in
modo standardizzato e generano i momenti di forza alle caviglie e all’anca che
muovono il corpo come un pendolo invertito (Crenna and Frigo, 1991; Breniere
and Do, 1991). Tuttavia, gli studi precedenti sono stati limitati all’analisi
degli eventi cinematici locali o alla registrazione di un piccolo numero di
muscoli. In che misura si può affermare che il programma motorio per l’inizio
del passo sia equivalente a quello usato per cambiare la velocità della locomozione
o per fare un passo sopra un ostacolo? È stato supposto che principi
comuni potessero essere alla base della programmazione dell’inizio del passo
e del cammino stesso (Crenna and Frigo, 1991; Brunt et al., 1999). Quindi, il
programma motorio per l’inizio del passo può essere una semplice modifica
dello stesso programma motorio per fare un passo. Alternativamente, la combinazione
del programma invariabile di locomozione con un movimento
volontario ci porta ad affermare che i movimenti complessi sono prodotti
dalla sovrapposizione di programmi motori. Clinicamente questo studio è di
interesse per l’inizio del passo in pazienti con la malattia del Parkinson
(Dunne et al., 1987).
444 2006

Metodologie innovative in riabilitazione
In questo studio verranno utilizzate le tecniche di analisi statistica multivariata
(analisi fattoriale) per spiegare l’interdipendenza esistente all’interno
di un insieme numeroso di variabili tramite un numero esiguo di fattori sottostanti
non osservabili, incorrelati tra loro. Esamineremo la cinematica, la
dinamica e l’attività muscolare attraverso la registrazione della cinematica
(VICON system), delle forze di contatto con il terreno (piattaforme di forza
KISTLER) e delle attività elettromiografiche (elettrodi di superficie bipolari
DELSYS) di 32 muscoli bilaterali dell’arto inferiore e del tronco. Si applicherà
l’analisi fattoriale ai patterns elettromiografici di 32 muscoli bilaterali dell’arto
inferiore e del tronco con una particolare enfasi alle caratteristiche invarianti
del passo umano, al fine di identificare i patterns coordinati per l’attivazione
dei muscoli dell’intero corpo durante la locomozione (inizio del passo,
movimenti complessi quali per esempio cammino indietro, skipping, galopping,
hopping, transizioni di fase).
L’applicazione della tecnica della Risonanza Magnetica Funzionale allo
studio dell’attività dei motoneuroni del midollo spinale umano è ancora in
fase embrionale, quindi rimarrà difficile la sua applicazione al cammino. È
possibile visualizzare l’attività dei motoneuroni del midollo spinale dell’uomo
durante la locomozione attraverso le mappe spazio-temporali dell’attività
motoneuronale associando i patterns muscolari registrati all’ubicazione dei
motoneuroni (Ivanenko et al., 2006). Questa tecnica, simile a quella recentemente
riportata per il gatto (Yakovenko et al., 2002), non mostra l’organizzazione
del CPG direttamente, ma mostra come l’output del CPG è diretto ai
muscoli. Questo approccio fornisce informazioni sull’output dei generatori
spinali in termini di controllo segmentale più che in termini di controllo dei
muscoli individuali.
Al fine di studiare l’organizzazione dei componenti di base, verranno
costruite le mappe spazio-temporali dell’attività motoneuronale in differenti
condizioni associando i patterns muscolari all’ubicazione dell’insieme dei
motoneuroni del midollo spinale nell’uomo. Per esempio, il cammino e la
corsa a velocità non preferite (a 9 e 5 km/h, rispettivamente) richiede un’attività
muscolare maggiore (Prilutsky and Gregor, 2001) consistente con l’idea
che l’attivazione dei muscoli principali delle gambe agisce come un innesco
per la transizione di fase; applicheremo la tecnica delle mappe spazio-temporali
dell’attività motoneuronale al fine di comprendere i meccanismi che si
celano dietro le transizioni (cammino-corsa, postura-inizio del passo) e le
biforcazioni dei programmi locomotori.
– Bernstein N. (1967) The Co-ordination and Regulation of Movements. Pergamon
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– Bizzi E., D’Avella A., Saltiel P., Tresch M. (2002) Neuroscientist 8(5): 437-442.
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2006 445

Sezione III: Linea di ricerca corrente B
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B.7.2 – Valutazione dell’outcome riabilitativo e neurologico in pazienti
con lesione midollare traumatica e non traumatica
(Giorgio Scivoletto)
Razionale
Scopo del progetto è la valutazione dell’outcome neurologico e funzionale
dei pazienti con lesioni midollari di origine non traumatica (in particolare di
sottopopolazioni con diverse eziologie non traumatiche) in confronto ai
pazienti con lesione traumatica. A causa delle diverse caratteristiche cliniche
le due popolazioni sono infatti poco paragonabili fra loro: i pazienti con
lesione traumatica sono in genere più giovani, hanno spesso una lesione
midollare completa e in genere mostrano un intervallo lesione-ricovero in
riabilitazione più corto; queste variabili sono tutte considerate dei fattori prognostici
per il recupero sia neurologico che funzionale; di conseguenza il confronto
dell’outcome in due popolazioni con caratteristiche così diverse
potrebbe risultare falsato. Al contrario, alla luce delle nuove proposte terapeutiche
(sia farmacologiche che biologiche e riabilitative) è indispensabile, per
la valutazione dell’efficacia dei trattamenti, conoscere l’evoluzione precisa
delle lesioni midollari di varia eziologia.
In un precedente studio sono state confrontate una popolazione di
pazienti con lesione non traumatica e una di pazienti con lesione traumatica;
eliminando con appropriata metodica statistica gli effetti dei fattori confondenti
già menzionati (età, livello, completezza della lesione, intervallo lesionericovero)
le due popolazioni hanno mostrato outcomes sostanzialmente
sovrapponibili.
446 2006

Descrizione
Metodologie innovative in riabilitazione
Verrà effettuata un’analisi retrospettiva delle cartelle cliniche dei pazienti
mielolesi ricoverati presso l’IRCCS S. Lucia: verranno selezionati di volta in
volta pazienti con lesioni midollari non traumatiche di natura diversa (vascolare,
infiammatoria, neoplastica, ecc.); si è deciso di dividere in questo senso i
pazienti nell’ipotesi che lesioni midollari con eziologia diversa possano avere
condizioni cliniche ed evoluzione differente fra di loro. Le caratteristiche cliniche
e l’outcome di queste popolazioni verranno confrontate (con appropriata
metodica statistica per eliminare l’influenza dei fattori confondenti)
con quelli di pazienti con mielolesione traumatica.
Risultati acquisiti
Scivoletto G., Morganti B., Farchi S., Molinari M. Traumatic and non
traumatic spinal cord lesions: an italian comparison of rehabilitation and neurologic
outcome. Inviato a Physical Therapy.
2006 447

C – NEUROSCIENZE SPERIMENTALI
GIORGIO BERNARDI
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
RAZIONALE ED OBIETTIVI
Interesse principale dei Laboratori di Neuroscienze Sperimentali sono i
programmi di ricerca relativi alla comprensione dell’etiopatogenesi di diverse
malattie neurodegenerative ed autoimmuni del sistema nervoso centrale e
periferico. A tale scopo viene utilizzato un approccio sperimentale comprendente
studi in vivo ed in vitro e innovative metodiche di biologia comportamentale,
cellulare, molecolare e di genetica, elettrofisiologia, farmacologia,
istologia-istochimica, citofluorimetria e biochimica.
Tra le tematiche studiate si ricordano:
– I meccanismi d’azione di farmaci neuroprotettivi nel sistema nervoso
centrale e Periferico.
– Le patologie a carico di aree corticali e sottocorticali (in particolare
dello striato) di origine cerebrovascolare e degenerativo.
– I meccanismi d’attivazione della risposta immunitaria in malattie neurodegenerative
(Alzheimer) e autoimmuni (Sclerosi Multipla).
– I mediatori neurobiologici e neuromolecolari dell’apoptosi.
– Lo studio delle funzioni cognitive di selettive aree cerebrali.
C. 1 – PLASTICITÀ DELLE CONNESSIONI NEURONALI IN RAPPORTO
ALL’APPRENDIMENTO E ALLA MEMORIA IN CONDIZIONI FISIOPATOLOGICHE
Questo gruppo di progetti è orientato allo studio dei fenomeni neuroplastici
che caratterizzano i processi di apprendimento e memorizzazione.
L’obiettivo generale è quello di identificare il contributo specifico di
diverse aree cerebrali (il cervelletto, l’ippocampo, lo striato e la corteccia prefrontale)
ai processi di apprendimento e l’analisi delle interazioni che coinvolgono
l’attività di queste aree in apprendimenti specifici.
Articolazione
C.1.1 – Analisi delle strategie di foraging in presenza di lesione cerebellare
(Laura Mandolesi)
C.1.2 – Analisi stereo-morfologica di neuroni piramidali neocorticali in
presenza di danno colinergico del proencefalo basale (Laura Petrosini)
C.1.3 – Laboratorio di Neurobiologia del Comportamento
(Stefano Puglisi Allegra)
C.2 – STUDIO MULTIDISCIPLINARE DEI MECCANISMI CELLULARI E MOLECOLARI
ALLA BASE DI PATOLOGIE NEURODEGENERATIVE
Nel presente settore di ricerca, i laboratori coinvolti svolgeranno programmi
di ricerca relativi alla comprensione dell’etiopatogenesi di diverse
malattie neurodegenerative del sistema nervoso centrale e periferico. A tale
scopo, verranno adottati approcci sperimentali in vivo ed in vitro e verranno
affrontate tematiche e metodiche di biologia cellulare e molecolare, di istologiaistochimica,
di biochimica, di genetica, elettrofisiologia e farmacologia.
450 2006

Neuroscienze sperimentali
Articolazione
C.2.1 – Atrofia Muscolare Spinale (Tilmann Achsel)
C.2.2 – Alterazioni della morfologia corticale e spinale e modificazioni delle
funzioni cognitive e motorie nel topo G93A, un modello murino della
sclerosi laterale amiotrofica (Martine Ammassari-Teule)
C.2.3 – Basi Molecolari e Cellulari della Sindrome dell’X Fragile (Claudia Bagni)
C.2.4 – Analisi del ruolo della chinasi Mutata nell’Atassia Telangiectasica
(ATM) nella morte cellulare programmata e nel differenziamento
neuronale (Daniela Barilà)
C.2.5 – Alterazioni funzionali nella attività elettrica dei neuroni
dopaminergici della sostanza nera pars compacta: ruolo delle
afferenze sinaptiche estrinseche (Nicola Berretta)
C.2.6 – Ruolo delle Scaffolding Proteins e del recettore NMDA nella
plasticità sinaptica corticostriatale in modelli sperimentali di
malattie neurodegenerative (Paolo Calabresi)
C.2.7 – Analisi dello stress e della morte cellulare nella malattia di Alzheimer in
modelli animali e cellulari di nuova concezione (Francesco Cecconi)
C.2.8 – Strategie terapeutiche per la Corea di Huntington. Il ruolo
di c-AMP-responsive element (CREB) (Francesca Romana Fusco)
C.2.9 – Recettori metabotropici del glutammato, risposte neuronali e canali
transienti (TRP) (Ezia Guatteo)
C.2.10 – Ruolo della tossicità da glutammato in un modello sperimentale di
Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) (Patrizia Longone)
C.2.11 – Modulazione della trasmissione GABAergica mediata dalle amine in
traccia in neuroni dopaminergici del mesencefalo ventrale
(Nicola Biagio Mercuri)
C.2.12 – Caratterizzazione di “ marcatori di danno ” in modelli sperimentali
neurodegenerativi e di danno assonale (Marco Molinari)
C.2.13 – Studi di epidemiologia molecolare, caratterizzazione genotipofenotipo
ed identificazione di nuovi loci e geni malattia nelle malattie
neurologiche (Antonio Orlacchio)
C.2.14 – Alterazioni patologiche della plasticità sinaptica nello striato come
modello di patologie neurodegenerative (Antonio Pisani)
C.2.15 – Alterazioni di Fosfodiesterasi specifiche nei neuroni striatali un
modello di parkinsonismo sperimentale nel ratto (Giuseppe Sancesario)
C.2.16 – Analisi della regolazione post-trascrizionale della espressione genica
nel differenziamento neuronale (Claudio Sette)
C.2.17 – Ruolo dei neuropeptidi: effetti neurofisiologici (Alessandro Stefani)
C.2.18 – Investigazioni di Proteomica e Metabonomica nelle sindromi
neurodegenerative (Andrea Urbani)
C.2.19 – Patologie neurodegenerative e recettori purinergici (Cinzia Volonté)
2006 451

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
C. 3 – STUDIO MULTIDISCIPLINARE DELL’IMMUNOPATOGENESI
DELLA SCLEROSI MULTIPLA
Nel presente settore di ricerca, i laboratori coinvolti svolgeranno programmi
di ricerca relativi alla comprensione dell’immunopatogenesi della
Sclerosi Multipla, adottando approcci sperimentali in vivo ed in vitro. In particolare,
mediante sofisticate analisi di citomica, proteomica ed elettrofisiologia,
verranno studiati sia i meccanismi di base responsabili del danno demielinizzante,
sia i markers biologici di malattia, valutando il deficit neurologico
e l’alterata plasticità sinaptica neuronale associati alla risposta autoimmune e
ai difetti di immunoregolazione caratteristici di tale patologia.
Articolazione
C.3.1 – Studio delle caratteristiche fenotipiche e funzionali dei linfociti T
regolatori nella Sclerosi Multipla (Luca Battistini)
C.3.2 – Studio delle alterazioni indotte dalle Cu,Zn superossido dismutasi
mutanti associate alla sclerosi laterale amiotrofica di tipo familiare
(Maria Teresa Carrì)
C.3.3 – Studio dell’attività neuronale e sinaptica in topi con encefalite allergica
sperimentale, modello animale di sclerosi multipla (Diego Centonze)
C.1.1 – Analisi delle strategie di foraging in presenza di lesione cerebellare
(Laura Mandolesi)
Descrizione
Nel vasto ambito dello studio sulle funzioni spaziali negli animali, in questi
ultimi anni sta riscuotendo interesse anche l’analisi delle diverse strategie
di ricerca di cibo in particolari ambienti. Tale aspetto è stato ampiamente
investigato attraverso l’uso di particolari apparati, come ad esempio il labirinto
radiale (Olton and Samuelson, 1976), il labirinto ad acqua (Morris et al.,
1982) o l’open field (Denenberg, 1969).
Mentre nei labirinti come quello ad acqua e l’open field, le traiettorie
esplorative non sono predefinite, nei labirinti come quello radiale, le traiettorie
di ricerca sono dipendenti dalla disposizione e dalla lunghezza dei bracci,
per cui il comportamento di esplorazione che ne risulta è in un certo senso
predefinito. È stato dimostrato che i ratti sono in grado di modificare le loro
strategie di ricerca in relazione alle limitazioni fisiche dell’ambiente in cui si
trovano (Schenk et al., 1990). Ad esempio, è stato evidenziato che i ratti nell’esplorare
un labirinto radiale modificano le strategie di ricerca incrementando
in maniera significativa il numero delle visite nei bracci adiacenti (Mandolesi
et al., 2001). E inoltre, in un open field contenente differenti oggetti, i roditori
sono in grado di modificare le loro strategie di ricerca in relazione alla disposizione
spaziale degli oggetti (Mandolesi et al., 2003). Tali risultati sottolineano
come l’esplorazione di un ambiente sia dipendente dalla struttura dell’ambiente
stesso. Lo studio del comportamento di esplorazione libera di
452 2006

Neuroscienze sperimentali
ambienti senza alcuna limitazione fisica, foraging, si colloca proprio nell’ottica
di valutare come cambino le strategie di ricerca in differenti contesti. A
tal fine sono stati introdotti nuovi paradigmi sperimentali (Mandolesi et al.,
2003) e i risultati ottenuti dimostrano che il comportamento di ricerca differisce
in termini di efficacia in relazione ai diversi vincoli spaziali dell’ambiente.
L’obiettivo principale del presente progetto è quello di indagare come vengano
esplorate diverse configurazioni spaziali in presenza di lesioni cerebellari
che come precedentemente dimostrato causano un deficit di esplorazione
(Mandolesi et al., 2003).
Metodologia
Nella presente ricerca saranno utilizzati ratti adulti Wistar allevati nelle
condizioni standard di laboratorio. La metà del campione, il cui numero sarà
di circa 60 unità, verrà sottoposta ad emicerebellectomia destra tramite aspirazione
chirurgica. Gli animali saranno anestetizzati con una soluzione di
ketamina (90 mg/kg) e xylazina (15 mg/kg) somministrata i.p.
La testatura comportamentale avrà luogo a sintomatologia stabilizzata,
dopo circa due settimane dall’intervento.
L’apparato sperimentale utilizzato consisterà di un arena circolare (140
cm di diametro) in cui verranno posizionati nove piccoli contenitori contenenti
il rinforzo, posizionati secondo diverse configurazioni. In particolare,
verranno utilizzate configurazioni a forma di croce, a forma di matrice, con
tre clusters ed infine una configurazione random. In tutte le configurazioni, il
compito dell’animale è quello di visitare i nove contenitori al fine di mangiarne
il rinforzo. La procedura sperimentale consisterà di cinque sessioni
giornaliere, composte a loro volta da sei prove.
I parametri presi in considerazione saranno il tempo di ricerca (in
secondi) impiegato per risolvere il compito; il numero delle visite (sia corrette
che sbagliate) effettuate in ogni prova; il numero degli errori totali; la percentuale
delle visite corrette; la più lunga sequenza di visite effettuate correttamente;
il primo errore; la distanza percorsa (in centimetri) e la distanza percorsa
nella parte più periferica dell’arena; il tipo di traiettoria utilizzata.
– Denenberg V.H. (1969) in Tobach E. (Ed) Experimental approach to the study of
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2006 453

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
C.1.2 – Analisi stereo-morfologica di neuroni piramidali neocorticali
in presenza di danno colinergico del proencefalo basale
(Laura Petrosini)
Descrizione
Dato che il sistema colinergico del proencefalo basale gioca un ruolo centrale
nei processi di apprendimento e memoria, è stata avanzata la cosiddetta
“ ipotesi colinergica ” delle demenze, che propone che alcuni stati patologici
caratterizzati da disfunzione cognitiva siano dovuti alla perdita della funzione
colinergica. Supporto a questa posizione deriva da studi che indicano che la
proiezione colinergica dal proencefalo basale alle varie aree neocorticali è la
via più precocemente e gravemente compromessa nei pazienti con malattia di
Alzheimer. Altre ricerche inoltre riportano gravi deficit cognitivi indotti dalla
somministrazione di farmaci anticolinergici.
Fra i vari tentativi di riprodurre la demenza tipo Alzheimer in modelli
animali, uno dei più fruttuosi è quello in cui viene prodotta una ipofunzione
colinergica attraverso la manipolazione sperimentale dei nuclei del proencefalo
basale. In particolare, si può ottenere una selettiva lesione dei neuroni
colinergici del proencefalo basale attraverso l’uso della immunotossina 192-
IgG saporina che è in grado di bloccare la sintesi proteica nei neuroni colinergici.
Le iniezioni intraparenchimali nel nucleo basale magnocellulare (NMB)
della tossina provocano lesioni del sistema proencefalico basale, rendendo il
modello di deplezione colinergica particolarmente adatto per lo studio degli
effetti dell’assenza della proiezione colinergica alla neocortex.
Recenti studi hanno dimostrato che l’esposizione ad ambienti stimolanti
comporta un miglioramento delle prestazioni comportamentali negli animali
normali e fornisce sostanziali benefici funzionali in soggetti portatori di
lesioni. Inoltre, l’allevamento in ambiente arricchito aumenta l’ampiezza e la
densità neuronale, l’estensione dendritica, la densità delle spine, il numero
delle sinapsi, lo spessore corticale. In seguito ad allevamento in ambiente
arricchito è stato dimostrato un chiaro aumento della neurogenesi nel giro
dentato di ratti adulti nonché una riduzione dell’apoptosi nell’ippocampo.
Tutte queste evidenze indicano che l’allevamento in ambiente arricchito è in
grado di modellare le circuitazioni neuronali ed aumentare il recupero funzionale
a seguito di lesioni encefaliche. Sebbene l’evidenza sperimentale sia
ancora incompleta e i processi responsabili di questi effetti benefici siano
ancora in larga misura sconosciuti, appare comunque evidente che l’esposizione
a contesti stimolanti rappresenta uno dei più importanti fattori che
modula la plasticità neuronale e il recupero funzionale. Da tenere presente
che anche la letteratura clinica sottolinea l’associazione tra aumentate stimolazioni
ambientali e ridotto rischio di malattia di Alzheimer.
Nel presente progetto di ricerca ci si propone di analizzare come le condizioni
di allevamento siano in grado di modificare la struttura dei neuroni piramidali
della corteccia frontale e parietale in presenza di deplezione colinergica
del proencefalo basale. In particolare, dato l’interessamento dei diversi strati
corticali in circuiti diversi di afferenze ed efferenze con altre strutture corticali
454 2006

e sottocorticali, ci si propone di analizzare i neuroni piramidali del III e del V
strato della corteccia parietale e frontale. Considerata inoltre la specificità della
funzionalità recettiva dell’arborizzazione apicale e basale nei neuroni piramidali,
l’analisi sarà tesa ad indagare le eventuali difformità fra i cambiamenti
intervenuti nelle due porzioni della ramificazione dendritica.
Metodologia
Saranno usati ratti Wistar che al 21° giorno post-natale, saranno allevati
in condizioni arricchite, o in condizioni standard. Gli animali saranno mantenuti
nelle rispettive condizioni di allevamento fino a 3 mesi di età, momento
in cui i due gruppi saranno ulteriormente ripartiti in due sottogruppi. Il
gruppo arricchito sarà suddiviso in due sottogruppi, di cui uno comprenderà
ratti che riceveranno l’infusione bilaterale di 192 IgG saporina nel nucleo
basale magnocellulare, e l’altro sarà costituito da ratti arricchiti usati come
controlli. Anche il gruppo allevato in condizioni standard sarà suddiviso in
due sottogruppi analoghi ai due sottogruppi precedentemente descritti. In
questo modo si otterranno quattro gruppi sperimentali, due arricchiti e due
allevati in condizioni standard, due con deplezione colinergica e due integri.
Per ottenere la degenerazione del sistema colinergico proencefalico saranno
effettuate a tre mesi d’età iniezioni stereotassiche bilaterali di tossina coniugata
192 IgC-saporina nel nucleo basale magnocellulare (NBM). Alla fine del periodo
di testatura comportamentale, per ottenere una colorazione neuronale tipo
Golgi, gli animali saranno anestetizzati e riceveranno iniezioni frontali e parietali
di una soluzione di tracciante retrogrado BDA e di un agonista dei recettori
glutammatergici NMDA. Dopo 96 ore, gli animali anestetizzati saranno sacrificati
mediante perfusione transcardiaca di una soluzione di fissaggio.
Una volta prelevati, i cervelli saranno conservati per 24 ore in sucrosio, e
poi tagliati al microtomo congelatore in sezioni dello spessore di 50 micron. I
neuroni marcati con BDA saranno evidenziati usando il complesso avidinabiotina
e analizzati alla Neurolucida. In particolare saranno analizzati i neuroni
piramidali del terzo e del quinto strato in cui si prenderanno in considerazione
cinque parametri: il numero delle spine dendritiche; la densità delle
stesse sull’arborizzazione dendritica; l’estensione complessiva dell’arborizzazione;
il numero totale delle ramificazioni, dato dalla somma dei nodi dendritici;
il numero delle intersezioni dei dendriti con una serie di anelli concentrici,
posti ad intervalli di 10 micron a partire dal centro del corpo cellulare.
Tali parametri sono ritenuti indici di sinaptogenesi, fenomeno plastico di fondamentale
importanza nel SNC.
C.1.3 – Laboratorio di Neurobiologia del Comportamento
(Stefano Puglisi Allegra)
Neuroscienze sperimentali
Nel corso del 2006 sarà approfondito lo studio del ruolo della trasmissione
noradrenergica prefrontale e della regolazione su quella dopaminergica
meso-accumbens nella ricomparsa della preferenza condizionata ad un
ambiente precedentemente appaiato a sostanze d’abuso. A questo scopo sarà
2006 455

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
usato il test del “ reinstatement ” per verificare se la deafferentazione selettiva
delle proiezioni noradrenergiche alla corteccia prefrontale mediale, effettuata
dopo l’acquisizione di una preferenza spaziale condizionata in topi del ceppo
C57BL/6J e l’estinzione della stessa, impedisce il recupero, indotto da uno
stressor (“ foot-shock ”) o dall’ampiamento di “ cues ” ambientali associati
all’ambiente in cui viene somministrata la sostanza.
Sarà inoltre studiato il ruolo della trasmissione catecolaminergica cortico-sottocorticale
nell’acquisizione di una preferenza spaziale condizionata in
presenza di sostanze naturali (ad es. cibo) o di sostanze note per la loro capacità
di indurre delle reazioni avversive (ad es. cili, o stressor inevitabili) allo
scopo di verificare se i circuiti fronto-cortico-limbici sono implicati in
maniera simile nell’attribuzione di motivazione incentivante positiva o negativa.
Un’attenzione specifica sarà rivolta allo studio degli effetti di uno stress
inevitabile sulla risposta catecolaminergica nella corteccia prefrontale e della
sua regolazione della risposta dopaminergica in aree mesolimbiche come il
nucleus accumbens, un’area che ricopre un ruolo fondamentale nell’apprendimento
e nell’attribuzione di motivazione incentivante.
C.2.1 – Atrofia Muscolare Spinale (Tilmann Achsel)
Attività previste
L’atrofia spinale muscolare (ASM) è una malattia causata da una diminuzione
della proteina SMN, un fattore coinvolto nello splicing. Nonostante la
sua presenza ubiquitaria, ci sono indicazioni che i neuroni siano più suscettibili
alla mancanza di SMN a causa di un suo secondo ruolo. Noi guarderemo
in particolare le proteine LSm1-7, che interagiscono con SMN in vitro. Queste
proteine formano un complesso che, in tutte le cellule somatiche, ha un ruolo
nella regolazione della traduzione. In precedenza abbiamo osservato che la
proteina LSm1 è molto presente nei prolungamenti di neuroni; ci proponiamo
ora di approfondire quale sia il ruolo di LSm1 nella regolazione della
traduzione neuronale, e quale sia l’influenza di una mancanza della proteina
SMN sulla localizzazione e funzione delle proteine LSm.
In un secondo filone di ricerca, abbiamo studiato alterazioni di splicing
dei messaggeri in un modello cellulare della Sclerosi Laterale Amiotrofica
(SLA). Queste alterazioni toccano una gran parte di mRNAs, e possono
così contribuire significativamente alla destabilizzazione dei neuroni.
Vogliamo ora stabilire la causa di queste alterazioni dello splicing. Inoltre, il
degrado dei motoneuroni progredisce in modo simile in SLA e ASM, e la
proteina SMN, proteina causativa della ASM, ha un ruolo nello splicing.
Perciò, vogliamo studiare se un difetto simile dello splicing si manifesta
pure in cellule-modello di ASM.
Descrizione
Per capire il ruolo delle proteine LSm nei dendriti e l’influenza che la proteina
SMN ha in questa funzione, vogliamo:
456 2006

Neuroscienze sperimentali
– Analizzare la distribuzione di LSm1 di estratti di cervello su gradienti
di sucrosi: complessi attivi o inibiti nella traduzione sedimentano con velocità
caratteristiche.
– Immunoprecipitare LSm1, da estratti di cervello o da frazioni di gradienti
di sucrosi, e studiare in Western Blot quali proteine di traduzione si
associano.
– Introdurre siRNA in neuroni primari per abbassare il livello della proteina
SMN; siRNA saranno introdotti tramite trasfezione (elettroporazione),
un metodo già codificato in laboratorio. In tal modo, si potrà vedere se la
mancanza di SMN modifica la localizzazione di LSm1.
Per la linea di ricerca su splicing alternativo vogliamo studiare quale
cascata di segnali cambia lo splicing attraverso:
– Lo studio, tramite vari inibitori specifici, di come si propaga il segnale
da stress ossidativo e danno mitocondriale fino al cambio dello splicing.
– L’arricchimento di due famiglie di proteine che sono coinvolte nelle
scelte di diti di splicing – le proteine hnRNP e SR – per analizzare modulazioni
tramite metodi di proteomica. Questi esperimenti saranno eseguiti in
collaborazione con l’unità proteomica dell’IRCCS S. Lucia – Prof. Andrea
Urbani e Prof. Giorgio Federici.
– Studio di un modello che abbiamo sviluppato in precedenza: cellule di
neuroblastoma che esprimono poco SMN, per vedere se la mancanza della
proteina SMN porta a un cambiamento dello splicing simile a quello dovuto
al danno mitocondriale.
Risultati acquisiti
Per la funzione del complesso LSm1-7, abbiamo visto che:
– LSm1 è presente lungo i prolungamenti di neuroni primari di varie
origini.
– LSm1 è presente in aggregati puntiformi nei dendriti in tutto il cervello
di topo.
– Questi punti non contengono un marcatore della funzione conosciuta
di LSm1, che suggerisce un’altra funzione della proteina.
– LSm1 si lega ad mRNAs che sono localizzati lungo i dendriti neuronali.
Questi dati suggeriscono che LSm1 abbia un ruolo nel trasporto e/o nella
regolazione di mRNAs dendritici.
Per quanto riguarda lo splicing alternativo, abbiamo osservato che:
– Paraquat, un generatore di stress ossidativo ed un modello della SLA,
cambia il rapporto di isoforme che risultano da splicing alternativo.
– Tutti gli mRNAs che subiscono splicing alternativo (8/8 osservati) si
modificano e quindi cambia l’espressione genica.
– Cellule di origine neuronale sono più suscettibili rispetto a cellule di
origine diversa.
2006 457

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
Le nostre ricerche hanno una importanza nello studio una malattia quale
la SLA:
– Si usa il trattamento con paraquat per creare modelli di cellule in coltura
della SLA.
– Solo i neuroni cambiano lo splicing alternativo, e questo contribuisce
alla destabilizzazione dei neuroni.
– In tal senso, questo meccanismo potrebbe dare un contributo importante
alla degenerazione dei neuroni che si osserva nella SLA.
C.2.2 – Alterazioni della morfologia corticale e spinale
e modificazioni delle funzioni cognitive e motorie
nel topo G93A, un modello murino
della sclerosi laterale amiotrofica (Martine Ammassari-Teule)
Descrizione
La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia dei neuroni motori
con un’incidenza stimata di 1.5/100.000. Un’alterazione fisiologica identificata
come un possibile meccanismo responsabile della SLA è l’eccesso di radicali
liberi che, aumentando lo stress ossidativo neuronale, induce neurodegenerazione.
L’eccesso di radicali liberi è dovuto alla disfunzione di un enzima che,
in condizioni normali, provvede alla loro eliminazione. Infatti circa il 20%
della forma familiare della SLA è associata a mutazioni del gene della superossido
dismutasi (SOD1), e topi transgenici (G93A), nei quali è stato introdotto
il gene umano mutato della SOD1, sviluppano una patologia motoria
simile alla SLA. Poiché la SLA è considerata una malattia dei motoneuroni,
gli studi sperimentali svolti su questi animali hanno focalizzato su alterazioni
a carico dei neuroni spinali e sui disturbi motori. Tuttavia, nei pazienti SLA,
sono state anche identificate anomalie nel sistema nervoso centrale accompagnate
da vari disturbi cognitivi.
Lo scopo del nostro progetto è verificare se le anomalie dei neuroni nella
corteccia frontale e il deficit nelle funzioni esecutive precedono o si sviluppano
parallelamente alle anomalie dei neuroni spinali e al deficit motorio nel
topo G93A.
Consideriamo che cambiamenti pre-sintomatici nelle funzioni cognitive
e nella morfologia corticale potrebbero fornire dei marcatori precoci della
patologia utili per anticipare trattamenti terapeutici. A tale scopo, la natura
e la progressione del deficit cognitivo verranno analizzati a due momenti
dello sviluppo (svezzamento: 3 settimane; raggiungimento dell’età adulta:
3 mesi) e sarà accompagnato da una descrizione delle anomalie a carico dei
motoneuroni e dei neuroni corticali in termine di: (a) numero di cellule,
(b) organizzazione dell’arborizzazione dendritica, (c) controllo del livello di
espressione della proteina da shock termico (heat shock protein: hsp).
Associando studi comportamentali, morfologici e di biologia molecolare
intendiamo definire il “ time course ” della degenerazione spinale e corticale.
458 2006

In particolare, consideriamo che cambiamenti pre-sintomatici nelle funzioni
cognitive e nella morfologia corticale potrebbero fornire dei marcatori precoci
della patologia utili per anticipare trattamenti terapeutici.
Risultati preliminari
Il modello animale della sclerosi laterale amiotofica (SLA) è fornito dai
topi transgenici (G93A) che sovra-esprimono il gene umano mutato che codifica
per l’enzima G93A SOD1. Mentre i disturbi motori di questi animali sono
stati ampiamente descritti, il loro profilo cognitivo nella fase precedente
all’apparizione dei sintomi motori non è stato tuttora caratterizzato. Abbiamo
quindi analizzato la loro capacità ad elaborare l’informazione spaziale
insieme ad alcuni parametri funzionali dell’ippocampo.
I nostri dati hanno rivelato una maggiore reattività dei topi mutanti ai
cambiamenti apportati a configurazioni di oggetti disseminati in una arena
insieme ad un aumento dei livelli di espressione della subunità GluR1 dei
recettori AMPA e ad un prolungamento della durata del potenziamento a
lungo termine nell’ippocampo. Sembra quindi che, prima di indurre una
eccito-tossicità generalizzata, gli alti livelli di glutammato cerebrale, già presenti
nei topi mutanti prima dell’apparizione dei sintomi motori, siano in
grado di indurre dei cambiamenti molecolari e sinaptici favorevoli alla elaborazione
dell’informazione spaziale. Questi dati suggeriscono, quindi, la presenza
di anomalie comportamentali pre-sintomatiche selettivamente associate
alla mutazione del gene SOD1 (Spalloni A., Geracitano R., Berretta N., Sgobio
C., Bernardi G., Mercuri N.B., Longone P., Ammassari-Teule M. (2006) Exp
Neurol 197(2): 505-514. Epub 2005 Nov 23).
Metodologie
Neuroscienze sperimentali
Gli esperimenti comportamentali avranno per scopo esaminare parallelamente
le funzioni motorie e cognitive. L’analisi delle funzioni motorie verrà eseguita
tramite valutazione della locomozione (test dell’open field) delle capacità
di nuoto (test del water maze) e del coordinamento motorio (test del rotarod).
Gli esperimenti di morfologia verranno effettuati usando il metodo di
impregnazione di Golgi e la tecnica di Nissl. L’impregnazione di Golgi permette
di definire il grado di complessità della arborizzazione dendritica (lunghezza
e biforcazione dei dendriti), la densità delle spine dendritiche e la loro
morfologia che, a sua volta, permette di stimare il loro grado di maturazione.
La tecnica di Nissl verrà utilizzata per quantificare il numero di cellule nei tessuti
spinali e corticali ad ogni fase dello sviluppo.
Gli esperimenti di biologia molecolare verranno eseguiti tramite la tecnica
di western-blotting. Verranno stimati i livelli di alcuni heat shock protein 70
(hsp 70, hsp 25) la cui espressione rifletta processi di sofferenza neuronale in
motoneuroni spinali e neuroni corticali.
Infine, assumendo l’esistenza di differenze nella espressione di alcuni hsp,
si utilizzerà la microscopia confocale per determinare se le hsp sono maggiormente
espresse nelle cellule gliali o neuronali, e se la loro co-localizzazione
varia a seconda della fase di sviluppo considerata.
2006 459

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
C.2.3 – Basi molecolari e cellulari della Sindrome dell’X Fragile
(Claudia Bagni)
La Sindrome dell’X Fragile è la forma più frequente di ritardo mentale
ereditario legata al malfunzionamento di un gene, FMR1, situato sul cromosoma
X che codifica per la proteina FMRP. Il quadro clinico consiste in un
ritardo mentale di grado variabile, da moderato a severo, e da una serie di
caratteristiche fisiche quali dismorfie del volto, macro-orchidismo nei maschi
e lassità dei legamenti. FMRP appartiene alla famiglia delle proteine che
legano l’RNA ed è stata implicata nel controllo traduzionale alle sinapsi. Non
è ancora chiaro come l’assenza di un regolatore traduzionale come FMRP
possa portare ad un deficit nell’apprendimento e nella memorizzazione e
quindi al ritardo mentale osservato nei pazienti affetti dalla sindrome.
Poiché ad oggi sono stati isolati soltanto alcuni RNA messaggeri regolati da
FMRP è di primaria importanza estendere questo studio al fine di caratterizzare
il complesso ribonucleoproteico in cui FMRP esercita un’azione regolativa.
Attività previste per il I anno
1. Studio del complesso FMRP-PSD-95 – Abbiamo identificato e dimostrato
che l’mRNA codificante per la proteina PSD-95 viene legato direttamente
da FMRP che ne regola la sua stabilità. In cellule neuronali ippocampali,
in assenza di FMRP, l’mRNA per PSD-95 ha una vita media notevolmente
ridotta. Questo potrebbe spiegare i fenomeni di plasticità sinaptica
alterata riscontrata nei pazienti e nel modello murino per la Sindrome.
Ci proponiamo adesso di sviluppare ulteriormente questo studio e caratterizzare
quale dei quattro domini di FMRP che legano gli RNA è responsabile
di questa interazione. Passeremo poi ad analizzare la sequenza nucleotidica
presente sul 3’UTR dell’mRNA di PSD-95 responsabile dell’interazione
con FMRP. Questo ci permetterà di identificare un nuovo motivo di sequenza
riconosciuto dalla proteina FMRP e che potrebbe trovarsi anche in altri
mRNA neuronali regolati dalla stessa.
Il goal finale di questo studio è quello di comprendere meglio l’alterazione
del meccanismo molecolare responsabile della dismorfogenesi delle spine
osservata nei pazienti con tale Sindrome.
2. Regolazione della sintesi proteica locale – Abbiamo precedentemente
dimostrato che FMRP agisce come un repressore traduzionale di specifici
mRNA neuronali. Stiamo attualmente delucidando come FMRP assolva questa
funzione dissezionando i differenti componenti (RNA/proteine) che fanno
parte del complesso di FMRP e che giocano un ruolo nella repressione traduzionale
degli mRNA alle sinapsi.
C.2.4 – Analisi del ruolo della chinasi Mutata nell’Atassia Telangiectasica
(ATM) nella morte cellulare programmata e nel differenziamento
neuronale (Daniela Barilà)
La morte cellulare programmata o apoptosi è coinvolta nello sviluppo
embrionale ed è un evento la cui attivazione deve essere finemente regolata.
460 2006

Neuroscienze sperimentali
In particolare, un eccesso di apoptosi contribuisce alla neurodegenerazione
tipica di molte patologie neurologiche, mentre una deficienza nella risposta
apoptotica favorisce ad esempio allo sviluppo tumorale.
L’Atassia Telangiectasica (AT) è una patologia caratterizzata da degenerazione
delle cellule del Purkinje, che determina la progressiva atassia e che suggerisce
un aumento della morte cellulare programmata a carico di quello specifico
tipo cellulare. D’altra parte, pazienti affetti da questa patologia, mostrano
un forte incremento della probabilità di sviluppare tumori, soprattutto a livello
del sistema immunitario (linfomi e leucemie). Questa osservazione suggerisce
che contrariamente a quanto descritto per le cellule cerebellari, le cellule del
sistema immunitario dei pazienti AT sono resistenti alla risposta apoptotica.
L’AT è una malattia monogenica caratterizzata da mutazioni su entrambi
gli alleli per il gene atm che causano l’assenza nei pazienti della proteina corrispondente
ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated). ATM è una serina-treoninachinasi-PI-3-kinase-like
centrale nella risposta al danno al DNA indotto da rotture
a doppio filamento. Questo tipo di danno insorge spontaneamente durante
lo sviluppo oppure può essere indotto da fattori ambientali, come le radiazioni
ionizzanti, o svilupparsi in situazioni patologiche, come ad esempio alcune
neurodegenerazioni. In ogni caso, l’attività chinasica di ATM viene indotta ed è
necessaria per trasdurre la fosforilazione di diversi substrati di ATM, modulandone
la funzione e contribuendo quindi all’arresto del ciclo cellulare e al riparo
del danno oppure all’attivazione della risposta apoptotica. Lo scopo finale di
questa risposta è prevenire la replicazione del DNA in presenza di danno e
quindi la conseguente instabilità genomica.
Il nostro obiettivo è studiare in vitro i meccanismi molecolari con cui
ATM partecipa alla risposta apoptotica in condizioni normali e patologiche, in
diversi tipi cellulari, in modo da favorire la comprensione del complesso quadro
clinico dei pazienti ed identificare nuove possibili strategie di intervento
terapeutico.
Attività previste per il I anno
Il nostro lavoro si sviluppa in tre direzioni principali:
1. Studio del ruolo di ATM nell’apoptosi indotta da Fas nel sistema immunitario
– Il differenziamento e l’omeostasi del sistema immunitario sono finemente
regolati dall’apoptosi trasdotta dal recettore di morte Fas. Difetti in
questa risposta sono chiaramente associati a sviluppo di tumori del sistema
immunitario e ad immunodeficienza. I pazienti AT mostrano un aumento
rilevante dell’incidenza di linfomi e leucemie.
Il nostro obiettivo è verificare se e come ATM partecipi alla morte cellulare
indotta da Fas. Ci proponiamo quindi di analizzare l’attivazione di ATM a
valle di Fas e il ruolo di ATM nella morte cellulare.
Risultati acquisiti e disegno sperimentale futuro: utilizzando una linea
cellulare linfoblastoide sensibile all’apoptosi indotta da Fas abbiamo dimostrato
che Fas induce l’attività chinasica di ATM e la fosforilazione di alcune
proteine, descritte come substrati di ATM in risposta al danno indotto da
radiazioni ionizzanti, quali p53, Chk2 e H2AX. Sono disponibili diverse linee
2006 461

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
linfoblastoidi derivate da pazienti AT o da donatori sani. Abbiamo analizzato
mediante citofluorimetria la sensibilità di queste linee cellulari alla morte
indotta da Fas e dimostrato che l’assenza di ATM rende le cellule dei pazienti
AT fortemente resistenti all’apoptosi. La morte cellulare a valle di Fas coinvolge
una cascata di eventi molto ben caratterizzata, basata sul reclutamento
e sull’attivazione di una cistein-proteasi, Caspasi-8, che media l’attivazione a
valle di altre caspasi responsabili delle modifiche biochimiche e strutturali
che culminano con la degradazione del DNA e con la morte cellulare.
Abbiamo trasfettato stabilmente linee di pazienti AT con opportuni vettori che
consentono di ripristinare l’espressione di ATM-wt o ATM-Kin ossia privo di
attività chinasica.
Ci proponiamo utilizzando queste linee di studiare la traduzione
del segnale a valle di Fas in presenza ed in assenza di ATM, in modo da identificare
il meccanismo molecolare con cui ATM modula questa risposta
apoptotica. Tali studi consentiranno di identificare nuove funzioni di ATM e
di approfondire il meccanismo che determina l’insorgenza di linfomi associata
all’AT.
2. Studio del ruolo di ATM nell’apoptosi associata a diverse patologie neurodegenerative
– Uno dei principali effettori della risposta apoptotica a valle di
ATM è p53, un fattore trascrizionale la cui attività è regolata da diverse modifiche
post-traduzionali, tra cui la fosforilazione in Serina15 dipendente da
ATM. p53 ha un ruolo centrale nella morte cellulare associata a diverse patologie
neurodegenerative tra cui la Sclerosi Laterale Amiotrofica e l’Alzheimer.
Ci proponiamo quindi di utilizzare modelli cellulari in vitro di queste patologie
per testare l’ipotesi che l’attività di ATM sia indotta e partecipi a tradurre
il segnale apoptotico in questi contesti patologici. Inoltre, vogliamo verificare
se la somministrazione in vitro ed in vivo su sistemi animali modello di specifici
inibitori dell’attività chinasica di ATM possa inibire il processo apoptotico
ed in definitiva quindi rallentare l’insorgenza o la progressione della patologia.
3. Studio del ruolo e dell’attività di ATM nel differenziamento neuronale –
Ci proponiamo di verificare se il differenziamento neuronale in vitro induca o
modifichi l’attività chinasica di ATM e se, viceversa, l’inibizione farmacologia
dell’attività chinasica di ATM alteri il differenziamento.
A tale scopo utilizzeremo diversi sistemi modello di cui stiamo al momento
testando la convenienza rispetto agli anticorpi ed ai reagenti disponibili per lo
studio di ATM.
C.2.5 – Alterazioni funzionali nella attività elettrica dei neuroni
dopaminergici della sostanza nera pars compacta:
ruolo delle afferenze sinaptiche estrinseche (Nicola Berretta)
Razionale
I neuroni dopaminergici della Sostanza Nera pars compacta (SNc) svolgono
un ruolo essenziale nel controllo motorio, tale per cui una loro degenerazione
costituisce la causa principale dei disturbi motori associati a disfun-
462 2006

Neuroscienze sperimentali
zioni extrapiramidali come quelli tipici del Morbo di Parkinson. Le alterazioni
funzionali dell’eccitabilità di questi neuroni si riflettono in modificazioni nell’entità
e nella modalità di rilascio di dopamina (DA) nelle aree di proiezione,
infatti è stato osservato che anche delle modificazioni nelle modalità di scarica
dei neuroni dopaminergici può influire sostanzialmente sulla quantità di
DA rilasciata nel Nucleo Striato. Da ciò si evince quanto le afferenze sinaptiche
a questi neuroni possano giocare un ruolo determinante nel modificare le
loro proprietà di scarica e dunque la loro funzionalità nell’ambito di tutto il
sistema dei gangli della base.
Tra le afferenze estrinseche, le principali sono di natura inibitoria
GABAergica, provenienti soprattutto dallo Striato e dal Pallido, tuttavia esiste
anche una consistente afferenza di tipo eccitatorio glutammatergico, soprattutto
dal Nucleo Subtalamico e dal Nucleo Peduncolopontino. Molti studi
sono stati condotti sull’azione postsinaptica di queste afferenze, ma poco è
noto sull’azione che il GABA ed il glutammato svolgono a livello presinaptico.
D’altra parte è presumibile ipotizzare che queste afferenze possano essere
sottoposte ad una fine modulazione nella loro efficacia, e che sia proprio
attraverso spostamenti nel bilanciamento tra eccitazione ed inibizione che i
neuroni dopaminergici modifichino la loro risposta funzionale nelle diverse
condizioni fisiologiche e patologiche.
I meccanismi sottostanti la modulazione presinaptica di rilascio di trasmettitore
sono da lungo tempo oggetto di studio ed appare chiaro come questa
possa esplicarsi sia attraverso meccanismi di modificazione nella permeabilità
dei canali Ca 2+ voltaggio-dipendenti presenti sui terminali sinaptici, la
cui apertura presiede al rilascio delle vescicole sinaptiche, sia attraverso meccanismi
indipendenti dall’ingresso di calcio, per azione diretta sull’apparato
che presiede alla fusione delle vescicole alla membrana presinaptica. D’altra
parte, comprendere con maggiore precisione quali siano i meccanismi che
presiedono tale modulazione può risultare particolarmente importante qualora
si vogliano definire target specifici per interventi farmacologici, volti a
ristabilire un corretto bilanciamento del rapporto eccitazione-inibizione degli
input ai neuroni dopaminergici.
Obiettivi
I nostri studi prenderanno dunque in esame il meccanismo attraverso cui
i terminali GABAergici afferenti alle cellule dopaminergiche della SNc siano
modulati dal GABA stesso, per un meccanismo di auto-inibizione GABABdipendente,
e dal glutammato, mediante stimolazione dei recettori metabotropici
del glutammato (mGluRs) di tipo III. Per tale scopo utilizzeremo preparati
slice di mesencefalo ventrale, mantenuti con procedure standard, su
cui eseguiremo registrazioni elettrofisiologiche in whole-cell patch-clamp.
Tale analisi prevedrà diverse fasi che possono essere riassunte secondo lo
schema seguente:
1. Analisi degli affetti di AP4, agonista dei recettori mGluR-III, e baclofen,
agonista dei recettori GABAB, sulle risposte sinaptiche mediate dai recettori
GABAA, evocate da stimolazione locale.
2006 463

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
2. Analisi degli affetti di AP4 e baclofen sulle correnti sinaptiche spontanee
GABAergiche, in assenza ed in presenza di bloccanti di canali Na + e Ca 2+
voltaggio-dipendenti.
3. Analisi degli affetti di AP4 e baclofen sulle correnti sinaptiche spontanee
GABAergiche indotte da tossine specifiche che agiscono sul rilascio vescicolare
Ca 2+ -dipendente e Ca 2+ -indipendente.
C.2.6 – Ruolo delle Scaffolding Proteins e del recettore NMDA
nella plasticità sinaptica corticostriatale in modelli sperimentali
di malattie neurodegenerative (Paolo Calabresi)
Nelle sinapsi del sistema nervoso centrale i recettori NMDA sono raggruppati
in una frazione subcellulare altamente organizzata, la Post Synaptic
Density (PSD), dinamicamente regolata grazie all’aggregazione dei recettori
ionotropici glutammatergici con le proteine di adesione e gli elementi di trasduzione
del segnale. È noto che la funzionalità del recettore NMDA è modulata
da processi di fosforilazione e che la fosforilazione di subunità specifiche
del recettore risulta modificata in condizioni patologiche. Le proprietà fisiologiche
dei recettori NMDA sono determinate non solo dalla composizione delle
loro subunità e dalla loro localizzazione cellulare, ma anche dall’interazione
proteica che governa la cascata di eventi innescata dall’attivazione recettoriale.
Tra queste, la CaMKII è direttamente legata alla regione c-terminale
delle subunità NR2A e 2B del complesso recettoriale NMDA competendo, a
livello della subunità NR2A, con il legame con PSD-95. Il complesso proteico
postsinaptico associato al recettore NMDA rappresenta un elemento chiave
nella patogenesi delle modificazioni sinaptiche a lungo termine e delle anormalità
motorie in modelli sperimentali di molte malattie neurodegenerative
tra cui il Morbo di Parkinson (PD).
Tra le “ scaffolding proteins ” i componenti della famiglia proteica delle
MAGUK (membrane-associated guanylate kinase), come la SAP97 e la
SAP102, sono stati coinvolti nei meccanismi molecolari che regolano il “ trafficking
” e il “ clustering ” dei recettori ionotropici del glutammato (Glu) al
compartimento postsinaptico.
Sul terminale presinaptico la “ cytomatrix assembled at the active zone ”
(CAZ) rappresenta il sito di rilascio del neurotrasmettitore ed è una zona altamente
organizzata per il “ trafficking ” delle vescicole sinaptiche (SV). In questa
zona “ Piccolo ” e “ Bassoon ” sono due proteine che svolgono un ruolo chiave
nel trasporto delle SV nella zona attiva e nella loro fusione con la membrana
sinaptica per il rilascio di glutammato dal terminale corticostriatale. Risultati
preliminari ottenuti da test comportamentali ed elettrofisiologici indicano che
la proteina Bassoon (BSN) ha ruoli differenti nella modulazione della plasticità
sinaptica delle diverse popolazioni neuronali dello striato suggerendo una sua
funzione regolatoria nell’organizzazione delle sinapsi glutammatergiche striatali.
Tuttavia nessuno studio ha finora chiaramente dimostrato i meccanismi
alla base dell’attività di questa e di altre SCAFFs nello striato, area di particolare
interesse clinico in quanto sede dei più importanti fenomeni di plasticità
464 2006

Neuroscienze sperimentali
sinaptica e costituita da popolazioni neuronali selettivamente vulnerabili alla
neurodegenerazione. Uno studio più approfondito della trasmissione sinaptica
striatale dal punto di vista elettrofisiologico sarebbe pertanto necessario per
correlare i deficit cognitivi ad alterazioni neurofisiologiche ed investigare a
fondo sui meccanismi alla base dei danni causati dai deficit trasmettitoriali
dovuti alla mancata funzione delle SCAFFs.
Attività previste per il I e il II anno
1. Analisi della plasticità sinaptica corticostriatale dopo l’applicazione in
vitro di specifici peptidi ad azione disaccoppiante delle varie subunità del
recettore NMDA registrata da: (a) ratti controllo, (b) animali lesionati, (c) animali
non discinetici trattati con L-DOPA, (d) animali non discinetici trattati
con L-DOPA che hanno sviluppato discinesie. A tal fine, effettueremo registrazioni
elettrofisiologiche intracellulari da fettine corticostriatali di ratti
6-OHDA e trattati cronicamente con L-DOPA con specifici peptidi (TAT2A e
2B) in grado di impedire alle “ scaffolding proteins ” (SAP97, SAP102) di trasportare
le diverse subunità del recettore NMDA al complesso recettoriale
sulla membrana postsinaptica.
Attività previste per il II e il III anno
1. Studio del ruolo delle alterazioni nel rilascio delle vescicole sinaptiche
dal terminale corticostriatale presinaptico in topi KO per “ Piccolo ” e Bassoon
” sulle proprietà elettrofisiologiche nei vari sottotipi neuronali presenti
nello striato (spiny neurons e fast-spiking). In questi animali KO studieremo,
inoltre, l’eventuale alterazione della plasticità sinaptica corticostriatale e del
suo depotenziamento nei due differenti tipi neuronali striatali.
2. Nei topi BSN KO e WT saranno valutate l’attività locomotoria con il
test dell’open field e vari tipi di apprendimento a carico del nuclei striato e
ippocampo tramite test del cross/water maze, del fear extinction e dell’active
avoidance.
Risultati acquisiti
Recentemente, abbiamo dimostrato come insieme alla plasticità sinaptica
striatale anche l’attività della CaMKII e la composizione del complesso recettoriale
NMDA risultino alterate nello striato di ratti lesionati con 6-OHDA
(Picconi et al., (2005) Neurotoxicol 26(5); 779-783). Sia il trattamento subcronico
con L-DOPA (4 giorni) che inibitori specifici della kinasi, somministrati
localmente a ratti lesionati con 6-OHDA, erano in grado di riportare la fosforilazione
della CaMKII a livelli fisiologici, di ripristinare la plasticità sinaptica
striatale e di revertire le alterazioni motorie da denervazione. Da questi risultati
si è concluso che uno dei meccanismi alla base dell’azione terapeutica
della L-DOPA potrebbe essere la normalizzazione dei livelli di autofosforilazione
della CaMKII che giocano un ruolo chiave nella trasmissione eccitatoria
striatale, nella genesi dell’LTP e nel controllo dell’attività motoria come evidenziato
nel modello sperimentale di MP.
2006 465

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
È stata, inoltre, già valutata l’organizzazione strutturale delle PSD purificate
da: (a) ratti controllo, (b) animali lesionati, (c) animali non discinetici
trattati con L-DOPA, (d) animali non discinetici trattati con L-DOPA che
hanno sviluppato discinesie. A questo scopo è stata valutata l’organizzazione
molecolare del recettore NMDA e l’associazione di “ scaffolding proteins ”
come i membri delle MAGUK (SAP97, PSD-95 e SAP102) (Gardoni et al.
(2006) J Neurosci 26(11): 2914-2922).
C.2.7 – Analisi dello stress e della morte cellulare nella malattia
di Alzheimer in modelli animali e cellulari di nuova concezione
(Francesco Cecconi)
La morte cellulare ha luogo mediante apoptosi o necrosi. Questi due
meccanismi hanno “ firme ” istologiche e biochimiche distinte. L’apoptosi è
coinvolta nello sviluppo embrionale ed è una caratteristica delle malattie neurologiche
sia acute che croniche. Quando viene indotta apoptosi, una cascata
biochimica attiva proteasi che distruggono le molecole richieste per la sopravvivenza
cellulare e ne attivano altre che mediano un programma di suicidio
cellulare. L’apoptosoma è il più caratterizzato dei motori molecolari responsabili
di questa cascata enzimatica. L’inattivazione del componente apoptosomico
Apaf1 in embrioni di topo porta ad un accumulo di cellule cerebrali
soprannumerarie. Avendo osservato in precedenza che precursori neuronali
(Neural Precursor Cells, NPCs) in embrioni Apaf1 -/- ed in condizioni di coltura
(cellule ETNA -/- ) sfuggono alla morte cellulare programmata indotta da stimoli
neurodegenerativi caratteristici della malattia di Alzheimer (AD; ad es. il
peptide beta-amiloide) e della sclerosi laterale amiotrofica (ALS; ad es. la
forma mutante G93A della superossido dismutasi 1) e mantengono il loro
potenziale differenziativo, abbiamo deciso di individuare i network molecolari
a monte ed a valle dell’attivazione dell’apoptosoma in sistemi modello
della malattia di Alzheimer in vitro. Abbiamo inoltre generato linee condizionali
del mutante Apaf1 per confermare in vivo i nostri risultati.
Attività previste per il I anno
Ruoli di Apaf1 e dell’apoptosoma nelle neurodegenerazioni – Le linee murine
Apaf1flox e Fc98 line generate da noi in precedenza, verranno incrociate con il
modello transgenico L7ag13 per modulare l’attività del gene Apaf1 nella corteccia
e nell’ippocampo adulti. La linea doppio-transgenica verrà quindi incrociata
con un modello animale di AD (Tg2576). Questo modello porta un transgene
codificante per l’isoforma della proteina precursore dell’amiloide (APP)
derivante da una vasta famiglia svedese affetta da AD ad insorgenza precoce.
L’animale esprime alte concentrazioni del peptide tossico Aβ, sviluppa placche
amiloidi e mostra deficit mnemonici. Il modello Tg2576 mostra molte similitudini
con l’AD umano e consente di studiare la formazione delle placche, la
perdita neuronale ed i disturbi della memoria associati all’AD in condizioni di
soppressione o innalzamento del processo di morte cellulare.
Ci proponiamo di analizzare nel corso del I anno del progetto gli effetti
della modulazione dell’apoptosoma in vivo.
466 2006

Risultati acquisiti
Neuroscienze sperimentali
Poiché una proteina considerata come agente etiologico dell’AD, il peptide
beta-amiloide (A-Beta), è stata descritta come attivatore dello stress del
reticolo endoplasmatico (ER-stress) e questa attivazione è stata proposta
come conditio sine qua non per l’esecuzione della risposta apoptotica, è stato
analizzato l’ER-stress in cellule con o senza apoptosoma. La risposta cellulare
all’ER-stress prevede in questo sistema l’incremento dell’espressione di alcuni
trasduttori del segnale quali GADD153 e Grp78 ed il rilascio del catione calcio
dall’ER stesso. A questi eventi fa seguito l’attivazione dell’apoptosoma. Vice
versa l’assunzione del calcio da parte del mitocondrio e l’attivazione della
caspasi 12, enzima a tutt’oggi considerato fattore chiave della risposta all’ERstress,
sono eventi trascurabili per la risposta apoptotica. I nostri risultati
implicano che la via apoptosomica sia l’itinerario principale delle NPCs verso
la morte mediata da ER-stress e che questa non sia dipendente dall’assunzione
del catione calcio da parte del mitocondrio e dall’attivazione della
caspasi 12. Poiché il peptide A-Beta, tipico dell’AD, sembra essere un induttore
di ER-stress, i dati sono rilevanti nell’ottica di un’approfondita analisi dei
percorsi metabolici dell’apoptosi in questa ed altre neurodegenerazioni.
Per quanto riguarda l’approccio in vivo, incroci fra le linee murine per la
sovraespressione condizionale di Apaf1 FC98/Trap-Cre, FC98/D6-Cre e
FC98/L7ag13 sono stati effettuati. Inoltre è stata generata la nuova linea
murina Apaf1-flox/flox, per la inattivazione condizionale del gene Apaf1.
In attesa dei risultati derivanti dall’incrocio di questa linea con la linea
murina Tg2576, da noi scelta come modello animale di AD, abbiamo caratterizzato
l’insorgenza dei tratti patologici molecolari ed istologici in cellule primarie
ippocampali derivate al primo giorno postnatale dalla linea Tg2576,
dissezionate e poste in cultura. Ad una prima analisi, esse mostrano alterazioni
morfologiche a livello dei processi neuritici che risultano tortuosi, frammentati
e di dimensioni ridotte. Dal punto di vista molecolare mostrano accumulo
di A-beta endocellulare, accumulo di tau fosforilata ed attivazione di
calpaine dopo 20 giorni di incubazione, nessun tratto tipico della morte cellulare
programmata e incremento della proteina di risposta allo shock termico
hsp70. L’analisi genetica per incrocio che stiamo conducendo ci rivelerà l’eventuale
coinvolgimento delle molecole poste a valle nel percorso di morte
cellulare mediato dal mitocondrio in processi di degradazione terminale dei
neuroni o in processi specifici di regolazione post-traduzionale coinvolti nell’ontogenesi
delle neurodegenerazioni.
C.2.8 – Strategie terapeutiche per la Corea di Huntington. Il ruolo
di c-AMP-responsive element (CREB) (Francesca Romana Fusco)
La comprensione dei meccanismi alla base della vulnerabilità o della
resistenza dei neuroni striatali ai fenomeni neurodegenerativi della corea di
Huntington (HD) è di importanza fondamentale per lo studio di strategie terapeutiche.
Per tale motivo il nostro laboratorio si è in precedenza dedicato a
studiare la presenza della proteina huntingtina nei principali sottotipi neuro-
2006 467

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
nali striatali del topo mutante R6/2, modello transgenico di HD. I nostri dati
hanno confermato, anche nel topo mutante, una particolare ricchezza di huntingtina
negli interneuroni colinergici, resistenti al danno eccitotossico. L’obiettivo
successivo è stato quello di indagare la presenza di altre proteine che
si sono dimostrate importanti nell’HD. La c-AMP-responsive-element (CREB)
è una proteina regolatrice di varie funzioni cellulari, recentemente dimostrata
essere coinvolta nei processi degenerativi dell’HD. Il nostro gruppo ha recentemente
dimostrato una correlazione tra i livelli di CREB e le diverse sottopopolazioni
neuronali striatali coinvolte nella degenerazione nell’HD (Giampà
C., DeMarch Z. et al. (2006) Eur J Neurosi 23(1): 11-20). Il progetto, che avrà
durata triennale, sarà rivolto allo studio di strategie terapeutiche per l’HD che
siano finalizzate all’aumento della CREB nei neuroni di proiezione che sono i
primi a degenerare nella patologia.
La prima parte del progetto mirerà allo studio dell’effetto di un inibitore
della fosfodiesterasi 4, il Rolipram, sull’espressione a livello proteico della
CREB nei neuroni di proiezione sia nel ratto normale che nel modello eccitotossico
da lesione con acido quinolinico. Ratti Wistar maschi verranno iniettati
stereotassicamente con acido quinolinico 10mM in anestesia generale,
dopo trattamento quotidiano con Rolipram a due differenti concentrazioni
(0.15 mg/Kg; 1,15 mg/Kg) saranno perfusi a diversi time-points e fissati in
paraformaldeide 4%. Verranno ottenute sezioni di encefalo dello spessore di
40 µm che saranno incubate con un cocktail di anticorpi primari diretti contro
la CREB e contro la calbindina (CALB). Le sezioni verranno in seguito
incubate con una miscela di appropriati anticorpi secondari fluorescenti,
montati su vetrini gelatinati e quindi esaminate con un microscopio ad epiilluminazione
in fluorescenza e con un microscopio confocale. I dati ottenuti
ci permetteranno di verificare una possibile strategia terapeutica per l’HD
rivolte ad intervenire sui livelli di CREB intrastriatale.
Risultati preliminari
È stato per ora studiato l’effetto di un inibitore della fosfodiesterasi 4, il
Rolipram, sull’espressione a livello proteico della CREB nei neuroni di proiezione
sia nel ratto normale che nel modello eccitotossico da lesione con acido
quinolinico. Ratti Wistar maschi sono stati iniettati stereotassicamente con
acido quinolinico (QA) 10mM in anestesia generale, dopo trattamento quotidiano
con Rolipram a due differenti concentrazioni (0.15 mg/Kg; 1,15 mg/Kg).
Le sezioni ottenute sono state incubate con un cocktail di anticorpi primari
diretti contro la CREB e contro la calbindina (CALB). Le sezioni sono state
esaminate con un microscopio ad epi-illuminazione in fluorescenza e con un
microscopio confocale.
Dai nostri studi preliminari si evince una significativa differenza tra la
quantità di CREB fosforilata nei neuroni di proiezione in animali lesionati con
QA trattati con Rolipram e ratti lesionati QA trattati con veicolo. Abbiamo inoltre
un significativo aumento dell’intensità della p-CREB in neuroni trattati con
Rolipram 0,15 mg/Kg rispetto ai ratti lesionati QA a tutti i time-points. Questo
effetto è evidente in particolar modo a 8 settimane dalla lesione dove si ha un
468 2006

Neuroscienze sperimentali
aumento dell’intensità della p-CREB del 112% rispetto ai lesionati QA. È stato
inoltre osservato un maggiore effetto negli animali trattati con Rolipram 1,15
mg/Kg in cui l’aumento di intensità della p-CREB risulta essere del 120%. Tali
incoraggianti risultati suggeriscono che l’aumento della fosforilazione della
CREB può essere considerata una valida strategia terapeutica per combattere
la vulnerabilità dei neuroni di proiezione nella corea di Huntington.
C.2.9 – Recettori metabotropici del glutammato, risposte neuronali
e canali transienti (TRP) (Ezia Guatteo)
Razionale
È noto che l’acido glutammico viene rilasciato nel mesencefalo ventrale
da terminali eccitatori provenienti, in larga parte, dalla corteccia cerebrale.
Una discreta sorgente di glutammato è anche rappresentata da terminali provenienti
dal nucleo subtalamico e peduncolopontino. Queste terminazioni
eccitatorie rivestono particolare importanza nella regolazione degli outputs
dei gangli della base, e quindi, in definitiva, nel controllare le performances
motorie. Un altro non secondario aspetto da considerare nella fisiopatologia
dei gangli della base, è che un eccesso di attività glutammatergica può partecipare
alla degenerazione dei neuroni mesencefalici dopaminergici.
L’acido glutammico agisce su recettori ionotropico (tipo AMPA, Kainato,
NMDA) e metabotropico (gruppo I, II e III). I meccanismi ionici responsabili
dell’eccitazione indotta dal glutammato che agisce su recettori metabotropici
del gruppo I coinvolgono canali transienti (TRP – Transient Receptor Potential).
Questi canali possono condurre sia calcio che sodio all’interno della cellula
con un meccanismo voltaggio dipendente.
La nostra ricerca si prefigge di studiare le modalità di risposte delle
cellule dopaminergiche e non dopaminergiche mesencefaliche al neurotrasmettitore
eccitatorio glutammato.
Obiettivi
Ci prefiggiamo di appurare le modalità dell’eccitazione indotta dal glutammato
sulle cellule dopaminergiche e sui neuroni GABAergici mesencefalici.
Cercheremo inoltre, attraverso l’utilizzo di tecniche fluorimetriche associate
al patch-clamp, di valutare se l’aumento di calcio citoplasmatico indotto
dal glutammato avviene attraverso un aumento di flusso intramembranario o
un aumento del rilascio da parte di depositi intracellulari. La nostra attenzione
sarà anche incentrata nello stabilire se un’apertura dei canali TRP, glutammato-indotta,
sia in grado di aumentare i flussi transmembranari dello
ione sodio, e quindi in definitiva di elevare il contenuto intracellulare di sodio.
La nostra ricerca sarà effettuata in vitro, da fettine mesencefaliche ottenute
da cervelli di roditore (ratto e topo). I neuroni dopaminergici e nondopaminergici
verranno visualizzati utilizzando tecniche di microscopia ad
infrarosso. Una volta visualizzata la cellula nervosa oggetto d’indagine, si
procederà alla registrazione elettrofisiologica di essa in modalità patch-
2006 469

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
clamp. Saranno quindi valutate le proprietà passive ed attive della membrana
cellulare, l’attività di scarica spontanea ed evocata, ed i potenziali
sinaptici eccitatori ed inibitori. L’acido glutammico o gli agonisti selettivi
per i recettori metabotropici glutammatergici di tipo (I) verranno perfusi
sulle cellule nervose insieme al liquido cefalorachidiano artificiale. Una
applicazione più discreta verrà anche eseguita utilizzando un elettrodo
riempito di agonista ed applicato per pressione alcuni micron sopra la cellula.
L’utilizzo di un sistema hardware e software capace di misurare la fluorescenza
proveniente da specifici coloranti del calcio e del sodio permetterà
di associare le risposte elettrofisiologiche causate dal glutammato e agonisti
tipo I ai cambiamenti citoplasmatici di calcio e sodio. Utilizzando bloccanti
più o meno selettivi sia dei canali TRP che del rilascio del calcio intracellulare
saremo anche in grado di stabilire quanto le risposte elettrofisiologiche
e i cambiamenti del calcio citoplasmatico indotti dal glutammato siano
dipendenti dall’apertura dei canali TRP.
C.2.10 – Ruolo della tossicità da glutammato in un modello sperimentale
di Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) (Patrizia Longone)
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una patologia neurodegenerativa
che colpisce in età adulta ed è caratterizzata dalla perdita dei moto neuroni
corticali, bulbari e spinali. Tra le varie cause della SLA numerose evidenze
indicano che una alterazione nell’omeostasi glutammatergica, con conseguente
eccitotossicità e morte neuronale, abbia un ruolo fondamentale. Tali
alterazioni coinvolgono vari livelli del sistema glutammatergico: i recettori (in
particolare il sottotipo ionotropico AMPA), i trasportatori (in particolare
quello gliale GLT-1) e probabilmente anche il sistema di rilascio del neurotrasmettitore
glutammato. Un aspetto della trasmissione glutammatergica finora
trascurato nelle malattie neurodegenerative, SLA compresa, è lo studio delle
dinamiche di rilascio delle vescicole sinaptiche.
In questo progetto proponiamo di studiare, nelle colture primarie di
motoneuroni, l’esocitosi glutammatergica poiché i motoneuroni oltre a rilasciare
acetilcolina rilasciano anche glutammato utilizzando il sistema vescicolare
glutammatergico. Nella SLA l’eccessiva presenza di glutammato extracellulare
potrebbe derivare da un difetto della rimozione (cellule gliali) e/o del
rilascio del neurotrasmettitore.
Al fine di verificare questa ipotesi ci proponiamo di caratterizzare e quantificare:
(a) le sinapsi glutammatergiche nelle colture di motoneuroni; (b) il
rilascio del glutammato in condizioni basali e dopo stimolazione (condizioni
depolarizzanti).
Per lo studio proposto saranno utilizzate colture primarie di motoneuroni
e di cellule corticali preparate da topi SOD1-G93A, da topi SOD1-WT (il
modello di controllo che over-esprime la SOD1 umana non mutata) e topi di
controllo. La ricerca sarà divisa in due fasi successive:
1. Caratterizzazione e quantificazione delle sinapsi glutammatergiche.
2. Studio della eso-endocitosi delle vescicole sinaptiche con metodiche
470 2006

di immunoistochimica (utilizzo dell’anticorpo contro le porzioni lumeare e
citosolica della sinaptotagmina) o con fluorescenza utilizzando marcatori
vescicolari FM1-43 e FM4-64, in condizioni basali o di stimolo (depolarizzazione,
glutammato). In particolare le colture di cellule corticali verranno
utilizzate per valutare l’impatto che la SOD1 mutata potrebbe avere su altre
popolazioni neuronali diverse dai motoneuroni spinali, ma interessate da
questa patologia.
Lo stress ossidativo svolge un ruolo importante nella modulazione del
“ signalling ” intracellulare nelle patologie su base neurodegenerativa e l’identificazione
di possibili bersagli molecolari modificati può contribuire a delineare
possibili vie di attivazione del danno eccitotossico. A tale scopo verranno
studiate:
– l’attività di specifiche fosfotirosina fosfatasi e di tirosina chinasi della
famiglia src, coinvolte nella funzionalità recettoriale glutammatergica (NMDA,
AMPA) e nella regolazione delle interazioni tra proteine associate ai recettori per
gli amminoacidi eccitatori alle densità postsinaptiche;
– le interazioni tra le proteine che formano complessi specializzati
(SNARE-complexes) nel processo di ‘docking’ e fusione delle vescicole alla
membrana presinaptica.
C.2.11 – Modulazione della trasmissione GABAergica mediata
dalle amine in traccia in neuroni dopaminergici
del mesencefalo ventrale (Nicola Biagio Mercuri)
Razionale
Neuroscienze sperimentali
Le amine in traccia (TA) sono amine endogene presenti in dosi minime
nel cervello dei mammiferi. Tra esse abbiamo: la tiramina (TYR), la β-fenilalanina
(β-PEA), la triptamina e l’ottopamina. Negli ultimi anni un’attenzione
crescente è stata rivolta alle TA, soprattutto in seguito alla scoperta di una
famiglia di recettori accoppiati a proteine G, tra cui il TA1 ed il TA2, attivati
selettivamente da TYR e β-PEA. Varie evidenze suggeriscono un legame tra il
sistema dopaminergico mesencefalico e le TA: esse infatti sono sintetizzate
probabilmente dai neuroni dopaminergici della sostanza nera pars compacta
(SNc), inoltre un’alta espressione di mRNA per il TA1 è stata rilevata sia nella
SNc che nella reticolata (SNr) della sostanza nera. Sotto l’aspetto clinico, deficit
nella regolazione dei livelli delle TA sono stati associati a malattie psichiatriche
come la schizofrenia e la depressione, ed un ruolo potenziale di queste
amine è stato suggerito per i disordini di iperattività da deficit di attenzione,
emicrania, Morbo di Parkinson, tossicodipendenze e disordini alimentari.
Il meccanismo d’azione delle TA per lungo tempo è stato considerato
ristretto a quello di fattori anfetamino-simili, agenti dunque in grado di promuovere
il rilascio di dopamina (DA), tuttavia sempre più sono le evidenze
che suggeriscono un ruolo delle TA come neuromodulatori, che modificano
l’attività di altri neurotrasmettitori. Nei neuroni dopaminergici della SNc, in
particolare, il nostro laboratorio ha già in precedenza dimostrato che sia TYR
2006 471

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
che β-PEA sono in grado di ridurre l’inibizione mediata dalla stimolazione dei
recettori GABAB, attraverso un meccanismo dipendente da proteine G.
Dal momento che i recettori GABAB esercitano significative azioni anche
a livello presinaptico, attraverso la nota inibizione del rilascio sia di GABA che
di glutammato, risulta interessante verificare se le TA siano in grado di modulare
l’azione anche di questi recettori GABAB presinaptici. Questo permetterebbe
di estendere la nostra comprensione del ruolo delle TA nel sistema nervoso
centrale e di mettere in luce ulteriori target di azione dei loro recettori.
Obiettivi
I nostri studi dunque prenderanno in esame l’azione di inibizione presinaptica
esercitata dai recettori GABAB nei neuroni dopaminergici della
SNc, studiati con tecniche elettrofisiologiche convenzionali in whole-cell
patch-clamp, da preparati slice di mesencefalo ventrale, mantenuti con procedure
standard. Una volta valutata l’entità della inibizione presinaptica del rilascio
di GABA, esercitata da un agonista dei recettori GABAB quale il baclofen,
verrà poi valutata la possibilità che TYR e β-PEA siano o meno in grado di
ridurre l’entità di tale inibizione.
C.2.12 – Caratterizzazione di “ marcatori di danno ” in modelli
sperimentali neurodegenerativi e di danno assonale
(Marco Molinari)
Attività previste
Verranno svolti quattro esperimenti:
1. Studio sull’induzione di marcatori di danno dopo assotomia.
2. Studio sull’induzione di marcatori di danno in un modello di neurotossicità.
3. Studio sull’espressione e la distribuzione in condizioni di base di marcatori
fisiologici e di danno nel sistema orexinergico.
4. Studio sull’espressione dei trasportatori del glutammato nel cervelletto
dei topi Reeler.
Descrizione
L’identificazione delle molecole coinvolte nei meccanismi legati alla
morte cellulare è fondamentale per la realizzazione di strategie terapeutiche
articolate applicabili nei campi della prevenzione, cura e riabilitazione. Tali
molecole spesso vengono definite genericamente “ marcatori di danno ” perché
vengono indotte o si attivano dopo danno. Generalmente, le molecole
coinvolte nella morte cellulare vengono analizzate in modelli in vitro che consentono
molta libertà nella manipolazione sperimentale. La successiva traslazione
e verifica di queste informazioni in modelli sperimentali di neurodegenerazione
in vivo permette di valutare l’espressione dei marcatori di danno in
condizioni fisiologiche nel tessuto e su popolazioni cellulari eterogenee prima
472 2006

Neuroscienze sperimentali
e dopo l’instaurarsi di un evento patologico e rappresenta il primo stadio
verso l’elaborazione di strategie terapeutiche. Il nostro laboratorio si muove in
questa direzione, cercando di identificare l’espressione anatomica e temporale
delle proteine coinvolte nei meccanismi di morte o di disfunzione cellulare in
modelli sperimentali di neurodegenerazione. Attualmente nel nostro laboratorio
sono stati pianificati degli esperimenti che si propongono di andare a studiare
alcune proteine coinvolte nello stress ossidativo e nitrosativo, nella
risposta cellulare al danno e nella disfunzione dei circuiti neurali. Questi esperimenti
sono stati organizzati in quattro progetti principali che avranno una
durata complessiva di tre anni, dato che il loro grado di avanzamento è differente
a seconda dell’esperimento.
Nel primo esperimento si valuterà l’induzione di marcatori di danno in un
modello di danno assonale. Molte osservazioni sperimentali pongono lo stress
ossidativo e nitrosativo come uno dei passaggi essenziali nei meccanismi
legati alla morte cellulare in diversi tipi di insulti acuti come l’ischemia e il
trauma, mentre esistono solo poche osservazioni riguardanti le patologie neurodegenerative.
Il modello sperimentale da noi usato è quello del danno assonale,
ottenuto attraverso una emicerebellectomia, e che consente di seguire
per tempi molto lunghi la progressione degli eventi degenerativi nelle stazioni
precerebellari pontine ed olivari.
I nostri obiettivi sono di andare a caratterizzare il fenotipo cellulare e la
co-espressione, l’andamento temporale e la distribuzione anatomica del rilascio
di citocromo-c, l’attivazione di caspasi, l’induzione dell’enzima NOS e dei
recettori purinergici (sistemi nitrergici e purinergici). Questi marcatori di
danno svolgono ruoli differenti nella progressione del danno cellulare e tessutale
e, in altri modelli sperimentali, sono stati osservati interagire per mediare
la severità e la direzionalità del danno cellulare. In questo esperimento ci
focalizzeremo sulle relazioni tra l’attivazione dei sistemi nitrergici e purinergici
ed il rilascio di citocromo-c con la conseguente attivazione delle caspasi.
Nel secondo esperimento si valuterà l’espressione di marcatori di danno in
un modello di neurotossicità basato sulla somministrazione di trimetil-stagno
(TMT). La caratteristica peculiare di questo modello è la degenerazione selettiva
delle cellule nell’ippocampo e di alcune aree limbiche corticali e subcorticali.
A questa degenerazione neuronale si accompagna una gliosi reattiva, epilessia
e alterazioni comportamentali. Inoltre, questa degenerazione selettiva è
accompagnata da fenomeni di neurogenesi nell’area ippocampale e di induzione
dei sistemi nitrergici e purinergici. Tale induzione appare segregata a
differenti tipi cellulari: neuroni per il sistema nitrergico ed astrociti per il
sistema purinergico, in contrapposizione alla co-espressione neuronale nel
modello di danno assonale.
I nostri obiettivi sono volti alla definizione della curva temporale di induzione
ed alle possibili relazioni tra neurogenesi ed induzione dei sistemi
nitrergici e purinergici.
Nel terzo esperimento si valuterà l’espressione e la distribuzione in condizioni
di base di marcatori fisiologici e di danno nel sistema orexinergico. Il
sistema orexinergico origina da una serie di neuroni sparsi nel territorio medio-
2006 473

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
laterale ipotalamico, centrati nell’area perifornicale, e che proiettano fibre a tutte
le maggiori suddivisioni del CNS. Nel nostro laboratorio abbiamo caratterizzato
questi neuroni per l’espressione di orexina e dei recettori purinergici (P2X2) a
livello di messaggero e di proteina.
I nostri obiettivi sono volti allo studio della distribuzione delle fibre orexinergiche
e purinergiche nel cervelletto.
Nel quarto esperimento si valuterà l’espressione dei trasportatori del glutammato
(VGluT1,2) nel cervelletto dei topi Reeler. Questo ceppo possiede
una mutazione per la proteina relina che provoca disturbi nella migrazione
neuronale, in particolare nelle aree laminate come le cortecce, risultanti in
modificazioni citoarchitettoniche. Nel nostro laboratorio abbiamo osservato
che la distribuzione del VGluT2, nonostante appaia dismorfica, è ben conservata
indicando che le connessioni provenienti dai territori extracerebellari,
dall’oliva inferiore, non sono modificate. Invece la distribuzione del VGluT1 si
presenta eterotopica e dismorfica suggerendo che soltanto le connessioni
intracerebellari, dai granuli alla corteccia, si presentano modificate.
I nostri obiettivi sono volti all’approfondimento di questi aspetti della
connettività nel cervelletto del topo Reeler attraverso l’utilizzo di marcatori
anatomici e citologici ed eventuali studi di microscopia elettronica.
Risultati acquisiti
– FLORENZANO F., VISCOMI M.T., CAVALIERE F., VOLONTÉ C., MOLINARI M.
(2002) Cerebellar lesion up-regulates P2X1 and P2X2 purinergic receptors in
precerebellar nuclei. Neuroscience 115(2): 425-434.
– CAVALIERE F., FLORENZANO F., AMADIO S., FUSCO F.R., VISCOMI M.T., D’AM-
BROSI N., VACCA F., SANCESARIO G., BERNARDI G., MOLINARI M., VOLONTÉ C.
(2003) Up-regulation of P2X2, P2X4 receptor and ischemic cell death: prevention
by P2 antagonists. Neuroscienze 120(1): 85-98.
– VISCOMI M.T., FLORENZANO F., CONVERSI D., BERNARDI G., MOLINARI M.
Axotomy dependent purinergic and nitrergic co-expression (2004) Neuroscience.
123(2): 393-404.
– CORVINO V., GELOSO M.C., CAVALLO V., GUADAGNI E., PASSALACQUA R., FLO-
RENZANO F., GIANNETTI S., MOLINARI M., MICHETTI F. Enhanced neurogenesis
during trimethyltin-induced neurodegeneration in the hippocampus of the
adult rat (2005) Brain Research Bulletin 65(6): 471-477.
– VISCOMI M.T., FLORENZANO F., BERNARDI G. AND MOLINARI M. (2005) Partial
resistance to axotomy induced degeneration of ataxin-2 olivary and pontine
neurons. Brain Research Bulletin 66(3): 212-221.
– GERACITANO R., TOZZI A., BERRETTA N., FLORENZANO F., GUATTEO E.,
VISCOMI M.T., CHIOLO B., MOLINARI M., BERNARDI G. AND MERCURI N.B. (2005)
Protective role of hydrogen peroxide in oxygen-deprived dopaminergic neurones
of the rat substantia nigra. Journal of Physiology (London) 568: 97-110.
– FLORENZANO F., VISCOMI M.T., CAVALIERE F., VOLONTÉ C., MOLINARI M.
(2006) The Role of Ionotropic Purinergic Receptors (P2X) in Mediating Plasti-
474 2006

Neuroscienze sperimentali
city Responses in the Central Nervous System. In Bähr M. (Ed) Brain Repair.
Georgetown, Eurekah/Landes Bioscience, New York: Springer Science+Business
Media, 77-100.
C.2.13 – Studi di epidemiologia molecolare, caratterizzazione
genotipo-fenotipo ed identificazione di nuovi loci
e geni malattia nelle malattie neurologiche (Antonio Orlacchio)
L’attività di ricerca del Laboratorio di Neurogenetica, IRCCS S. Lucia,
Roma verte su studi di genetica molecolare effettuati su malattie neurologiche.
L’attività di ricerca è indirizzata a studi di “ linkage ” genetico, ad analisi “ mutazionali
” geniche, a studi di correlazione genotipo/fenotipo, a studi di genetica di
popolazioni e a svariati altri studi di ricerca genetica di base ed applicata.
Annualmente viene studiato un ampio numero di famiglie con ricorrenza
di malattie neurogenetiche. La raccolta di queste famiglie, la definizione della
regione critica tramite studi di linkage quando la localizzazione del gene sia
nota, o in caso contrario, la mappatura su larga scala estesa a tutto il genoma
ed infine l’identificazione del gene malattia tramite l’approccio posizionale del
gene candidato o tramite analisi dei geni candidati rappresentano gli scopi
principali della nostra ricerca.
Attività previste per il I anno
1. Creazione di un database clinico con la caratterizzazione fenotipica
dei casi familiari e sporadici; acquisizione di campioni di DNA e linee cellulari
da pazienti con malattie neurologiche a carattere ereditario.
2. Acquisizione dei dati di epidemiologia molecolare per le malattie neurogenetiche
più comuni mediante la messa a punto e l’integrazione di protocolli
di screening mutazionale ad elevata efficienza e con potenzialità di automazione
per i geni noti.
Risultati acquisiti
Tra i risultati raggiunti ricordiamo:
– l’identificazione di un nuovo locus genetico per una nuova forma di
paraparesi spastica ereditaria a trasmissione autosomica dominante (SPG29);
– la riduzione della regione critica in cui si dovrebbe trovare il gene causativo
della forma SPG12 di Paraparesi Spastica Ereditaria sul cromosoma
19q. Le analisi hanno permesso di restringere moltissimo la zona in cui si
dovrebbe trovare il gene, tra i punti D19S416 e D19S220, avvicinando così il
momento della sua completa identificazione;
– la scoperta, secondo uno studio dell’aplotipo, di una nuova mutazione
fondatore del gene Spastina causativa di Paraparesi Spastica Ereditaria Autosomica
Dominante nella popolazione Scozzese;
– la costituzione di una Banca di DNA e cellule la cui funzione è di raccogliere
e conservare, a scopo di ricerca genetica, DNA e cellule prelevati da
individui affetti o da portatori sani di malattie neurologiche e dai loro fami-
2006 475

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
liari. Dal 2000, data della sua istituzione, sono stati accumulati nella Banca
più di 5000 campioni di DNA e sono state allestite approssimativamente 2500
linee cellulari. Le procedure relative al funzionamento della Banca sono conformi
ad un protocollo approvato dal Comitato di Bioetica della Fondazione
Santa Lucia ed in linea con le norme etiche raccomandate dalla Federazione
Mondiale di Neurologia;
– la possibilità di fornire diagnosi genetica per le seguenti patologie:
Demenza di Alzheimer, Demenza Fronto-Temporale, Sclerosi Laterale Amiotrofica,
Paraparesi Spastica Ereditaria, Morbo di Parkinson, Neuroacantocitosi,
Roussy-Levy Syndrome, Epilessia Notturna del lobo frontale.
C.2.14 – Alterazioni patologiche della plasticità sinaptica nello striato
come modello di patologie neurodegenerative (Antonio Pisani)
Attività previste
Verranno utilizzati topi transgenici per le mutazioni DJ-1, Pink1 e Parkin,
identificate nelle forme familiari di malattia di Parkinson. Si effettueranno registrazioni
elettrofisiologiche intracellulari dai neuroni striatali in fettine acute
corticostriatali ottenute dai topi DJ-1, Pink1 e Parkin.
Nella prima fase dello studio saranno valutate eventuali alterazioni nelle
proprietà elettrofisiologiche di base dei neuroni striatali tra gli animali
wild-type ed i transgenici. Successivamente saranno analizzate le proprietà
sinaptiche dei neuroni striatali nei due gruppi di animali, caratterizzando sia
il contributo delle componenti mediate dal recettore NMDA, AMPA e GABAA
al potenziale sinaptico (EPSP), sia la modulazione dell’EPSP mediata dai
recettori dopaminergici e dai recettori metabotropici del glutammato. Infine,
saranno valutate eventuali alterazioni nell’induzione e nell’espressione della
plasticità sinaptica (LTP e LTD) e la possibilità di ripristinarle utilizzando
agonisti/antagonisti dopaminergici.
Descrizione
Lo striato è una struttura cerebrale coinvolta nell’apprendimento e nella
memoria motoria. Alterazioni della funzionalità striatale sono alla base di
patologie neurodegenerative come la malattia di Parkinson. La forma più diffusa
della malattia di Parkinson è sporadica e caratterizzata dall’esordio in età
avanzata. Sono note anche rare forme genetiche a trasmissione autosomica
recessiva, che sono caratterizzate da mutazioni nei geni DJ-1, Pink1, Parkin e
si distinguono per l’esordio giovanile. La plasticità sinaptica, che si manifesta
come potenziamento o depressione a lungo termine (LTP o LTD) dell’efficacia
sinaptica dei neuroni “ medium spiny ” dello striato, è considerata il fenomeno
cellulare sottostante l’apprendimento e la memoria motoria. Alterazioni dell’espressione
di LTP e LTD striatale possono quindi sottendere la sintomatologia
dei disordini del movimento quale la malattia di Parkinson. In un precedente
studio avevamo osservato che i neuroni striatali non mostrano forme di plasticità
sinaptica in un modello animale ben caratterizzato della forma sporadica
di malattia di Parkinson.
476 2006

Neuroscienze sperimentali
Per verificare se alterazioni della plasticità sinaptica striatale siano una
caratteristica fisiopatologia comune anche alle forme genetiche di malattia di
Parkinson, intendiamo avvalerci dell’uso dei topi transgenici per le mutazioni
DJ-1, Pink1 e Parkin.
Risultati acquisiti
– Osservazioni condotte sui topi DJ-1 -/- indicano un’alterazione selettiva
dell’LTD striatale, causata dalla disfunzione del recettore dopaminergico D2.
– GOLDBERG M., PISANI A. et al. (2005) Neuron 45(4): 489-496.
C.2.15 – Alterazioni di Fosfodiesterasi specifiche nei neuroni striatali
un modello di parkinsonismo sperimentale nel ratto
(Giuseppe Sancesario)
La terapia con L-DOPA rappresenta a tutt’oggi il miglior trattamento dei
sintomi parkinsoniani; purtroppo questa terapia induce progressivamente nel
tempo degli effetti collaterali, le cosiddette discinesie da L-DOPA, che sono
esse stesse grossolanamente invalidanti. Nonostante sia ormai chiaro che la
induzione delle discinesie dipenda da una maggiore efficacia dell’azione della
dopamina sui recettori D1 (Aubert I., Guigoni C. et al. (2005) Ann Neurol
57(1): 17-26), la loro prevenzione e il trattamento rimangono ancora un obiettivo
difficilmente raggiungibile (Widnell K. (2005) Mov Disord 20 Suppl 11:
S17-22 Review).
La dopamina ricopre un ruolo importante nella regolazione della attività
sinaptica nello striato e la stimolazione dei recettori dopaminergici D1 nei
neuroni striatali risulta nella attivazione della adenil ciclasi e nella sintesi del
secondo messaggero cAMP. Un gran numero di processi biologici sono infatti
regolati dai livelli intracellulari dei secondi messaggeri AMP ciclico (cAMP) e
GMP ciclico (cGMP). Noi abbiamo recentemente dimostrato in un modello
murino di Parkinson sperimentale che la lesione della via dopaminergica
determina nello striato e nel globo pallido profonde ed opposte modificazioni
dei livelli di cAMP e cGMP, con un inaspettato aumento del primo ed una
riduzione del secondo; abbiamo inoltre chiarito che nello striato e nel globo
pallido queste modificazioni sono dipendenti non solo dalla primaria compromissione
della trasmissione dopaminergica, ma anche da un’alterata espressione
ed attività di specifiche fosfodiesterasi (PDE), gli enzimi che, deciclizzando
il cAMP ed il cGMP, ne regolano i livelli intracellulari; abbiamo infine
verificato come in questo modello l’uso di un inibitore selettivo (zaprinast) di
particolari isoforme di fosfodiesterasi (PDE) (la PDE5 e la PDE1B) possa
aggravare la difficoltà del ratto con una lesione della sostanza nera di apprendere
una risposta differenziata ad uno stimolo condizionato.
Obiettivo
Avendo dimostrato che alcune isoforme di PDE possono avere un ruolo
nella progressione dei sintomi parkinsoniani, almeno in un modello sperimentale,
in questo progetto noi ci proponiamo di sviluppare una indagine
2006 477

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
sistematica che ci possa condurre ad individuare le specifiche variazioni delle
differenti isoforme di PDE prodotte dalla lesione della sostanza nera nei gangli
della base. La PDE1-B, -A e C, la PDE2, la PDE4, le PDE5 e la PDE10
saranno evidenziate con metodo immunoistochimico usando anticorpi monoclonali
nell’animale di controllo e dopo lesione della sostanza nera.
Inoltre con il metodo della doppia fluorescenza sarà determinata la colocalizzazione
delle differenti isoforme di PDE nelle popolazioni neuronali specifiche
che caratterizzano i circuiti striatali. Questo studio può portare ad una
migliore comprensione della fisiopatologia e può aprire nuove prospettive
terapeutiche dei sintomi parkinsoniani.
C.2.16 – Analisi della regolazione post-trascrizionale della espressione
genica nel differenziamento neuronale (Claudio Sette)
La regolazione post-trascrizionale della espressione genica assume una
rilevanza particolare in sistemi cellulari complessi quali i neuroni. Queste cellule
presentano un pattern di splicing alternativo peculiare di geni espressi
anche in altri tipi cellulari. Inoltre, la trascrizione e la traduzione di mRNA
possono diventare spazialmente separate nei neuroni, e gli mRNA sono trasportati
da proteine specifiche lungo i dendriti e gli assoni per essere tradotti
in proteine nella periferia della cellula. L’importanza della regolazione posttrascrizionale
della espressione genica nei neuroni è confermata dagli elevati
livelli di espressione di proteine leganti gli mRNA nel cervello e dalle patologie
indotte da mutazioni in alcuni dei geni codificanti per esse. Il nostro laboratorio
si occupa della proteina di legame all’RNA chiamata Sam68. Essa è fortemente
espressa nei neuroni ed è stato dimostrato che Sam68 viene indotta
durante il differenziamento di cellule staminali neuronali in neuroni maturi.
Recentemente, è stato anche dimostrato che Sam68 è espressa nei neuroni
ippocampali della corteccia e che la depolarizzazione di questi neuroni induce
la sua traslocazione in granuli dendritici suggerendo un ruolo regolatorio di
questa proteina nel metabolismo di specifici mRNA.
Esperimenti condotti in altri sistemi cellulari hanno dimostrato che
Sam68 partecipa a diversi aspetti del metabolismo cellulare degli mRNA,
quali lo splicing, l’esporto, ed il rilascio citoplasmatico di mRNA ed il
controllo trasduzionale. È stato proposto che Sam68 funzioni da sistema di
ricezione dei segnali di trasduzione di stimoli esterni alla cellula e modulando
l’utilizzo di RNA bersaglio. Infatti questa proteina è modificata posttrasduzionalmente
da eventi di fosforilazione, metilazione ed acetilazione che
ne modulano la capacità di legame degli RNA.
Il nostro laboratorio ha inoltre recentemente dimostrato che Sam68 associa
con i polisomi ingaggiati nella traduzione in risposta a segnali di progressione
del ciclo cellulare, suggerendo un ruolo di controllo trasduzionale per
questa proteina. Abbiamo anche identificato alcuni degli mRNA legati da
Sam68 e tra questi abbiamo osservato alcuni per proteine fondamentali per lo
sviluppo neuronale quali Neogenina, Mash1 e Tipin (Timeless interacting protein).
In questo progetto ci proponiamo di studiare la regolazione di questi
mRNA da parte di Sam68 in neuroni normali o sottosti a stress degenerativo.
478 2006

Proposta sperimentale
Analizzeremo la regolazione post-trascrizionale degli mRNA per Neogenina,
Mash1 e Tipin in condizioni colturali normali e di stress in cellule silenziate
o meno per Sam68 mediante RNAi.
Analizzeremo in dettaglio la regione di legame per Sam68 su questi
mRNA e valuteremo l’impatto di questa interazione mediante vettori di
espressione contenenti un gene reporter fiancheggiato dalle regioni regolatorie
di legame per Sam68 dei geni bersaglio.
Visto il coinvolgimento di Sam68 nella mobilizzazione di mRNA in risposta
alla depolarizzazione di neuroni ippocampali, ci proponiamo di esaminare
in queste condizioni sperimentali la sua associazione con i bersagli molecolari
identificati. Mediante tecniche di frazionamento subcellulare su gradiente di
saccarosio separeremo la componente polisomale da quella ribonucleoproteica.
Mediante analisi in RT-PCR potremo valutare lo spostamento di questi
mRNA sui polisomi in seguito alla traslocazione di Sam68. Inoltre, ci proponiamo
di eseguire esperimenti di ibridazione in situ accoppiata a immunofluorescenza
per verificare la co-localizzazione di Sam68 con i suoi mRNA
bersaglio in seguito alla depolarizzazione dei neuroni.
Produrremo delle linee transgeniche di topi esprimenti nel sistema nervoso
alleli mutati di Sam68 nella regione di legame agli mRNA. Abbiamo
infatti dimostrato che due mutazioni diverse in tale dominio (G178E e V229F)
causano modificazioni opposte della capacità di Sam68 di favorire lo splicing
alternativo di geni bersaglio. L’espressione di questi transgeni nel sistema nervoso
potrà darci una risposta sul ruolo svolto da questa proteina nella regolazione
post-trascrizione dei suoi geni bersaglio Neogenina e Mash1, i quali
svolgono un ruolo essenziale nello sviluppo del sistema nervoso.
C.2.17 – Ruolo dei neuropeptidi: effetti neurofisiologici
(Alessandro Stefani)
Neuroscienze sperimentali
Il ruolo di diversi neuropeptidi, espressi in abbondanza nei gangli della
base, è largamente sconosciuto. Per l’enkefalina, co-rilasciata insieme al
GABA specie nei terminali striatonigrali e striatopallidali, è stato in parte
dimostrato un ruolo di modulatore presinaptico, ma è soprattutto di rilievo la
modificazione di sintesi che conseguirebbe alla denervazione dopaminergica
(modelli da 6-OHDA). Meno chiare sono le risultanze relative a neurotensina
(NT) e Sostanza P (SP) benché le loro interazioni con le amine biogene siano
state suggerite da tempo dalla farmacologia clinica.
Il territorio oggetto della presente ricerca corrente attiene all’approfondimento
degli effetti neurofisiologici di tali peptidi nel globo pallido (o pallido
esterno) di ratto adulto. Esamineremo l’azione esercitata da NT e SP su correnti
calciche ad alta soglia (in prevalenza da neuroni dissociati con metodo
enzimatico). Una modulazione delle stesse dovrebbe apportare significative
modifiche al pattern di scarica dei neuroni esaminati (benché in larga misura
la modalità di scarica sia dominata dalle conduttanze sodiche, vedi ad esempio
gli ultimi contributi di Kaneda/Kita), con riflessi plausibili sulla cascata di
2006 479

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
fosforilazioni intracellulari e sull’attività di release a valle. La ricerca viene
integrata con indagini immuno-istochimiche, tese a convalidare la presenza
dei recettori specifici per NT (in particolare il sottotipo NTS1, sensibile a
SR48692 e SR142948), e la loro distribuzione sia in termini di “ regionalizzazione
” (predominanza nei settori laterodorsali del GP) che di “ co-localizzazione
” (con parvalbumina e/o CHAT).
Dati preliminari suggeriscono che NT (ed il frammento attivo 8-13) producono
una ampia inibizione delle calciche ad alta soglia (media -23%),
senza desensitizzazione e con meccanismo relativamente voltaggio-indipendente.
L’effetto è abolito dalla pre-incubazione in basse dosi micromolari di
NEM, a suggerire il coinvolgimento delle G-proteine, e dalla conotossina
GVIA, a conferma che la modulazione riguarda la subunità alfa del canale
tipo N.
La dose-risposta dell’effetto osservato ci dà una IC 50 intorno ai 900 nM, se
si considera in toto la popolazione delle cellule GP registrate. Quando si cerca
di contestualizzare la modulazione al sottotipo esaminato, si verifica che l’inibizione
NT-mediata sembra prevalere in neuroni medio-piccoli, parvalbumino-negativi.
A prescindere dal fenotipo in termini isochimici o morfologici,
va sottolineato che l’azione di NT occlude (non è additiva) con quella dell’agonista
GABA-b baclofen (Stefani A., Spadoni F. et al.(1999) Eur J Neurosci 11:
3995-4005). In pratica, è probabile che dopamina endogena (su recettori D2,
vedi Stefani A., Spadoni F. et al. (2002b) Eur J Neurosci 15: 815-825), trasmissione
GABA-b e neurotensinergica riconoscano un target comune nel calcio
postsinaptico pallidale. Questi dati sono stati presentati a congressi internazionali
e verranno a breve sottoposti a riviste internazionali. È in corso una
più chiara disamina delle correlazioni fisio-morfologiche.
È altresì pienamente avviato lo studio relativo agli effetti della SP. Come è
noto, SP appartiene alla superfamiglia delle tachichinine, caratterizzate dalla
sequenza Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2 (e includenti anche neurokinin A and neuromedin
K) (Warden M.K., Young W.S. (1988) J Comp Neurology 272: 90-113).
Recettori specifici per SP (in particolare NK1) sono largamente espressi tanto
nelle aree cosiddette limbiche (amigdala estesa) quanto nei gangli della base
(caudato-putamen e probabilmente substantia nigra). Che alterazioni della SP
endogena possano interferire con i programmi motori (e non solo sulle emozioni
e sull’ansia) è sospettato da tempo (si considerino ad esempio gli effetti
di agonisti NK in topi dopo intossicazione da MPTP; Chen L.W., Yung K.K.,
Chan Y.S. (2004) Curr Drug Targets 5: 197-206).
Poiché, ad oggi, non è mai stato investigato in che misura il release di SP
in striato, GP o nigra sia modificato dopo reserpinizzazione o 6-OHDA,
abbiamo inteso affrontare questo tema specifico, nuovamente mettendo in
campo approccio elettrofisiologico combinato con immunoistochimica. Dati
preliminari indicano che fibre SP innervano il GP di ratto, con prevalenza per
i settori medio-caudali; che, come rilevato dal microscopio confocale, i recettori
NK1 abbondano nella popolazione parv-positiva; che la microscopia elettronica
ne conferma la localizzazione sia somatica che dendritica (soprattutto
in tratti che ricevono input asimmetrici, ergo eccitatori). Altri risultati suggeriscono,
infine, che a 48 ore dalla lesione con 6-OHDA, si assiste a drammati-
480 2006

Neuroscienze sperimentali
che alterazioni della espressione funzionale sia di SP che NT (ma chiaramente
prevalenti in differenti sub-popolazioni cellulari).
Il completamento di questa ricerca dovrebbe consentire sia una inedita
conoscenza sul ruolo espletato dai peptidi indagati sia una visione originale
dell’integrazione input-output svolta dal GP in condizioni di controllo vs.
modelli di lesione alias Parkinson.
C.2.18 – Investigazioni di Proteomica e Metabonomica nelle sindromi
neurodegenerative (Andrea Urbani)
La Proteomica è una disciplina che permette una analisi induttiva, olistica,
dei polipeptidi presenti in un campione biologico. Questa unisce le
separazioni di polipeptidi, analisi di spettrometria di massa ed inferenza dei
dati ottenuti su banche dati genomiche e/o di proteine. L’analisi del profilo
metabolico viene anch’essa svolta mediante una indagine aperta accoppiando
sistemi liquido cromatografici accoppiati a spettrometri di massa operanti in
alta risoluzione con analisi statistiche multivariate al fine di ricostruire gruppi
(cluster) di metaboliti specifici di una determinata condizione.
Il nostro scopo è quello della valutazione dei profili di espressione differenziale
di proteine e metaboliti al fine di dissezionare il ruolo biochimico
di un definito pattern molecolare nell’ambito di specifiche sindromi neurodegenerative.
Queste indagini potranno portare alla identificazione di
marcatori molecolari di diagnosi e/o prognosi oltre a poter fornire delle
informazioni sull’identificazione di nuovi potenziali bersagli molecolari di
trattamento.
Le patologie del sistema nervoso centrale che verranno considerate
all’interno di questo programma sono la Sclerosi Multipla ed la demenza di
Alzheimer in quanto rappresentative di due patologie neurodegenerative
assolutamente non correlate tra loro. Per il programma sulla Sclerosi multipla
verranno comparati campioni di CSF e plasma di pazienti affetti con differenti
gruppi clinici affetti da patologie autoimmuni periferiche (Guillain
Barré, Artrite reumatoide, etc.). Per il programma sul morbo di Alzheimer
verranno realizzate delle indagini differenziali con altri gruppi clinici di
demenze quali: demenze a corpi di Lewi, fronto-temporale e vascolare. Una
validazione funzionale dei meccanismi molecolari messi in luce mediante
questa tecnologia verrà realizzata sia attraverso lo studio di modelli cellulari
in-vitro ed ex-vivo da modelli animali disponibili all’interno del CERC:
modello di topo transgenico APPsw per il morbo di Alzheimer, modello di
topo con encefalite allergica acuta per la sclerosi multipla.
Attività previste per il I anno
– Messa a punto della fase analitica e pre-analitica per l’analisi di Metabonomica
e Proteomica per plasma, siero e CSF.
– Analisi mulivariata di “ protein profiling ” del primo gruppo clinico nel
programma sulla Sclerosi Multipla. A questa seguirà una prima indagine di
Metabonomica sullo stesso gruppo clinico. Indagini di 2DE PAGE del reperto-
2006 481

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
rio proteico del CSF in gruppi clinici selezionati sulla base dei dati raccolti
precedentemente.
– Completamento dell’acquisizione della casistica necessaria al progetto
sulle demenze ed analisi mutivariata di “ protein profiling ” di CSF e siero.
– Sviluppo di un modello cellulare in-vitro basato su linee umane di neuroblastoma
SH-5YSY per valutare l’effetto molecolare di farmaci in grado di
alterare i meccanismi di degradazione proteica. Questo verrà realizzato
mediante l’impiego di inibitori del proteasoma, quali l’epoxomycina. I dati di
proteomica raccolti verranno validati mediante l’indagine di campioni di CSF
da pazienti affetti da varie forme di demenza.
Risultati acquisiti
Le tecniche di spettrometria di massa operanti presso il nostro centro
sono il punto di forza nello sviluppare indagini multivariate di biochimica clinica
sia nel campo nello studio del Proteoma che del profilo Metabolico. In
particolare ci concentreremo nello studio di campioni clinici (plasma, CSF) di
pazienti affetti da Demenza (quale morbo di Alzheimer) e da Sclerosi Multipla.
L’investigazione del liquor cerebro spinale (CSF) e del plasma dei pazienti
arruolati è inizialmente sviluppata mediante spettrometria di massa MALDI-
TOF-MS lineare. Queste indagini danno la possibilità di sviluppare dei saggi
veloci e riproducibili di “ protein profiling ”. Questa tecnica permette lo screening
di polypeptidi di basso peso molecolare, 800-20000 Da, potendo facilmente
campionare un alto numero di soggetti e di condizioni di arricchimento.
Tali indagini sono in corso presso i nostri laboratori con risultati che
mettono in luce una risoluzione di massa superiore a 1500 FWHM a 15000
AMU ed una accuratezza di massa di +/- 1 AMU dopo calibrazione interna
basata sulle catene dell’emoglobina.
I segnali che presenteranno una segregazione significativa (p

Neuroscienze sperimentali
finata caratterizzazione della struttura primaria e delle modificazioni post-traduzionali
delle proteine analizzate è operata mediante analisi per frammentazione
dei peptidi proteolitici. mediante nano cromatografia liquida accoppiata
ad analizzatori ibridi ESI-Q-TOF (Q-TOF Ultima, Micromass-Waters) e analisi
dei decadimenti post sorgente (PSD) su strumenti MALDI-TOF-MS (Reflex IV,
Bruker-Daltonik). Nella analisi di metaboliti questo gruppo di studio si dedica
sia alla investigazione di famiglie di metaboliti quali composti solforati e acidi
grassi poli-insaturi, che alle analisi multivariate di metabonomica. Queste
ultime vengono svolte su di una piattaforma tecnologica operante su di uno
strumento di massa ad alta risoluzione (ibrido TOF) accoppiato ad un sistema
microHPLC così da ottimizzare la sensibilità delle indagini.
Attualmente abbiamo sviluppato una metodica che permette lo studio di
circa 2000 differenti composti estratti da siero e la ricostruzione di analisi
multivariate per la discriminazione dei gruppi clinici. Inoltre esperimenti di
LC-MS/MS operanti in modalità MRM su strumenti a triplo quadrupolo e
SIM GC-MS permetteranno di estendere queste indagini ad una larga gamma
di composti. La caratterizzazione strutturale dei nuovi potenziali marcatori
verrà operata mediante ricostruzione dei profili di frammentazione su banche
dati di riferimento (NIST/EPA/NIH 280.000 composti, Wiley 360.000 composti).
Queste indagini verranno complementate dalla verifica delle ipotesi
molecolari ottenute mediante l’impiego di modelli cellulari in-vitro ed ex-vivo.
Questi ultimi derivanti da modelli murini (es. APPsw) transgenici e non disponibili
per le sindromi neurodegenerative di interesse. Linee cellulari provenienti
da tumori solidi di derivazione neuroectodermica quali neuroblastoma
(SH-5YSY) saranno particolarmente impiegate sia per la valutazione delle
ipotesi molecolari derivanti dall’indagine clinica che per lo sviluppo di modelli
farmacologici delle sindromi investigate. Queste indagini vedranno il pieno
impiego di tutte le tecnologie di proteomica e metabonomica precedentemente
discusse.
Per la raccolta dei campioni clinici il gruppo si avvarrà oltre che dei
reparti di degenza della Fondazione Santa Lucia, dei centri di assistenza sanitaria
con i quali sono già attivi progetti in collaborazione:
– Clinica Neurologica (Direttore Prof. G. Bernardi), Policlinico di Tor Vergata,
Dipartimento di Neuroscienze dell’Università di Tor Vergata, Roma
– Dipartimento di Medicina di Laboratorio (Direttore Prof. G. Federici),
Policlinico di Tor Vergata, Università di Tor Vergata, Roma,
– Clinica Neurologica (Direttore Prof. D. Gambi), Ospedale Universitario
SS. Annunziata, Università “ G. D’Annunzio ”, Chieti.
C.2.19 – Patologie neurodegenerative e recettori purinergici
(Cinzia Volonté)
Descrizione
Diverse proprietà dell’ATP lo rendono una molecola ideale per trasmettere
segnali cellula-cellula: le piccole dimensioni, la capacità di diffondere
2006 483

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
rapidamente, l’elevata instabilità e la scarsa abbondanza nello spazio extracellulare.
L’ATP viene rilasciato dalle cellule, sia tramite esocitosi costitutiva
e regolata, sia indirettamente da parte di cellule danneggiate o morenti. Può
così raggiungere elevate concentrazioni extracellulari, nonostante lo stretto
controllo esercitato dalle numerose ectonucleotidasi presenti sulla superficie
esterna di molti tipi cellulari. Nell’ambiente extracellulare, l’ATP media
azioni di duplice natura: a breve termine, quali la neurotrasmissione, e a
lungo termine, quali le azioni trofiche. Di conseguenza, l’alterazione della
comunicazione cellulare purinergica costituisce la base molecolare di
diverse patologie umane, quali le disfunzioni infiammatorie mediate dal
sistema immunitario, i disordini neurodegenerativi, gli stress metabolici, l’ischemia
cerebrale, i traumi ed i tumori.
Attività previste
Nell’attività di ricerca prevista per i prossimi tre anni intendiamo investigare
ulteriormente l’espressione, le funzioni, le interazioni e dinamiche molecolari
dei recettori P2 in alcuni esempi di neurodegenerazione, quali gli episodi
ischemici in vitro ed in vivo, i modelli di morbo di Parkinson e di corea di
Huntington. Verificheremo l’esistenza di interazioni fra sistemi recettoriali
diversi, sia all’interno delle stesse classi di recettori P2, sia fra classi P2 e P1,
sia fra recettori purinergici e gabaergici, o purinergici e dopaminergici. Gli
esperimenti saranno effettuati in vitro con sezioni di ippocampo, cortecciastriato,
nigra, ed in linee cellulari neuronali (SH-SY5Y, PC12 cells) e colture
primarie neuronali dissociate (CGN) ed organotipiche.
Dal momento che la distribuzione subcellulare dei recettori in genere
costituisce un importante meccanismo di dinamica recettoriale (intesa come
reclutamento di tali recettori in siti specializzati, come interazioni recettoriali
omologhe ed eterologhe, come attivazione e transattivazione) nel presente
progetto di ricerca cominceremo con l’indagare se i recettori P2X e P2Y siano
localizzati in compartimenti subcellulari specializzati.
Nel presente programma di ricerca intendiamo inoltre studiare la potenziale
interazione delle diverse subunità della famiglia dei recettori P2Y a formare
complessi recettoriali di ordine superiore.
Ci avvarremo per i nostri studi di metodiche di biologia cellulare, molecolare,
biochimica, immunocitochimica ed analisi confocale.
C.3.1 – Studio delle caratteristiche fenotipiche e funzionali dei linfociti
T regolatori nella Sclerosi Multipla (Luca Battistini)
La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia infiammatoria cronica caratterizzata
da infiltrazione linfocitaria e infiammazione della sostanza bianca
del sistema nervoso centrale. Numerose evidenze cliniche e sperimentali
suggeriscono che linfociti T specifici per antigeni della mielina siano coinvolti
nella patogenesi della malattia. Benché i linfociti T autoreattivi siano
presenti anche nei soggetti sani, nei pazienti con malattie autoimmuni tali
cellule si attivano con facilità maggiore rispetto alle cellule ottenute da sog-
484 2006

Neuroscienze sperimentali
getti sani. Tale alterata reattività potrebbe riflettere una ridotta funzionalità
dei linfociti Treg.
Nel prossimo futuro ci proponiamo di studiare le capacità di soppressione
e di migrazione della sottopopolazione di cellule T regolatorie CD25
High isolate da individui sani e da pazienti affetti da sclerosi multipla. Verranno
utilizzate sofisticate tecniche che permettono la misurazione della presenza,
della distribuzione e dell’attività immunologica delle T regolatorie in
pazienti affetti da sclerosi multipla con la forma relapsing-remitting. Verranno
inoltre monitorati i markers sopramenzionati al fine di valutare la possibilità
di associazione di un determinato fenotipo con l’attività di malattia.
L’alterazione funzionale dei linfociti Treg nei pazienti con malattia
autoimmune suggerisce immediatamente che la terapia con tali cellule
potrebbe rappresentare un mezzo per ristabilire l’equilibrio immunologico
dell’individuo, in cui le cellule autoreattive non sono più “ controllate ” dal
sistema immunitario. Come premessa per le applicazioni in clinica, le cellule
identificate nelle fasi precedenti del progetto verranno coltivate e iniettate nei
topi in cui sia stata indotta l’encefalite. Gli effetti sui sintomi neurologici verranno
valutati seguendo criteri convalidati.
Nell’ultima fase di questo progetto ci proponiamo di disegnare un protocollo
sperimentale per la terapia cellulare dei pazienti affetti da Sclerosi
Multipla, mediante trattamento con cellule regolatorie autologhe purificate
e attivate in vitro.
C.3.2 – Studio delle alterazioni indotte dalle Cu,Zn superossido
dismutasi mutanti associate alla sclerosi laterale amiotrofica
di tipo familiare (Maria Teresa Carrì)
Attività previste
– Clonaggi di cDNA in vettori per l’espressione, transfezione, selezione e
caratterizzazione di linee cellulari neuronali e non neuronali umane e murine
che esprimono SOD1 mutate tipiche dei pazienti affetti da SLA familiare.
– Costruzione di un ceppo di topi transgenici per l’espressione di un inibitore
di NFκB; costruzione del ceppo doppio transgenico NFκB -/- × G93A-SOD1.
– Analisi strutturali e funzionali mediante metodi immuno-chimici (Western
blot, microscopia confocale) e saggi biochimici su tessuti di topi transgenici
e su co-colture cellulari.
Descrizione
Obiettivo del progetto è indagare sulle modalità attraverso cui le mutazioni
di superossido dismutasi (SOD1) tipiche di pazienti affetti da sclerosi
laterale amiotrofica (SLA) causano la comparsa del fenotipo di danno motoneuronale
nei pazienti. Recenti studi indicano che le SOD1 mutanti possono
essere raggruppate almeno in due sottoclassi per quello che riguarda le loro
proprietà chimico-fisiche (Valentine J.S.,Doucette P.A., Potter S.Z. (2005)
Annu Rev Biochem 74: 563-593) e che i danni derivanti dall’aggregazione e/o
2006 485

Sezione III: Linea di ricerca corrente C
dalla nuova funzione pro-ossidante di queste proteine siano mediati da un
dialogo molecolare tra cellule neuronali e non neuronali. In particolare la produzione
di citochine neurotossiche da parte delle cellule microgliali ed astrocitarie
sembra avere un forte ruolo patologico nella morte neuronale. Indicazioni
in questo senso derivano dall’osservazione che l’attivazione di microglia
e astrociti è una caratteristica di tutti i pazienti affetti da SLA. Inoltre la produzione
di TNF, IL-1, iNOS da parte delle cellule gliali aggrava l’effetto tossico
dei mutanti della SOD1 in diversi modelli sperimentali di SLA. Questi fattori
solubili fanno parte della risposta immunitaria innata e sono in gran parte
sotto il controllo del fattore di trascrizione NF-κB.
Ci proponiamo di studiare ulteriormente il dialogo molecolare tra cellule
neuronali e non neuronali in sistemi di co-coltura neurone/glia e neurone/
muscolo ed in un nuovo modello murino in cui la componente neuroinfiammatoria
viene prevenuta mediante inibizione del fattore di trascrizione NF-κB.
In particolare in questi modelli si affronterà uno studio dell’induzione di fattori
correlati con la morte cellulare per via mitocondrio-dipendente ed una dettagliata
analisi dei segnali scambiati fra cellule neuronali e non neuronali. Lo
studio sarà completato dall’esame delle proprietà biochimiche della frazione di
proteina mutata localizzata all’interno del mitocondrio e dei meccanismi che
ne inducono la compartimentalizzazione.
Risultati acquisiti
Abbiamo recentemente dimostrato che il processo di neuroinfiammazione
innescato dall’espressione delle SOD1 mutate è cruciale nell’instaurare
il danno a carico dei motoneuroni che ne provoca la morte (Ferri A., Nencini M.
et al. (2004) FASEB J 18: 1261-1263) e che un set rappresentativo di tutte le
SOD1 mutate esercita la sua funzione tossica aggregando all’interno dei mitocondri
(Ferri et al. Submitted) ed innescando processi di morte apoptotica
(Cozzolino M., Ferri A. et al. (2006) Neurobiol Dis 21: 69-79).
Parte delle linee cellulari necessarie per i modelli in co-coltura sono già
stati allestiti e caratterizzati nel dettaglio negli studi precedenti. La costruzione
del ceppo di topi che esprimono un dominante negativo di IκBα (un
componente essenziale nell’attivazione dei fattori di trascrizione della famiglia
NF-κB) è già in corso.
C.3.3 – Studio dell’attività neuronale e sinaptica in topi con encefalite
allergica sperimentale, modello animale di sclerosi multipla
(Diego Centonze)
Verranno utilizzati topi con encefalite allergica sperimentale (EAE) come
modello animale di sclerosi multipla (SM). Tale modello è unanimemente
riconosciuto come un credibile prototipo di patologia demielinizzante su base
immunitaria del sistema nervoso centrale. Per valutare gli effetti sinaptici del
danno immunomediato a carico della sostanza bianca dei topi con EAE, effettueremo
registrazioni elettrofisiologiche dai neuroni dello striato, importante
nucleo dei gangli della base che riceve assoni mielinizzati provenienti da ogni
486 2006

Neuroscienze sperimentali
regione della corteccia cerebrale. In tale struttura, precedenti studi hanno
dimostrato che eventi patologici di varia natura sono in grado di indurre aberranti
forme di plasticità sinaptica, fenomeni che rappresentano un importante
correlato fisiologico del danno neurodegenerativo.
Nel tentativo di indagare se anche l’aggressione primitivamente autoimmune
della sostanza bianca induce plasticità sinaptica aberrante nello striato
(responsabile in ultima analisi del danno neurodegenerativo), studieremo le
proprietà intrinseche (potenziale di membrana, relazione corrente-voltaggio,
attività di firing) e sinaptiche (frequenza ed ampiezza delle correnti postsinaptiche
eccitatorie ed inibitorie e loro modulazione farmacologica) dei diversi
tipi neuronali dello striato di topi con EAE in diverse fasi di malattia. I risultati
ottenuti forniranno informazioni critiche per comprendere il simultaneo
coinvolgimento del compartimento neuronale durante l’attacco immunitario
della sostanza bianca, responsabile in ultima analisi dei fenomeni di neurodegenerazione
che si osservano anche molto precocemente in corso di SM.
2006 487

D – NEUROPSICOLOGIA
LUIGI PIZZIMIGLIO
Università di Roma La Sapienza – IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
RAZIONALE ED OBIETTIVI
La linea di ricerca in “ Neuropsicologia ” si articola in cinque filoni che
affrontano diverse tematiche di neuroscienze cognitive. Ogni filone, poi, si sviluppa
in diversi progetti.
D.1 – RUOLO DELLA CORTECCIA CEREBRALE NELLA COGNIZIONE DEL CORPO
Recenti studi hanno evidenziato l’attivazione di una specifica porzione
della corteccia occipito-temporale indotta dalla visione di immagini del corpo
o di parti del corpo non facciali. In altri studi verranno messe a fuoco modificazioni
delle funzionalità corticali in risposta a cambiamenti corporei conseguenti
ad interventi chirurgici. La dinamica delle diverse aree deputate alla
elaborazione di percezioni corporee rappresenta il comune denominatore di
quattro ricerche presentate.
Articolazione
D.1.1 – Il ruolo dell’Extrastriate Body Area (EBA) e della corteccia Premotoria
Ventrale (vPMc) nella codifica della forma del corpo e delle azioni
del corpo: uno studio di Stimolazione Magnetica Transcranica
Ripetitiva (rTMS) evento-correlata (Salvatore Maria Aglioti)
D.1.2 – “ La melodia ” dell’azione in pazienti con lesioni cerebrali focali
(Salvatore Maria Aglioti, Luigi Pizzamiglio)
D.1.3 – Modificazioni dello schema corporeo e della funzionalità motoria
in pazienti con amputazione dell’arto inferiore (Daniele Nico)
D.1.4 – Studio sui processi di riorganizzazione funzionale in seguito
all’allungamento dell’arto superiore in pazienti acondroplasici
(Daniele Nico)
D.2 – STRUMENTI DI VALUTAZIONE DEI DISTURBI NEUROPSICOLOGICI
Verranno messi a punto strumenti per la valutazione dei comportamenti
cognitivi che si ritiene siano alla base del comportamento esecutivo. In modo
analogo verrà eseguita una standardizzazione per la popolazione italiana di
uno strumento che misura i disturbi neuropsichiatrici in una popolazione di
traumatizzati cranici.
Articolazione
D.2.1 – Sistemi di elaborazione delle informazioni coinvolte nel
comportamento esecutivo; evoluzione, declino e alterazioni
patologiche delle funzioni esecutive (Gabriella Antonucci)
D.2.2 – Studio dei disturbi neuropsichiatrici in una popolazione di pazienti
traumatizzati cranici (Paola Ciurli)
490 2006

Neuropsicologia
D.3 – PERCEZIONE E ATTENZIONE SPAZIALE E TEMPORALE
Queste ricerche prevedono lo studio dell’attenzione e della rappresentazione
dello spazio mediante la misurazione dei movimenti oculari e verranno condotte
su soggetti normali e cerebrolesi con eminegligenza spaziale unilaterale.
Articolazione
D.3.1 – Combinazione di tecniche elettrofisiologiche e di neuroimmagine
nello studio delle basi neurali della percezione visiva dello spazio
e dell’attenzione spaziale: sviluppo di strumenti per l’applicazione
in pazienti con lesioni cerebrali (Francesco Di Russo)
D.3.2 – Correlati neurali delle componenti spaziali e di novelty nell’operazione
di disingaggiamento e riorientamento dell’attenzione (Fabrizio Doricchi)
D.3.3 – Basi neurali dell’attività oculomotoria durante il sonno REM e
relazione di tale attività con l’organizzazione spaziale della scena
onirica (Fabrizio Doricchi)
D.3.4 – Orientamento dell’attenzione durante movimenti attivi e passivi
dell’asse testa corpo (i.e. influenze cross-modali vestibolooptocinetiche
sull’orientamento della attenzione implicita)
(Fabrizio Doricchi)
D.3.5 – Influenze retinotopiche e multimodali sulla codifica
della rappresentazione delle distanze spaziali
e numerico-quantitative (Fabrizio Doricchi)
D.3.6 – Studio clinico sperimentale finalizzato ad indagare se ed in che modo
le aspettative nelle due maggiori dimensioni percettive (lo spazio e il
tempo) possono essere compromesse in pazienti con lesioni cerebrali
focali (Luigi Pizzamiglio)
D.4 – DISTURBI DELLA MEMORIA TOPOGRAFICA
Si prevede la costruzione di metodi per valutare la memoria topografica
nel macro e nel micro spazio da utilizzare in soggetti con lesioni focali unilaterali
e in pazienti con ablazione chirurgica delle strutture temporali profonde
(ippocampo e paraippocampo).
Articolazione
D.4.1 – Ruolo dell’ippocampo nei disturbi di memoria topografica
(Cecilia Guariglia)
D.4.2 – Memoria visuo-spaziale nel micro-spazio e nel macro-spazio
(Cecilia Guariglia)
D.4.3 – Costruzione e standardizzazione di test per la valutazione della
capacità immaginativa in pazienti cerebrolesi (Cecilia Guariglia)
D.4.4 – Trattamento riabilitativo dei disturbi dell’orientamento spaziale
(Chiara Incoccia)
2006 491

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
D.5 – DISTURBI DEL LINGUAGGIO IN CEREBROLESI ADULTI E IN ETÀ EVOLUTIVA
Verranno studiati i correlati anatomici responsabili del recupero del linguaggio
in pazienti afasici bilingui. Verrà inoltre studiato il substrato neurale
dei disturbi afasici mediante l’impiego di un nuovo metodo (VLSM). In soggetti
di età evolutiva verrà studiato lo sviluppo e l’efficienza della lettura lessicale.
Articolazione
D.5.1 – Organizzazione cerebrale del linguaggio nei soggetti afasici bilingui
(Paola Marangolo)
D.5.2 – Voxel-based Lesion Symptom Mapping (VLSM): studio dei disturbi
linguistici e dei correlati anatomici in pazienti afasici
(Paola Marangolo, Gaspare Galati)
D.5.3 – Sviluppo ed efficienza della lettura lessicale: fattori linguistici
e cognitivi (Pierluigi Zoccolotti)
D.1.1 – Il ruolo dell’Extrastriate Body Area (EBA) e della corteccia
Premotoria Ventrale (vPMc) nella codifica della forma del corpo
e delle azioni del corpo: uno studio di Stimolazione Magnetica
Transcranica Ripetitiva (rTMS) evento-correlata
(Salvatore Maria Aglioti)
Attività previste
Nell’ambito delle neuroscienze una concezione largamente condivisa relativa
all’organizzazione ed al funzionamento del cervello è che diversi aspetti
della realtà siano rappresentati in aree corticali diverse (Gainotti, 2004). Questa
evidenza si riscontra nella rappresentazione semantica verbale del mondo
(Warrington et al., 1984). La rappresentazione categoriale semantica non è un
fenomeno solo verbale. Anche nell’ambito della percezione visiva si ritrovano
evidenze sperimentali che fanno pensare ad una organizzazione modulare
delle categorie semantiche nella corteccia (Kanwisher et al., 2000). Nella scia
della scoperta di un’area visiva specializzata per la percezione di facce, l’interesse
scientifico si è indirizzato verso la ricerca di altre aree specializzate nella
percezione visiva di stimoli appartenenti a categorie importanti da un punto
di vista adattivo.
Negli ultimi 5 anni diversi studi di imaging funzionale hanno evidenziato
l’attivazione di una specifica porzione della corteccia occipito-temporale
indotta dalla visione di immagini del corpo o di parti del corpo non facciali.
Quest’area è stata chiamata Extrastriate Body Area (EBA) (Downing et al.,
2001). Uno studio di rTMS ha inoltre dimostrato che l’attività di EBA è essenziale
unicamente nella discriminazione di parti corporee non facciali e non
nella discriminazione di oggetti non corporei (motociclette) o di facce (Urgesi
et al., 2004). D’altro canto, la scoperta di una classe di neuroni nella corteccia
premotoria della scimmia (F5), detti “ neuroni mirror ”, attivati sia durante la
programmazione del movimento che durante la semplice osservazione del
492 2006

movimento eseguito da un altro individuo, ha dato luogo alla nascita ed allo
sviluppo di una robusta linea di ricerca relativa all’osservazione di azioni (di
Pellegrino et al., 1992).
Studi di imaging funzionale hanno successivamente dimostrato la presenza
di questo tipo di neuroni anche nell’uomo. La presenza di questo tipo di
neuroni nell’uomo è stata riscontrata nella corteccia premotoria ventrale
(vPMc), omologa della F5 delle scimmie da un punto di vista morfologico-funzionale
(Petrides et al., 1997). La funzione di questa classe di neuroni è stata
posta alla base della capacità degli uomini di comprendere ed imitare le azioni
osservate nei cospecifici (Rizzolatti et al., 2001). Sebbene esistano ampie prove
dell’attività di questi neuroni ottenute con metodi correlazionali (fMRI) ed
interferenziali (TMS), nessuno di questi ultimi è mai stato utilizzato per provare
che l’attività delle cortecce premotorie ventrali sia cruciale nella percezione
di azioni. Il corpo dunque convoglia sia informazioni relative alle sue
caratteristiche morfologiche, sia informazioni relative al movimento che sta
eseguendo, le quali potrebbero essere codificate in aree corticali distinte.
La finalità del presente progetto di ricerca è quella di evidenziare una possibile
doppia dissociazione funzionale tra vPMc ed EBA bilaterali. A tal fine si propone
l’utilizzo della Stimolazione Magnetica Transcranica ripetitiva (rTMS), tecnica
capace di interferire selettivamente con l’attività della struttura corticale stimolata.
Si prevede di poter temporaneamente inibire, in soggetti sani, la capacità
di discriminare due diverse azioni (discriminazione di azione) rilasciando gli
impulsi magnetici sulla vPMc, o la capacità di discriminare due parti corporee
non facciali diverse per morfologia (discriminazione di forma) rilasciando gli
impulsi su EBA. L’interferenza durante un compito percettivo relativo alla discriminazione
di azioni e della forma del corpo è un dato mancante nella letteratura
attuale e fornirebbe una prova dell’essenzialità del funzionamento delle due aree
di studio nella percezione appunto dell’azione e della forma del corpo.
Descrizione
Neuropsicologia
Il compito sperimentale utilizzato nella ricerca sarà un “ matchingto-sample-task
”. I soggetti dovranno riconoscere uno stimolo presentato tachistoscopicamente
per 150 msec tra due immagini di confronto presentate successivamente
in visione libera. Le immagini usate rappresenteranno parti del
corpo umano implicanti un’azione. 4 immagini riguarderanno arti superiori ed
altre 4 arti inferiori. La metà delle azioni raffigurate avranno uno scopo ecologico
(grasping fine e grossolano, passo avanti e passo indietro), l’altra metà no.
Il set completo di stimoli rappresenteranno due diversi modelli maschili che
eseguono tutte e 8 le azioni. Le fotografie inoltre saranno duplicate per generare
il lato sinistro e quello destro di ogni arto. Le immagini di confronto differiranno
fra di loro o per l’azione raffigurata (discriminazione di azione) o per
le caratteristiche morfologiche dell’arto che esegue l’azione; per esempio la
mano che esegue il grasping apparterrà a due individui diversi (discriminazione
di forma). Tra la presentazione dell’immagine stimolo e quelle di confronto
al soggetto verrà presentata, per 500 msec, una figura rettangolare con
funzione di maschera in coincidenza della quale verrà applicata la stimola-
2006 493

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
zione magnetica transcranica ripetitiva (ritardo: 150 msec; frequenza:10Hz;
durata: 200 msec; intensità: 120% della soglia motoria).
In blocchi sperimentali diversi verrà stimolata EBA e vPMc bilaterale
durante l’esecuzione del compito di discriminazione di azione o di forma.
Nella fase preliminare di preparazione elettrofisiologica, si individuerà la
“ posizione ottimale ” (OSP), definita come il sito dello scalpo dal quale la
TMS può indurre dei MEPs di massima ampiezza in entrambi i muscoli target.
Mediante un sistema di neuronavigazione a campo magnetico (Polhemus
spatial digitizer) sarà possibile localizzare la OSP nello spazio stereotassico
standard di Talairach (Talairach et al., 1988). Ponendo lo stimolatore sulla
OSP si passerà a determinare la soglia motoria (SM) del soggetto, definita, in
accordo allo standard internazionale, come la minima intensità di stimolazione
in grado di indurre un’ampiezza dei MEPs maggiore di 50 µV in almeno
5 stimolazioni su 10 (Rossini et al., 1994).
Per la localizzazione dei siti di stimolazione verrà usato il sistema di neuronavigazione
Softaxic Navigator system (EMS, Bologna, Italy). Questo
sistema accoppia allo scalpo la porzione di corteccia cerebrale sottostante
usando un modello anatomico standard. La mappatura dello scalpo dei soggetti
verrà effettuata tramite un Fastrak Polhemus digitizer (Polhemus, Colchester,
VT). La ricostruzione dello scalpo si effettua sulla base dei tradizionali
riferimenti craniometrici (punti preauricolari sinistro e destro, nasion ed
inion) e 60 punti fiduciari presi su tutto lo scalpo. Il sistema di neuronavigazione
a campo magnetico Polhemus crea uno spazio tridimensionale descritto
dalle coordinate assiali x, y e z che ordinano lo spazio in direzione rispettivamente
sinistra-destra, rostro-caudale e ventro-dorsale. Le coordinate dei punti
dello scalpo vengono associate allo spazio stereotassico di Talairach attraverso
la correlazione tra le prime e un modello cerebrale standard. Le coordinate di
Talairach (Talairach et al., 1988) saranno automaticamente calcolate dal programma
Softaxic. In questo esperimento i siti presi in considerazione saranno
quattro: EBA destra, EBA sinistra, vPMc destra e vPMc sinistra. Per EBA
destra saranno usate le coordinate: x=52, y=-72, z=4 (Downing et al., 2001;
Urgesi et al., 2004), per la vPMc destra invece: x=57, y=12, z=24 (Costantini et
al., 2005). Per EBA sinistra saranno scelti i valori: x=-52, y=-68, z=4 e per vPMc
sinistra: x=-58, y=12, z=24 secondo le indicazioni di Costantini (Costantini et
al., 2005). Le misure che verranno considerate saranno i tempi di reazione
(RT) e l’accuratezza di risposta (ACC). Inoltre per controllare che la stimolazione
delle vPMc non determini un’interferenza nell’esecuzione della risposta
manuale, l’elettromiografia dei muscoli First Dorsal Interossus (FDI) e dell’Abductor
Digiti Minimi (ADM) della mano di risposta sarà monitorata in presa
diretta durante la fase sperimentale. Come controllo ulteriore metà dei soggetti
eseguirà la risposta con la mano destra mentre l’altra metà con la sinistra.
Soggetti
Lo studio sarà condotto utilizzando 20 soggetti normali. Per tutti verranno
esclusi fattori di rischio o controindicazioni a partecipare ad espe-rimenti di
TMS sulla base degli attuali protocolli per la sicurezza (Wasserman, 2001).
494 2006

Neuropsicologia
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D.1.2. “ La melodia ” dell’azione in pazienti con lesioni cerebrali focali
(Salvatore Maria Aglioti, Luigi Pizzamiglio)
L’aprassia è un disturbo neuropsicologico che comporta un deficit nell’esecuzione
intenzionale di gesti non riconducibili a dei disturbi sensorimotori
(quali – ad esempio – deficit di sensibilità, emiparesi, atassia, sintomi extrapiramidali),
a dei deficit intellettivi o ad una ridotta capacità di comprensione
del linguaggio. Pur conseguendo a disturbi uniemisferici, i sintomi sono tipicamente
bilaterali. Già dalla prima descrizione fatta da Liepmann (1905) ci si
chiese se l’aprassia fosse unicamente un disturbo della produzione del gesto o
piuttosto rappresentasse anche un’alterazione del riconoscimento e della
comprensione del suo significato. Ancora oggi, in accordo con l’interpretazione
originale di Liepmann, l’aprassia può essere vista come un deficit d’esecuzione
di gesti di cui si ha consapevolezza oppure come una perdita della
capacità di rappresentare i movimenti che costituiscono il gesto.
La distinzione fra le aree corticali che servono alla rappresentazione dei
gesti e quelle che servono alla produzione dei gesti è attualmente oggetto di
numerose ricerche. Numerosi studi nelle scimmie e nell’uomo hanno suggerito
che i substrati neurali per la comprensione e per l’esecuzione dei gesti
sono in gran parte sovrapposti e riguardano sia strutture frontali (area di
Broca: Rizzolatti et al., 1999) che parietali (Fogassi et al., 2005; Buccino et al.,
2001). L’importanza relativa delle due aree, frontale e parietale, nel riconoscimento
e nella comprensione dei gesti è stata esaminata in pazienti che avessero
subito delle lesioni limitate all’una o all’altra di queste aree (Heilman et
al., 1973, 1979, 1982; Rothi et al., 1985, 1991).
2006 495

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
Lo studio è volto ad esaminare la capacità di pazienti aprassici di eseguire
gesti o atti complessi della vita quotidiana sulla base degli indizi acustici non
linguistici legati a quei gesti (ad esempio il rumore dei passi, lo schioccare
delle dita) e a valutare se esista una dissociazione fra le basi nervose per la
comprensione e per la produzione di un gesto in pazienti aprassici con lesioni
cerebrali anteriori (frontali) e posteriori (parietali).
La ricerca verrà condotta su 50 pazienti con lesioni cerebrovascolari
destre o sinistre la cui sede è stata accertata tramite esami clinici e radiologici
(Tomografia Assiale Computerizzata o Risonanza Magnetica Nucleare). Ogni
paziente sarà sottoposto a diverse sessioni sperimentali in giorni diversi, in
relazione al grado di affaticabilità e disponibilità del paziente. Ogni sessione
non durerà, in ogni caso, più di 60 minuti. I paradigmi sperimentali prevedono
due gruppi: uno di studio e uno di controllo. I criteri di ammissione al
gruppo di studio sono:
– presenza di aprassia degli arti (AI, AIM) e bucco-facciale (ABF);
– possesso del linguaggio che permetta di rispondere correttamente con
un sì od un no nel compito di riconoscimento.
Per l’ammissione al gruppo di controllo sono sufficienti la presenza di
una lesione cerebrale e l’assenza d’aprassia.
Principali misure di valutazione
Prima delle specifiche prove sperimentali tutti i soggetti saranno sottoposti
ad una batteria di test neuropsicologici:
– test per la produzione e comprensione linguistica (test dei gettoni, ripetizione,
linguaggio scritto, denominazione e comprensione);
– test d’intelligenza non verbale (Matrici Progessive di Raven);
– test di aprassia ideativa (esame sull’uso di oggetti comuni);
– test di aprassia ideomotoria (De Renzi e coll., 1980);
– test di aprassia bucco-facciale.
Valutazione della capacità di riconoscere gesti
sulla base di indizi acustici non linguistici associati ai gesti stessi
Il test per valutare le capacità di riconoscimento di gesti sulla base di
indizi acustici non linguistici associati ai gesti stessi consiste in un test originale
nel quale si presentano tramite un microfono suoni evocanti gesti degli
arti intransitivi (e.g. schioccare le dita) o transitivi; gesti del distretto orofacciale
intransitivi (e.g. starnutire) o transitivi (soffiare in un fischietto). Suoni
ambientali (ad esempio la sirena di un’ambulanza) verranno usati come controlli.
Dopo l’ascolto di ogni suono, il paziente dovrà scegliere tra 4 figure presentate
sullo schermo di un computer quella corrispondente al rumore udito
in precedenza. Le diverse categorie di suoni si alterneranno in una sequenza
pseudo-casuale. Tutte le prove si svolgeranno in una stanza isolata nel laboratorio
di Neuropsicologia della Fondazione Santa Lucia. Il paziente siederà ad
una distanza di 57 cm dallo schermo di un computer. Lo sperimentatore regi-
496 2006

Neuropsicologia
strerà le risposte del paziente su moduli predisposti all’uopo. La prestazione
d’ogni singolo paziente verrà valutata considerando il numero totale di errori.
Il grado di difficoltà del test sarà determinato somministrandolo ad un campione
di 10 soggetti non cerebrolesi di età compresa fra 50 e 80 anni.
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D.1.3 – Modificazioni dello schema corporeo e della funzionalità motoria
in pazienti con amputazione dell’arto inferiore (Daniele Nico)
Una serie di studi effettuati negli ultimi anni ha permesso di dimostrare
che la capacità di eseguire determinati movimenti è strettamente connessa
con l’abilità di pianificarli e programmarli. Diversi studi condotti sulla motor
imagery hanno infatti dimostrato che esiste una marcata corrispondenza,
anatomica e funzionale, tra esecuzione e simulazione mentale del movimento.
Questa correlazione è stata dimostrata anche grazie a studi condotti su
pazienti che hanno subito l’amputazione dell’arto superiore. Uno studio
recente (Nico D., Daprati E., Rigal F., Parsons L., Sirigu A. (2004) Brain 127:
1-13) ha infatti messo in evidenza che l’abilità di simulare mentalmente il
movimento della mano è influenzata dalla sua disponibilità fisica, anche se
nella realtà nessun movimento deve essere effettivamente compiuto.
Nel progetto presente si è tentato di mettere in evidenza gli effetti della
perdita dell’arto inferiore sulla capacità di pianificare ed eseguire mentalmente
un movimento del piede. È stato chiesto a pazienti amputati dell’arto
inferiore di giudicare più velocemente possibile se l’immagine di un piede
(mostrato in due diverse prospettive laterali, dal lato dell’alluce e dell’ultimo
dito, ed anche nelle prospettive plantare e dorsale, ognuna in dodici diversi
orientamenti ad intervalli di 30°) fosse quella di un piede destro oppure un
sinistro.
I risultati preliminari avevano già suggerito che la perdita di un piede dal
punto di vista cognitivo non produce lo stesso effetto di quello prodotto dalla
perdita della mano: il giudizio di lateralità infatti non è sembrato dipendere
dal fatto che il piede mostrato corrispondesse o meno a quello mancante. Il
2006 497

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
campione di soggetti è stato ulteriormente incrementato. Al momento sono
stati inseriti nella presente ricerca 21 pazienti. Di questi, 10 hanno subito
l’amputazione della gamba destra, 3 della coscia destra, 2 l’amputazione del
piede sinistro, 3 della coscia sinistra e 3 della gamba sinistra. Contrariamente
a quanto emerso in precedenza, le nuove analisi dei dati sembrano evidenziare
un aumento nei tempi di risposta e un peggioramento dell’accuratezza
nel caso in cui le immagini presentate raffigurino un piede visto in una posizione
non naturale. Tuttavia l’eterogeneità del campione ancora non consente
delle valutazioni conclusive. I pazienti infatti differiscono per il diverso livello
a cui hanno subito l’amputazione. Le prestazioni dei pazienti quindi potrebbero
dipendere dal numero di articolazioni disponibili per le operazioni mentali
di simulazione delle rotazioni necessarie per ‘copiare’ l’orientamento dello
stimolo da riconoscere.
Il protocollo sperimentale comprendeva inoltre delle prove finalizzate a
verificare se le abilità di rappresentazione spaziale fossero o meno influenzate
dall’uso della protesi. Si è partiti dal presupposto che l’amputazione dell’arto
inferiore abbia delle implicazioni cognitive anche per ciò che concerne la
capacità di riorganizzare funzionalmente gli spostamenti nell’ambiente. A
questo scopo i pazienti sono stati impegnati in prove di navigazione sia attiva
che passiva in due diversi momenti: quando cominciano ad usare la protesi
provvisoria e quando il recupero funzionale è ormai completato e deambulano
con la protesi in modo indipendente da qualsiasi ausilio. L’ipotesi è che i
pazienti amputati debbano necessariamente operare una riorganizzazione
funzionale dello spazio in base alle nuove competenze motorie che sono
costretti ad apprendere, dato che la protesi li obbliga ad imparare di nuovo a
camminare. Le loro abilità di rappresentazione spaziale dovrebbero, allora,
modificarsi di pari passo con l’aumento della dimestichezza nell’uso della protesi.
Per tentare di verificare questa ipotesi è stata valutata la capacità di stimare
delle distanze nonché la precisione nel valutare l’entità di diversi spostamenti,
attivi e passivi, effettuati sia a piedi che con un robot.
Il progetto prevedeva quindi un re-test alla fine del periodo riabilitativo
per l’utilizzo della protesi, con l’ulteriore obiettivo di valutare la presenza di
miglioramenti nella capacità di pianificazione e programmazione del movimento.
Dato che, come già sottolineato dalla letteratura, la capacità di motor
imagery e l’esecuzione di un movimento reale vanno di pari passo e se, come
con questo progetto si tenta di evidenziare, l’utilizzo della protesi può migliorare
l’abilità di motor imagery del paziente amputato, allora il risultato
diventa ancora più rilevante in funzione della possibilità di utilizzare la simulazione
mentale del movimento per facilitare l’apprendimento dell’utilizzazione
della protesi. Al momento sono stati sottoposti alle batterie di valutazione
8 pazienti amputati di arto inferiore valutati nel periodo in cui avevano
appena cominciato ad usare la protesi; tra questi solo 2 hanno terminato il
trattamento riabilitativo e sono stati richiamati per effettuare le valutazioni di
re-test a diversi mesi di distanza. Non è stato ancora possibile sottoporre
anche gli altri pazienti alle successive valutazioni poiché ancora non sono
arrivati alla fine del lungo percorso riabilitativo e non hanno quindi stabilizzato
definitivamente le loro competenze motorie con la protesi. Allo stato
498 2006

Neuropsicologia
attuale non è quindi ancora possibile fornire dei risultati esaurienti che diano
indicazioni chiare in merito alle modificazioni nella capacità di rappresentazione
dello spazio ed a proposito della plasticità delle competenze di motor
imagery in seguito alla protesizzazione dell’amputato di arto inferiore.
Nel corso del 2006 pertanto verrà eseguita la valutazione post-riabilitativa
dei pazienti inseriti nel protocollo sperimentale.
D.1.4 – Studio sui processi di riorganizzazione funzionale in seguito
all’allungamento dell’arto superiore in pazienti acondroplasici
(Daniele Nico)
Il presente progetto ha come obiettivo quello di valutare i meccanismi di
riorganizzazione cognitiva nei pazienti acondroplasici. Il cervello contiene
infatti una rappresentazione topografica del corpo costruita sulla base delle
afferenze sensoriali ed elaborata dal sistema cognitivo che ci permette il
costante aggiornamento della nostra posizione nello spazio, un pre-requisito
funzionale essenziale per qualsiasi movimento nell’ambiente e per la sua rappresentazione
spaziale in coordinate egocentriche. Sono stati scelti come soggetti
sperimentali dei bambini acondroplasici in cui si interviene chirurgicamente
nel tentativo di favorire una sviluppo armonico della struttura corporea.
Questi pazienti subiscono infatti degli interventi di allungamento degli arti che
modificano sostanzialmente il loro schema corporeo nel volgere di alcune settimane.
In seguito all’intervento avvengono precisi cambiamenti fisiologici di
riorganizzazione della corteccia somatosensoriale che sono stati documentati
recentemente (Di Russo F., Committeri G. et al. (2006) Neuroimage 30 (1): 172-
183). Ci si attende anche una riorganizzazione delle competenze cognitive in
una serie di operazioni in cui è necessario tener conto delle nuove dimensioni
corporee. A questo scopo sono state pianificate alcune prove specifiche volte a
valutare la modalità con cui questi soggetti riorganizzano la loro rappresentazione
corporea ed alcuni aspetti funzionali legati ad essa: quando ad esempio
una determinata posizione nello spazio viene codificata attraverso il ‘senso di
posizione’. Al momento sono state valutate le prestazioni di due soggetti prima
dell’intervento chirurgico di allungamento dell’arto superiore.
La batteria di valutazione utilizzata comprende un test di rappresentazione
dello schema corporeo (Daurat-Hmeljiak C., Stambak M., Berges J.
(1978) Il test dello schema corporeo. Organizzazioni Speciali, Firenze) per valutare
la percezione soggettiva che questi pazienti hanno delle disarmonie di
sviluppo del proprio corpo, come questa percezione si modifichi in funzione
delle aspettative che derivano dall’intervento di correzione e la valutazione
soggettiva della reale modificazione corporea ottenuta a seguito dell’allungamento.
Oltre a questo sono state effettuate prove di valutazione della stima
soggettiva della posizione di diversi punti di repere anatomico sul proprio
braccio (gomito, polso e punta delle dita), con lo scopo di mettere in evidenza
se e come, nel tempo, i pazienti modifichino la propria consapevolezza somatosensoriale.
Per questa prova è stato costruito uno speciale apparato costituito
da un banchetto di legno con una linea formata da 40 LED equispaziati
di 1 cm. l’uno dall’altro. Al soggetto, con il braccio posto sotto al banchetto e
2006 499

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
quindi non visibile direttamente, viene chiesto di giudicare se il singolo LED
acceso dallo sperimentatore si trovi ‘al di sopra’ oppure ‘al di sotto’ del punto
di repere anatomico oggetto della valutazione in corso. La procedura di stimolazione
utilizzata è stata adattata seguendo la tecnica proposta in Vallar et
al. (Vallar G., Guariglia C., Nico D., Bisiach E. (1995) Brain 118: 467-472). È
stata quindi effettuata una prova più specifica in cui al soggetto viene chiesto
di memorizzare una determinata posizione del dito indice su di un piano, raggiunta
tramite uno spostamento passivo del braccio imposto dallo sperimentatore.
Al soggetto è stato chiesto di indicare col dito il punto esatto raggiunto
in precedenza, dopo che il braccio è stato ricollocato in posizione di riposo
(completamente addotto al tronco con la mano poggiata sul petto, in asse con
il piano mediano sagittale del corpo) sempre con un movimento imposto. Le
prove sono state effettuate su di uno sfondo millimetrato e riprese con una
telecamera digitale dall’alto. Sono state effettuati 60 movimenti di raggiungimento
di diverse posizioni collocate entro ed al limite dello spazio di reaching.
Le prove sono state effettuate tutte con l’arto dominante (il destro).
Al momento la valutazione è stata effettuata su due soli soggetti maschi
che hanno subito l’intervento chirurgico di allungamento. La valutazione
effettuata è quella preliminare all’intervento, quella cioè che fornisce i parametri
comportamentali di riferimento, su cui poi analizzare i risultati ottenuti
nelle due successive rilevazioni. Al momento devono ancora essere effettuate
la valutazione da compiere immediatamente dopo che sono stati tolti i cestelli
che guidano la ricrescita ossea ed un re-test a diversi mesi di distanza dall’eliminazione
dei cestelli, quando si presume che il soggetto abbia acquisito ed
integrato la modificazione corporea in una rappresentazione stabile del proprio
corpo. Dal punto di vista anatomico e funzionale, anche le misure elettrofisiologiche
e di neuroimmagine dovranno essere ripetute nei tempi summenzionati
per osservare in dettaglio l’esatta identificazione delle aree cerebrali
deputate alla rappresentazione della mano e le loro eventuali modifiche in
seguito all’operazione chirurgica.
Pertanto, nel corso del 2006 verrà proseguito l’inserimento nel protocollo
sperimentale di nuovi soggetti che verranno in seguito sottoposti ad interventi
di allungamento degli arti superiori e verranno sottoposti all’esame post-chirurgico
i pazienti già inseriti nel protocollo nel corso del 2005.
D.2.1 – Sistemi di elaborazione delle informazioni coinvolte
nel comportamento esecutivo; evoluzione, declino e alterazioni
patologiche delle funzioni esecutive (Gabriella Antonucci)
Descrizione
Negli ultimi anni, numerosi studi neuropsicologici e neurofisiologici sui
primati e sull’uomo, hanno dimostrato quanto la corteccia prefrontale possa
essere definita come la struttura neurale più “ alta ” incaricata dell’organizzazione
e pianificazione di comportamenti nuovi e complessi, inclusi linguaggio
e ragionamento logico. Il ruolo della corteccia prefrontale, si
esplica attraverso quelle che sono state definite Funzioni Esecutive (FE) un
500 2006

Neuropsicologia
set di funzioni cognitive di ordine superiore deputate ad una serie di diverse
operazioni quali il controllo motorio e la programmazione di comportamenti
articolati (soppressione dei riflessi e degli impulsi motori, lo switch
tra un movimento e l’altro, la programmazione e la messa in atto di comportamenti
complessi); il controllo “ meta-cognitivo ” (flessibilità cognitiva e
resistenza alle interferenze esterne); la personalità e le emozioni (l’iniziativa,
l’automonitoraggio, controllo degli impulsi affettivi ed emotivi) la fluenza
verbale e la pianificazione.
L’eterogeneità di tali funzioni ha portato alla formulazione di ipotesi
sull’esistenza di network neurali diversi che sottostanno a comportamenti
esecutivi differenti. Ad esempio uno studio PET condotto da Smith & Jonides
(1999) ha portato all’evidenza di una selettiva attivazione del cingolo
anteriore in un compito di inibizione della risposta su paradigma Stroop ed
una attivazione della corteccia prefrontale dorsolaterale con un classico
compito di pianificazione. Più in generale il frazionamento di comportamenti
esecutivi è stato supportato dalle evidenze sull’esistenza di tre diversi
circuiti neurali circoscritti dai lobi frontali (Burruss et al., 2000). Il comportamento
di organizzazione e pianificazione è stato correlato con il circuito
dorsolaterale mentre il comportamento di inibizione e modulazione dell’arousal
è stato associato ad attivazioni del circuito del cingolo anteriore.
Infine il terzo circuito quello “ orbitofrontale ” è stato associato ai comportamenti
di gestione e controllo dei comportamenti sociale e delle emozioni
(Duffy & Campbell, 1994).
Tutti questi studi però riguardano essenzialmente la messa in atto dei
comportamenti esecutivi in ambienti artificiali (studi di attivazione PET e
fMRI). Un approccio diverso nello studio delle funzioni esecutive è valutare i
deficit cognitivi presentati da pazienti affetti da patologie diverse. È noto
infatti che disturbi di tipo esecutivo sono stati osservati sia in pazienti cerebrolesi,
sia in pazienti affetti da patologie psichiatriche quali la schizofrenia,
la depressione ed il disturbo ossessivo-compulsivo. Analogamente, deficit esecutivi
sono stati rilevati anche in soggetti anziani sani; quest’ultima evidenza è
stata interpretata come un fisiologico irrigidimento delle funzioni cognitive di
ordine superiore dovuto all’invecchiamento normale.
Nonostante la manifestazione comportamentale del disturbo disesecutivo
appaia diversificata a seconda della patologia riportata, ciò che accomuna
tutte le manifestazioni disesecutive sembra essere una specifica disfunzione
del sistema esecutivo centrale correlato ad una alterata funzionalità della corteccia
prefrontale.
Da un punto di vista descrittivo i deficit neuropsicologici osservati nei
pazienti affetti da problemi esecutivi possono essere riassunti come perseverazione
cognitiva, rigidità nel ragionamento astratto, apragmatismo della comunicazione,
anosognosia e labilità emotiva. A causa di tali problemi il paziente
disesecutivo incontra notevoli difficoltà nell’adeguare il proprio comportamento
nelle situazioni di vita quotidiana. Questi stessi problemi sono stati
descritti anche nella popolazione anziana sana anche se non è presente in letteratura
alcuno studio sistematico che monitorizzi l’evoluzione e l’eventuale
decadimento delle diverse componenti nell’arco di vita.
2006 501

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
La presente linea di ricerca si propone di approfondire le conoscenze sui
sistemi di elaborazione delle informazioni coinvolte nel comportamento esecutivo
tramite lo studio dell’evoluzione di tali comportamenti in un’ampia
popolazione di soggetti sani.
Evoluzione dei comportamenti esecutivi
Il definitivo sviluppo della corteccia prefrontale si conclude molto tardi,
non prima dei 14-16 anni (Fuster, 1999). Questo lungo processo di sviluppo
sembra essere in parte dovuto alla lenta maturazione delle funzioni cognitive
supportate dalla corteccia prefrontale, ovvero le Funzioni Esecutive. Questo
set di funzioni cognitive è stato dimostrato subire una continua evoluzione
nell’arco di vita dell’individuo raggiungendo un picco di massima efficienza
nell’età adulta per poi regredire con l’avanzare dell’età. Un piccolo studio
pilota condotto presso il nostro laboratorio ha messo in luce che le prestazioni
dei soggetti in diversi compiti esecutivi si differenziano a seconda della
funzione esecutiva osservata. Più in dettaglio ciò che è stato osservato è che lo
stesso individuo è in grado di fornire prestazioni selettivamente migliori a
seconda della funzione esecutiva misurata. Analogamente si è rilevato un
selettivo e significativo peggioramento delle prestazioni dei soggetti più
anziani (età media 65 anni ds = 3.7) rispetto a quelli adulti (età media 42 anni
ds = 2.5) e più giovani (età media 24 anni ds = 2.8). Considerati questi risultati
preliminari e le recenti evidenze di circuiti neurali differenti coinvolti in
diversi compiti esecutivi, appare ipotizzabile che il funzionamento esecutivo
possa essere frazionabile in diverse componenti. Ciò che rimane da chiarire è
se le varie componenti evolvono in modo omogeneo o se ciascuna componente
matura in modo diversificato.
Per indagare tale ipotesi, una cornice teorica di riferimento particolarmente
suggestiva è quella di Fuster secondo il quale qualsiasi comportamento
esecutivo non può prescindere da un’organizzazione ed integrazione temporale
del piano di azione; la formazione di questa “ struttura temporale ” necessita
soprattutto delle abilità di un organismo di saper mediare operazioni logiche
del tipo “ se ora questo, allora dopo quest’altro ” – oppure – “ se prima
quello, allora adesso quest’altro ” (Fuster, 1997). Per l’autore qualsiasi comportamento
disesecutivo può essere interpretato come un “ errore ” intercorso
nel normale sequencing temporale delle azioni necessarie per portare a termine
un determinato obiettivo e ritiene che la velocità di elaborazione della
soluzione di diversi compiti esecutivi, possa essere un valido indicatore del
tipo di strategia cognitiva messa in atto.
Scopo di questo primo studio è di indagare in modo sistematico le diverse
competenze cognitive che si ritiene siano alla base del comportamento esecutivo
e se queste si sviluppano e si modificano nell’intero ciclo di vita in modo
compatto od in maniera selettiva.
Soggetti
L’uso di un’ampia popolazione di 1000 soggetti di controllo consentirebbe
l’applicazione di una serie di tecniche di analisi con l’ulteriore obiettivo di
502 2006

Neuropsicologia
definire quali prove sono effettivamente in grado di misurare le diverse abilità
che costituiscono il comportamento esecutivo. A tal fine verranno selezionati
1000 soggetti normali di età compresa tra i 16 e gli 80 anni. La scelta di un
intervallo così ampio è suggerita dalla possibilità di valutare in modo sistematico
se ed in che modo le diverse componenti esecutive subiscono modificazioni
fisiologiche durante lo sviluppo e l’invecchiamento.
Metodo
Si intende effettuare una serie di valutazioni utilizzando sia strumenti di
uso comune nella pratica psicologico-cognitiva (WAIS-R) sia strumenti appositamente
ideati per valutare i diversi aspetti comportamentali che caratterizzano
le funzioni esecutive (il Behavioural Assessment of the Dysexecutive
Syndrome (BADS), di Wilson et al., 1996). Tale batteria si compone di sei test
(Il cambio di regola delle carte; Il programma di azione; La ricerca delle
chiavi; Le stime temporali; La mappa dello zoo; I sei elementi – modificato),
ognuno dei quali volto alla valutazione di una specifica abilità esecutiva. La
scelta di questa batteria è stata effettuata perché valida ed attendibile nella
valutazione di tutte le componenti esecutive (Antonucci et al., in press) e perché
particolarmente sensibile all’aspetto della mediazione temporale che
caratterizza il controllo esecutivo secondo il modello interpretativo proposto
da Fuster (1997).
Risultati attesi
Il confronto tra prestazioni nei diversi test esecutivi del BADS permetterà
di valutare l’ipotesi secondo la quale il controllo esecutivo potrebbe essere
descritto come risultante di un insieme non omogeneo di diverse componenti
cognitive. A tal fine i dati raccolti verranno elaborati attraverso un pool di
analisi correlazionali e fattoriali. Se l’ipotesi sul frazionamento esecutivo
risultasse confermata, allora dall’analisi fattoriale finale dovrebbero emergere
almeno due dimensioni latenti compatibili con la presenza di due diverse abilità
esecutive di conseguenza frazionate. Questo dato sarebbe supportato dalle
evidenze neuroanatomiche sulla presenza di diversi network adibiti alle
diverse funzioni esecutive.
Ci si attende inoltre una totale assenza di correlazione tra i test della
WAIS-R e quelli del BADS, a conferma di una netta dissociazione tra intelligenza
(e G) e FE.
Infine il confronto tra le soluzioni fattoriali emerse nelle diverse fasce di
età dovrebbe confermare la presenza di dimensioni latenti diverse tra giovani,
adulti ed anziani confermando l’ipotesi di partenza secondo la quale le diverse
componenti esecutive subiscono selettive modificazioni fisiologiche durante
lo sviluppo e l’invecchiamento.
– Barruss R.P., Glowinski J., Chi D. (2003) Society of Neuroscience Abstracts, 21, 239
In Miller L.B. & Cummings L.J. (2004) The Human Frontal Lobe. Guillford Press.
– Burruss J.W., Hurley R.A., Taber K.H., Rauch R.A., Norton R.E., Hayman L.A.
(2000) Radiology 214: 227-230.
2006 503

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
– Duffy J.D., Campbell J.J. (1994) J Neuropsych Clin Neurosci 6: 379-387.
– Fuster J.M. (1997) The prefrontal cortex: anatomy, phisiology and neuropsychology
of the frontal lobe. Philadelphia: Lippincot-Raven (3 rd Ed).
– Fuster J.M. (1999) In Miller B.L., Cummings J.L. The human frontal lobes: functions
and disorders. Guillford Press New York London.
– Smith E.E., Jonides J. (1999) Science 283: 1657-1660.
– Wilson B.A., Alderman N., Burgess P.W., Emslie H., Evans J.J. (1996) Behavioural
Assessment of the Dysexecutive Sindrome (BADS). Bury St. Edmunds, England: Thames
Valley Test Company.
D.2.2 – Studio dei disturbi neuropsichiatrici in una popolazione
di pazienti traumatizzati cranici (Paola Ciurli)
Descrizione
I disturbi neuropsichiatrici in pazienti con trauma cranico sono frequentemente
osservabili nella pratica clinica e ben documentati in letteratura
(Rao V., 2000).
Lo studio vuole valutare la tipologia, frequenza e gravità di diversi
disturbi neuropsichiatrici che insorgono in una vasta popolazione (100) di
pazienti con trauma cranio-encefalico (TCE), nelle diverse fasi di recupero
con esiti di differente gravità neurologica e neuropsicologica, ricoverati consecutivamente
in regime di ricovero ordinario o Day Hospital presso l’Unità
post-coma dell’Ospedale di riabilitazione Santa Lucia di Roma.
A tal scopo verrà utilizzato uno strumento diagnostico, il Neuropsychiatric
Inventory (Cummings, 1994), già validato in pazienti dementi (Cummings et
al., 1994; Binetti et al.,1998) e recentemente in pazienti post-stroke (Angelelli et
al., 2004). Tale strumento consiste in un’intervista strutturata da somministrare
al familiare (caregiver) del paziente, in grado di registrare la frequenza e
gravità dei diversi disturbi neuropsichiatrici attesi.
Verranno inclusi nello studio 100 pazienti con trauma cranico grave (Glasgow
Coma Scale ≤ 8, Teasdale, 1974), in un range d’età dai 15 ai 65 anni, che
abbiano raggiunto un contatto con l’ambiente, con LCF ≥ 4 (Levels of Cognitive
Functioning, Hagen, 1979).
Verranno esclusi i pazienti con pregressi disturbi neurologici e psichiatrici,
abuso di sostanze stupefacenti o alcool.
Obiettivi
Lo scopo del lavoro è validare l’uso di tale scala, appositamente proposta
per pazienti neurologici, per la valutazione dei disordini psicopatologici su
vasta scala, emergenti dalla fase post-acuta a quella cronica in pazienti affetti
da TCE grave, con età compresa tra i 15 e i 65 anni. Le aree indagate saranno:
deliri, allucinazioni, agitazione, depressione, ansia, euforia, apatia, disinibizione,
irritabilità, comportamento motorio aberrante, disturbi del comportamento
notturno, disturbi del comportamento alimentare.
Al fine della validazione della scala, è in programma anche la somministrazione
della stessa ad un campione di controllo (soggetti normali di pari
504 2006

Neuropsicologia
età e scolarità). È inoltre previsto di studiare le relazioni tra i diversi disturbi
neuropsichiatrici emersi e le variabili demografiche (sesso, età, scolarità) e cliniche
(distanza dall’evento traumatico, durata e gravità del coma, grado di
disabilità del paziente, al momento della valutazione, misurata attraverso la
Glasgow outcome Scale (Jennett B., 1975).
– Angelelli P., Paolucci S., Bivona U., Piccardi L., Ciurli P., Cantagallo A., Antonucci G.,
Fasotti L., Di Santantonio A., Pizzamiglio L. (2004) Acta Psichiat Scand 110: 55-63.
– Binetti G., Mega M.S., Magni E. et al. (1998) Arch of Neurol 55: 539-544.
– Cummings J.L., Mega M., Gray K., Rosemberg-Thompson S., Gornbein J. (1994)
Neurology 44: 2308-2314.
– Hagen C., Malkmus D., Durham P. (1979) In Downey C.A. Rehabilitation of the
head injured adult Comprehensive physical management. Professional Staff Association
of Rancho Los Amigos Hospital.
– Jennett B., Bond M. (1975) Lancet 1: 480-484.
– Rao V., Lyketsos C. (2000) Psychosomatics 41(2): 95-103.
– Teasdale G., Jennett B. (1974) Lancet 2: 81-84.
D.3.1 – Combinazione di tecniche elettrofisiologiche e di neuroimmagine
nello studio delle basi neurali della percezione visiva dello spazio
e dell’attenzione spaziale: sviluppo di strumenti per l’applicazione
in pazienti con lesioni cerebrali (Francesco Di Russo)
Descrizione
Molto di ciò che sappiamo sul funzionamento del cervello dell’uomo
deriva da studi effettuati negli ultimi cinquanta anni sull’animale. Solo di
recente il notevole perfezionamento della tecnica elettrofisiologica dei
potenziali evento correlati (ERP) ha consentito di localizzare i generatori
delle diverse componenti del tracciato elettroencefalografico grazie all’uso
di un denso campionamento spaziale e di metodi di analisi del dipolo elettrico.
Un altro importante contributo allo studio del cervello umano deriva
dalle tecniche di neuroimmagine che consentono la visualizzazione in vivo.
In particolare, la tecnica di risonanza magnetica funzionale (fMRI) consente
di vedere quali sono le aree attive della corteccia e, nel caso delle aree
visive, ove gli studi sono più avanzati, è perfezionata al punto di consentire
l’osservazione della mappa del cervello individuale (retinotopia), analizzando
con grande precisione il contributo delle singole aree visive, giungendo
a distinguere fra V1, V2, V3/VP, V3a, V4. Il limite di questa tecnica è
che basandosi sull’ossigenazione del sangue nel tessuto neurale, ha una bassissima
risoluzione temporale dovuta ai lenti tempi di risposta ematici (dell’ordine
del secondo). Il grande vantaggio degli ERP nello studio dei fenomeni
corticali risiede nel fatto che misura direttamente le dinamiche elettriche
neurali con la precisione dell’ordine dei millisecondi. Il limite degli ERP
è invece la scarsa risoluzione spaziale. Integrate insieme, le due tecniche
possono fornire un quadro estremamente preciso nel tempo e nello spazio
dell’attività cerebrale correlata ai processi sensoriali e cognitivi. Il nostro
2006 505

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
gruppo di ricerca è all’avanguardia nello sviluppo di quest’integrazione per
quanto riguarda la funzione visiva.
In questo progetto ci si propone di sviluppare questo strumento, che integra
l’alta risoluzione temporale degli ERP con l’alta risoluzione anatomica
della fMRI per approfondire lo studio della funzione visiva in condizioni di
osservazione prolungata e di attenzione spaziale con l’obiettivo finale dell’applicazione
al paziente con lesioni cerebrali e disturbi dell’attenzione.
Una volta messo a punto lo strumento nel soggetto normale, giunti cioè
ad associare le componenti del potenziale evento correlato con i rispettivi
generatori corticali, lo strumento potrà essere utilmente applicato in studi clinici,
in forma semplificata, limitata alla sola registrazione elettrofisiologica,
più adeguata per il paziente.
Metodo
Si acquisiranno dati elettrofisiologici da un gruppo di almeno 21 soggetti
sani ed in un sottogruppo di questi (almeno 7) si eseguirà la parte di fMRI. Il
sistema di registrazioni è basato su 64 elettrodi. Le sorgenti dell’attività elettrica,
identificate mediante il metodo del dipolo basato su un modello realistico
della testa (BESA), saranno confrontate con i loci di attivazione corticale
rivelati dalla fMRI in risposta agli stessi stimoli. I generatori saranno inoltre
localizzati rispetto alle mappe corticali individuali misurate mediante mapping
retinotopico.
Il compito percettivo sarà costituito da una stimolazione visiva somministrata
nei quattro quadranti, il compito attenzionale sarà controllato dall’apparizione
di suggerimenti spaziali (cue) che indicano al soggetto il quadrante
cui prestare attenzione e dall’apparizione di rari stimoli target a cui in soggetto
dovrà rispondere comprovando l’effettiva allocazione dell’attenzione.
D.3.2 – Correlati neurali delle componenti spaziali e di novelty
nell’operazione di disingaggiamento e riorientamento
dell’attenzione (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
– Valutazione psicofisica di soggetti normali e di pazienti affetti da
lesioni cerebrali unilaterali.
– Studi fMRI in soggetti normali.
Descrizione
L’obiettivo di tal progetto è quello di riuscire a distinguere, all’interno dei
circuiti neurali attivati dalla comparsa di stimuli rari in posizioni spazialmente
disattese, le strutture che mediano la componente di sorpresa (novelty)
da quelle che mediano il riorientamento delle risorse attentive spaziali verso
la posizione di comparsa dello stimolo inatteso. Queste due componenti, che
normalmente concorrono alla reazione di riorientamento attentivo, non sono
state ancora sperimentalmente e neurofisiologicamente distinte. Lo studio
prevede l’analisi di 12 soggetti sperimentali.
506 2006

Risultati acquisiti
Sono stati eseguiti 4 esperimenti psicofisici, ciascuno su un campione di
20 soggetti normali. Questi esperimenti hanno consentito la validazione del
compito che ora verrà utilizzato in uno studio fMRI.
D.3.3 – Basi neurali della attività oculomotoria durante il sonno REM
e relazione di tale attività con l’organizzazione spaziale
della scena onirica (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
Registrazione poligrafica ed elettroculografica del sonno in soggetti normali
e soggetti con lesioni cerebrali unilaterali affetti da eminattenzione.
Descrizione
Abbiamo in precedenza documentato la sparizione dei movimenti oculari
rapidi del sonno REM (rems) diretti verso sinistra nei pazienti cerebrolesi destri
affetti da eminegligenza per lo spazio controlesionale sinistro. È nostra intenzione
approfondire tale osservazione al fine di studiare più in dettaglio le caratteristiche
metriche e dinamiche dei rems, paragonandole a quelle dei movimenti
saccadici della veglia, e stabilire se nei soggetti eminattenti la sparizione patologica
dei rems diretti verso sinistra induca una alterazione spazialmente congrua
nell’organizzazione spaziale della attività onirica riportata da tali pazienti.
Numero di soggetti: 10 pazienti cerebrolesi con eminegligenza spaziale.
D.3.4 – Orientamento della attenzione durante movimenti attivi
e passivi dell’asse testa corpo (i.e. influenze cross-modali
vestibolo-optocinetiche sull’orientamento
della attenzione implicita) (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
Neuropsicologia
Valutazione riflessi oculovestibolari ed optocinetici, esperimenti psicofisici
in soggetti normali e cerebrolesi unilaterali.
Descrizione
Non sono attualmente disponibili dati sull’influenza dell’informazione
vestibolare a carico dell’orientamento implicito dell’attenzione nelle diverse
modalità sensoriali. Tale lacuna è rilevante viste le significative relazioni funzionali
che intercorrono tra sistema vestibolare e codifica multimodale dello
spazio. Le informazioni vestibolari contribuiscono, ad esempio, ad interpretare
correttamente i cambiamenti di flusso ottico causati da movimenti dello
sguardo durante la locomozione o ad aggiornare la codifica della posizione
del corpo nell’ambiente dopo rotazioni o traslazioni eseguite in assenza di
input visivi. Lo scopo di tale linea di ricerca è chiarire, tramite studi su sog-
2006 507

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
getti normali e cerebrolesi, le caratteristiche psicofisiche dell’interazione
cross-modale dell’informazione vestibolare e, tramite studi di brain imaging,
le basi neurali che sottendono tale integrazione.
Numero soggetti: 10 soggetti normali e 10 pazienti cerebrolesi unilaterali.
D.3.5 – Influenze retinotopiche e multimodali sulla codifica
della rappresentazione delle distanze spaziali
e numerico-quantitative (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
Somministrazione di test visuospaziali e contemporanea registrazione dei
movimenti oculari in 10 pazienti con lesioni cerebrali unilaterali ed in 10 soggetti
di controllo.
Descrizione
Abbiamo eseguito un vasto numero di ricerche che hanno dimostrato
come la contemporanea presenza di deficit di codifica retinotopica (emianopsia)
e multimodale dello spazio (eminegligenza) possano creare dei deficit di
valutazione spaziale specificamente legati a tale combinazione patologica ed
assenti, invece, nel caso di disturbi selettivamente retinotopici o multimodali.
Abbiamo intenzione di estendere le nostre indagini allo studio delle influenze
retinotopiche e multimodali alla rappresentazione mentale di distanze fisiche
ed alla rappresentazione mentale di quantità numerico-spaziali. Saranno inoltre
esplorate a fondo le implicazioni riabilitative delle osservazioni cliniche fin
qui effettuate, allo scopo di elaborare protocolli riabilitativi specifici per
pazienti affetti da contemporanei disturbi retinotopici e multimodali.
D.3.6 – Studio clinico sperimentale finalizzato ad indagare se
ed in che modo le aspettative nelle due maggiori dimensioni
percettive (lo spazio e il tempo) possono essere compromesse
in pazienti con lesioni cerebrali focali (Luigi Pizzamiglio)
Descrizione
Il cervello riceve continuamente una enorme quantità di informazioni
sensoriali ma ha delle risorse limitate con cui trattarle. L’attenzione selettiva
assegna delle priorità nell’allocazione di queste risorse basandosi sulle variazioni
di motivazione, volizione, ed aspettativa. Il tipo di attenzione selettiva
più comunemente studiato è l’orientamento spaziale (Posner,1980), ma è
anche possibile orientare l’attenzione su attributi non spaziali, come oggetti
(Duncan,1984) o istanti nel tempo (Coull & Nobre,1998; Griffin & Nobre,
2005). L’opinione prevalente è che l’attenzione selettiva sia controllata da una
rete comune di regioni cerebrali multimodali parietali e frontali, che devia l’analisi
percettiva attraverso collegamenti neurali top-down (Heilman and Watson,
1977; Mesulam, 1981; Kastner and Ungerleider, 2000).
508 2006

Neuropsicologia
Recenti studi di orientamento temporale hanno suggerito che il controllo
e la modulazione attenzionale possano essere governati da meccanismi
diversi. Studi di neuroimmagini hanno mostrato come il controllo dell’attenzione
spaziale e temporale coinvolga solamente in parte sistemi sovrapposti
(Coull and Nobre, 1998; Coull et al., 2000). Ulteriori studi effettuati utilizzando
potenziali evento-relati (ERPs) hanno rivelato delle importanti differenze
nella modulazione dell’elaborazione di un obiettivo da parte dell’attenzione
spaziale e temporale. L’orientamento spaziale e temporale è stato
studiato tipicamente in prove che utilizzano cues simbolici che predicono,
rispettivamente, l’ubicazione spaziale o l’istante temporale, di un stimolo
imminente.
Questo paradigma tradizionale, anche se estesamente usato, non è particolarmente
rappresentativo dell’esperienza di ogni giorno. Nella vera vita, le
aspettative riguardanti degli eventi percettivi si sviluppano attraverso l’osservazione
dei loro attributi spaziali o temporali, come nel caso dell’occlusione
transitoria di oggetti in movimento. Inoltre, diversi tipi di aspettativa non si
verificano in modo isolato. L’aspettativa temporale normalmente è accompagnata
da aspettative sull’ubicazione e l’identità dello stimolo.
Un obiettivo degli studi in questo campo è di indagare la capacità
di diversi tipi di aspettativa di interagire tra loro per acuire le funzioni
attentive.
Abbiamo sviluppato una serie di prove per indagare se ed in che modo le
aspettative nelle due maggiori dimensioni percettive (lo spazio e il tempo)
interagiscono nelle prestazioni attenzionali di pazienti.
Soggetti
La ricerca verrà condotta su 20 pazienti con lesioni cerebrovascolari
destre o sinistre la cui sede verrà accertata tramite esami clinici e radiologici.
Saranno prevalentemente esaminati pazienti con lesioni unifocali localizzate
nella rete frontoparietale dorsale bilaterale costituita dalla regione supplementare
motoria e dal solco parietale, e la frontoparietale ventrale costituita
dal giro frontale inferiore e dalla giunzione temporo-parietale.
Primo esperimento
Compito di attenzione spaziale – Una croce appare al centro del monitor e
si muove dal centro verso la periferia dello schermo con una angolazione
casuale con incrementi di 30°. Tra il centro e la periferia dello schermo è
posta una fascia circolare avente funzione di occlusione visiva di un stimolo
target in movimento.
Dopo aver raggiunto l’occlusione, la croce scompare e la sua direzione
cambia. Alla sua ricomparsa, al paziente viene chiesto di rispondere se la croce
sia riapparsa più in alto o più in basso rispetto alla traiettoria originaria.
Compito di attenzione temporale – Nella versione temporale dell’esperimento
al paziente viene chiesto di rispondere se la croce sia ricomparsa più
presto o più tardi rispetto alla sua velocità originaria.
2006 509

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
Secondo esperimento
Compito di percezione spaziale – Al soggetto viene mostrata una coppia
di barre bianche in una posizione casuale sulla linea mediana verticale del
monitor (per evitare le distorsioni causate da eminegligenza in pazienti
parietali).
Lo stimolo viene presentato quattro volte ad intervalli di 1000 ms, ogni
volta in una diversa posizione casuale sulla linea mediana verticale, mantenendo
costante la separazione spaziale. Per evitare che i partecipanti non possano
semplicemente giudicare se una delle barre abbia cambiato posizione
nello stimolo target.
Al soggetto vengono mostrate una coppia di barre verdi che possono
essere più vicine o più lontane rispetto alla coppia di barre standard.
Il soggetto viene invitato a rispondere se le barre verdi siano più vicine o
più lontane rispetto alla coppia di barre standard.
Compito di percezione temporale – Al soggetto viene mostrato un
quadrato bianco, al centro dello schermo, che viene presentato quattro volte
ad intervalli continui che variano tra 400-600 ms o 800-1200 ms per set
di quattro.
Poi al soggetto viene mostrato un quadrato verde che appare dopo
un intervallo più corto o più lungo rispetto all’intervallo tra i quadrati
standard.
Il soggetto viene invitato a rispondere “ più presto ” o “ più tardi ”.
– Coull J.T., Frith C.D., Buchel C., Nobre A.C. (2000) Neuropsychologia 38: 808-819.
– Coull J.T., Nobre A.C. (1998) J Neurosc 18: 7426-7435.
– Duncan J. (1984) J Exp Psychol Gen 113: 501-517.
– Griffin I.C., Nobre A.C. (2005) In Itti L., Rees G., Tsotsos J. (eds) Neurobiology of
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– Heilman K.M., Watson R.T. (1977) Adv Neurol 18: 93-106.
– Kastner S., Ungerleider L.G. (2000) Ann Rev Neurosci 23: 315-341.
– Mesulam M.M. (1981) Ann Neurol 10: 309-325.
– Posner M.I. (1980) Q J Exp Psychol 32: 3-25.
D.4.1 – Ruolo dell’ippocampo nei disturbi di memoria topografica
(Cecilia Guariglia)
Descrizione
Numero totale di soggetti: 40
L’ippocampo è considerato una delle strutture fondamentali nei processi
di apprendimento di luoghi e percorsi. L’evidenza di un ruolo fondamentale
giocato dal sistema ippocampale deriva da studi sugli animali e da studi di
neuroimmagine funzionale (vedi le recenti revisioni di O’Mara, 2005 e di
Moscovitch et al., 2005). Tuttavia nei disturbi di memoria topografica conseguenti
lesioni cerebrali raramente è osservato un coinvolgimento dell’ipo-
510 2006

Neuropsicologia
campo e recenti tassonomie di questo tipo di disturbo falliscono nell’identificare
l’eventuale ruolo svolto da lesioni ippocampali nel generare disorientamento
topografico (Aguirre e D’Esposito, 1999).
Scopo del presente studio è valutare l’effetto di lesioni dell’ippocampo sui
processi di orientamento, memoria e navigazione ambientale. A tale scopo
saranno reclutati 10 pazienti epilettici che a causa di un epilessia farmacoresistente
vengono sottoposti a resezione chirurgica dell’ippocampo (gruppo
EI+). Poiché tali pazienti possono presentare una varietà di disturbi neuropsicologici
prima ancora dell’intervento chirurgico i pazienti reclutati verranno
esaminati prima dell’intervento e sei mesi dopo l’intervento. Dato che l’assunzione
di farmaci antiepilettici può influire sulle prestazioni sperimentali le
prestazioni dei pazienti verranno confrontate, oltre che con quelle di un
gruppo di controllo formato da soggetti non epilettici e non neurolesi di
uguale sesso, età e scolarità (gruppo C), con quelle di un gruppo di pazienti
epilettici affetti da una forma farmaco-resistente di epilessia, con focolaio in
aree diverse da quelle ippocampali (gruppo EI-). Quest’ultimo gruppo verrà
sottoposto all’esperimento 2 volte, prima dell’intervento chirurgico mirato a
ridurre l’epilessia e 6 mesi dopo l’intervento. Tutti i soggetti saranno sottoposti
ad una batteria di test neuropsicologici che valuti livello cognitivo generale,
attenzione, memoria, problem solving, linguaggio.
L’ambiente che verrà utilizzato per la procedura sperimentale consiste in
una versione adattata per l’uomo del labirinto acquatico di Morris (1981). Si
tratta di una stanza rettangolare (5 × 6 metri) le cui pareti sono ricoperte da
tende di colore blu che nascondono gli indizi ambientali (ad es., la porta, il
termosifone, le prese elettriche, etc). Il pavimento è verniciato di un colore blu
brillante per coprire eventuali segni sulle piastrelle. Quattro scatole nere sono
posizionate sul soffitto ai quattro angoli della stanza: in una delle scatole è
nascosta una telecamera con obiettivo grandangolare che consente la ripresa
dell’intera prova. Nella stanza è presente un target nascosto: un sensore ad
infrarossi, che entra in azione (producendo un suono) quando il soggetto si
sposta nel campo del sensore.
Per studiare le eventuali alterazioni di processi specifici di memoria
topografica e navigazione vengono utilizzate due condizioni. Nella prima
condizione (senza landmark: SL) la stanza sperimentale è completamente
vuota: in questa condizione le informazioni da memorizzare per una
corretta navigazione sono informazioni idiotetiche (informazioni vestibolari
e propriocettive relativa agli spostamenti dell’individuo nell’ambiente) e
informazioni visive sulla forma geometrica dell’ambiente. Nella seconda
condizione (con landmark: CL), verranno posti nella stanza sperimentale
due oggetti (un attaccapanni rosso e una lampada nera): in questa condizione
è possibile memorizzare la posizione del punto target in riferimento
alla posizione dei landmark. La posizione del target verrà modificata nelle
due condizioni.
I soggetti eseguiranno le due condizioni (SL e CL) in sessioni diverse. Si
muoveranno nell’ambiente su una sedia a rotelle motorizzata, che può essere
guidata attraverso l’uso di un joystick. Verranno bendati prima di essere trasportati
all’interno della stanza sperimentale e dopo aver trovato il target. Il
2006 511

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
loro compito sarà quello di trovare il target, spostandosi all’interno della
stanza e mettendo in atto una strategia di ricerca. Dopo aver trovato la posizione
del target, i soggetti dovranno effettuare una rievocazione immediata e
per 6 volte consecutive ritrovare il target, utilizzando una scorciatoia. Ogni
volta che il soggetto raggiungerà il target verrà bendato, disorientato e riposizionato
al punto di partenza. Il punto di partenza in cui il soggetto verrà posizionato
potrà essere sia lo stesso della prova di ricerca che diverso, in modo
da consentire lo studio dei processi di ri-orientamento. Dopo un intervallo di
30 minuti, trascorsi al di fuori della stanza sperimentale, il soggetto dovrà
nuovamente raggiungere la posizione target. La video-registrazione consentirà
sia la visualizzazione del percorso che la registrazione dei tempi di raggiungimento
del target. Il confronto tra le prestazioni dei pazienti EI+ dopo la
resezione chirurgica dell’ippocampo e quelle degli stessi pazienti prima dell’intervento
e dei soggetti degli altri due gruppi permetterà di individuare il
ruolo giocato dall’ippocampo in diversi processi di memorizzazione topografica
e di navigazione.
– O’Mara S. (2006) Behav Brain Res 174: 304-312.
– Moscovitch M., Rosenbaum R.S., Gilboa A., Addis D.R., Westmacott R., Grady C.,
McAndrews M.P., Levine B., Black S., Winocur G., Nadel L. (2005) J Anat 207: 35-66.
– Aguirre G.K., D’Esposito M. (1984) J Neurosci Methods 11: 47-60.
D.4.2 – Memoria visuo-spaziale nel micro-spazio e nel macro-spazio
(Cecilia Guariglia)
Descrizione
Numero totale di soggetti: 60
Viene di solito postulato che le capacità di percezione, rappresentazione e
memorizzazione di stimoli visuo-spaziali e di loro configurazioni misurate in
test carta e matita, utilizzando quindi una scala spaziale ridotta (o microspazio),
corrispondano o siano predittive delle capacità percettive, rappresentative
e mnestiche di stimoli ambientali (landmark) e di configurazioni
ambientali complesse (stanze, piazze, percorsi) su larga scala (o macro-spazio).
Tuttavia alcune osservazioni sembrano indicare la possibilità che,
almeno in alcuni casi, capacità di elaborazioni visuo-spaziali nel micro e nel
macro spazio non siano coincidenti (Grossi et al., 1989; Guariglia et al., 1993;
Pizzamiglio et al., 2002).
Lo scopo di questo studio è quello di indagare la memoria spaziale per i
luoghi facendo uso di una versione su larga scala del testi di Corsi (Orsini et
al., 1987), comparando questa capacità con quella misurata al test di Corsi.
Test che valuta la memoria visuo-spaziale a breve e lungo termine utilizzando
un piano rettangolare (30 × 25 cm) sul quale sono dislocati in posizioni
diverse 9 cubi. Lo sperimentatore tocca una sequenza di cubi ed al soggetto
viene successivamente richiesto di eseguire la stessa sequenza. Lo sperimentatore
inizia il test utilizzando una sequenza di due cubi, aumentando progressivamente
il numero di cubi (uno per volta) ogni volta che il soggetto esegue
512 2006

Neuropsicologia
correttamente due sequenze di una data lunghezza. Il test finisce quando il
soggetto sbaglia nel replicare due sequenze su tre. Al soggetto verrà quindi
somministrata una prova supra-span in cui gli verrà chiesto di apprendere
una sequenza di 8 cubi in un massimo di 18 ripetizioni e di ripeterla dopo un
intervallo di 5 minuti (Spinnler e Rognoni, 1989). La versione su larga scala di
questo test, in cui al soggetto viene chiesto di camminare in diversi punti dell’ambiente
invece che toccare diversi cubi, ci permetterà di valutare span e
apprendimento supra-span di memoria spaziale riguardante gli spostamenti
del proprio corpo nello spazio.
Poiché sono descritti casi di amnesia topografica in assenza di deficit di
memoria visuo-spaziale (vedi Farrell,1996, per una revisione della letteratura)
ci aspettiamo di trovare differenze di esecuzione tra le due versioni del compito
somministrato (“ larga scala ” o classico test di Corsi). Per la versione su
larga scala verrà utilizzato un tappeto 5 × 4 in una stanza completamente
vuota. Sul tappeto verranno dislocati 9 quadrati, di colore diverso da quello
del tappeto, le cui posizioni relative saranno le stesse dei cubi nel test di Corsi.
Per la somministrazione del test su “ larga scala ” verrà seguita la stessa procedura
utilizzata per il test di Corsi. Lo sperimentatore camminerà sul tappeto
fermandosi per 1 secondo ed alzando il braccio su ogni posizione (quadrato)
della sequenza che sta eseguendo.
Per la valutazione della memoria a breve termine (span), come per il test di
Corsi, lo sperimentatore inizierà il test usando una sequenza di due posizioni
che aumenterà gradualmente ogni volta che il soggetto replicherà correttamente
due sequenze con lo stesso numero di posizioni. Il test terminerà non appena il
soggetto sbaglierà nel replicare 2 sequenze su 3 di una data lunghezza. Lo span
equivarrà quindi al numero di posizioni correttamente ricordate.
Per la valutazione della memoria a lungo termine ai soggetti verrà richiesto
di apprendere una nuova sequenza di 8 posizioni. Analogamente a quanto
avviene nel test di Corsi, la sequenza verrà presentata per un massimo di 18
volte consecutive o finché il soggetto non dimostrerà di averla appresa, replicandola
per tre volte consecutive senza errori. Al soggetto verrà chiesto di
ripetere la sequenza in una prova differita, dopo un intervallo di 5 minuti trascorsi
in una stanza diversa.
Parteciperanno allo studio 10 pazienti con lesioni unilaterali destre, 10
pazienti con lesioni unilaterali sinistre, 10 pazienti epilettici con resezione
chirurgica dell’ippocampo, 10 pazienti epilettici sottoposti ad interventi chirurgici
per la riduzione dell’epilessia in aree diverse dall’ippocampo e 40 soggetti
di controllo della stessa età e scolarità dei pazienti. Tutti i pazienti
saranno sottoposti ad una valutazione neuropsicologica, che includerà anche
prove di memoria verbale a breve e a lungo termine, ed ad un esame neuroradiologico
per la valutazione della sede e dell’entità della lesione.
Il confronto tra le prestazioni nei due test permetterà di evidenziare eventuali
dissociazioni tra sistemi di memoria a breve e a lungo termine nei due
tipi di spazio (micro-spazio e macro-spazio). La correlazione tra sede lesione
e tipo di deficit di memoria visuo-spaziale (nel test di Corsi e nella sua versione
a larga scala) permetterà di individuare le aree cerebrali coinvolte in tipi
diversi di memoria visuo-spaziale.
2006 513

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
– Grossi D., Modafferi A., Pelosi L., Trojano L. (1989) Brain Cogn 10: 18-27.
– Guariglia C., Padovani A., Pantano P., Pizzamiglio L. (1993) Nature 364: 235-237.
– Pizzamiglio L., Iaria G., Berthoz A., Galati G., Guariglia C. (2003) J Clin Exper Neuropsychology
25: 769-782.
– Orsini A., Grossi D., Capitani E., Laiacona M., Papagno C., Vallar G. (1987) Ital J
Neurol Sci 8: 539-548.
– Spinnler H., Tognoni G. (1987) Ital J Neurol Sci 8(suppl.): 1-120.
– Farrell M.J. (1996) Neurocase 2: 509-520.
D.4.3 – Costruzione e standardizzazione di test per la valutazione della
capacità immaginativa in pazienti cerebrolesi (Cecilia Guariglia)
Descrizione
Nella pratica clinica sono noti fenomeni di alterazione delle immagini
mentali e della rappresentazione mentale di luoghi precedentemente familiari.
Pazienti con neglect rappresentazionale, ad esempio, quando viene chiesto
di descrivere da una prospettiva ben precisa una piazza nota della loro
città tenderanno a riportare soltanto gli elementi che si trovano nell’emispazio
immaginativo ipsilesionale omettendo quelli controlesionali, e dalla prospettiva
opposta riporteranno quegli elementi che prima avevano omesso, omettendo
quelli precedentemente riportati. Questo esempio dimostra chiaramente
che il loro problema non è di natura mnesica, ma che coinvolge più
profondamente la rappresentazione mentale di un luogo.
Uno studio di Guariglia e collaboratori (Guariglia C., Piccardi L. et al.
(2005) Neuropsychologia 43: 1138-1143) ha messo in evidenza che le capacità
navigazionali dei pazienti con neglect rappresentazionale risentono del loro
disturbo immaginativo: infatti, solo questi pazienti, e non quelli con neglect
visuo-spaziale, sono incapaci di costruire una rappresentazione mentale di un
ambiente nuovo. Questo risultato suggerisce che il disturbo rappresentativo
nel neglect non si limita alla rievocazione di luoghi familiari.
Il fatto che la presenza di un disturbo immaginativo unilaterale, come il
neglect rappresentazionale, interferisca con la capacità di costruire mappe
cognitive dell’ambiente e con le capacità navigazionali porta a domandarsi
quali siano gli effetti di altri disturbi immaginativi (come l’incapacità di generare
o manipolare immagini mentali descritta in seguito a lesioni cerebrali
sinistre) sulla rappresentazione e navigazione ambientale. Da ciò deriva l’esigenza
di approfondire e di studiare in maniera sistematica le immagini mentali,
la loro generazione e il loro utilizzo in pazienti cerebrolesi. Per questa
ragione nel corso del 2005 è stata costruita e standardizzata una batteria di
test che valuti diversi aspetti dei processi immaginativi.
La batteria di test prevede prove di tipo egocentrico (centrate sulla rappresentazione
dell’ambiente rispetto alla posizione dell’individuo) e allocentriche
(centrate sull’ambiente a prescindere dalla posizione dell’individuo) e
comprende i seguenti test:
– test di vividezza delle immagini mentali;
– test di generazione di immagini mentali categoriali e topografiche;
514 2006

Neuropsicologia
– test di assemblaggio;
– test di rotazione mentale;
– test di ricostruzione mentale;
– test di rievocazione di immagini su coordinate egocentriche;
– test di rievocazione di immagini su coordinate allocentriche;
– test di imagery di landmark;
– test di descrizione dalla memoria di luoghi familiari;
– O’Clock test.
La batteria sulle immagini mentali verrà somministrata a 20 pazienti cerebrolesi
con lesioni unilaterali dell’emisfero destro, 20 pazienti cerebrolesi con
lesioni unilaterali dell’emisfero sinistro ed ad un gruppo di 20 soggetti di controllo
di età e scolarità comparabile a quello dei pazienti. Tutti i pazienti
saranno sottoposti ad un esame neurologico, un esame opotmetrico del campo
visivo, un esame neuroradiologico ed ad una valutazione neuropsicologica per
la descrizione dei deficit cognitivi e l’esclusione dallo studio di pazienti affetti
da deterioramento mentale o da deficit linguistici la cui gravità impedisca l’esecuzione
dei test sperimentali. I soggetti di controllo saranno sottoposti al
M.O.D.A. (Brazzelli M., Capitani E., et al. (1994) MODA – Milan Overall
Dementia Assessment. Organizzazioni Speciali, Firenze) per l’esclusione di possibile
deterioramento cognitivo in fase iniziale. Nel corso dello scorso sono già
stati inclusi nello studio 10 pazienti cerebrolesi destri e 10 controlli. Nel corso
del 2006 lo studio verrà proseguito aumentando il gruppo di cerebrolesi destri
e il gruppo di controllo ed iniziando ad esaminare pazienti cerebrolesi sinistri.
L’analisi dei risultati e la comparazione tra i diversi gruppi permetterà da
una parte di meglio descrivere i deficit immaginativi nel neglect immaginativo
e dall’altra di evidenziare altri tipi di disturbo immaginativo (es. deficit di
generazione, di rotazione di assemblaggio, ecc. delle immagini mentali
visive), che passano inosservati alle comuni valutazioni neuropsicologiche. La
presenza di disturbi specifici verrà correlata alla sede della lesione (valutata
tramite l’esame neuroradiologico). I risultati del presente studio, inoltre, permetteranno
di verificare l’ipotesi della parziale indipendenza dei diversi processi
immaginativi tramite l’osservazione delle possibili dissociazioni nelle
prestazioni a compiti diversi.
D.4.4 – Trattamento riabilitativo dei disturbi dell’orientamento spaziale
(Chiara Incoccia)
I deficit dell’orientamento spaziale e topografico costituiscono uno dei
disturbi cognitivi maggiormente invalidanti per i soggetti che ne sono affetti,
non permettendo una reale autonomia negli spostamenti e, di conseguenza,
limitando fortemente le attività di vita quotidiana.
L’eziologia di tali deficit è inoltre molto varia: oltre agli esiti di diverse
patologie cerebrali acquisite (cerebropatie vascolari, traumatiche, emorragiche,
ecc.), un disturbo dell’orientamento spaziale si può riscontrare in malformazioni
cerebrali congenite (vedi caso clinico studiato nel precedente pro-
2006 515

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
getto e pubblicato in Iaria G., Incoccia C., Piccardi L., Nicò D., Sabatini U.,
Guariglia C. (2005) Neurocase 11(6): 463-474) e non è infrequente la sua presenza
anche in soggetti senza patologie cerebrali conclamate.
Nel corso di questo studio è stata messa a punto un’ampia batteria di test
neuropsicologici, prove sperimentali e di tipo ecologico, che ci permette di indagare
in particolare quali processi specifici siano danneggiati nei diversi pazienti,
per poter poi strutturare un adeguato trattamento riabilitativo. Per ogni paziente
è necessario, infatti, poter individuare quali differenti abilità cognitive implicate
nella capacità di orientarsi e muoversi nell’ambiente siano compromesse e stabilire
al contempo su quali processi integri si possa fare affidamento per addestrare
il paziente ad utilizzare delle efficaci strategie di compenso.
Nel corso della ricerca sono stati sottoposti alla valutazione dei disturbi
topografici 10 pazienti con patologie cerebrali di varia origine; all’interno di
questo gruppo, sono stati individuati 2 pazienti che presentavano un marcato
deficit di orientamento topografico, sia in ambienti sconosciuti che in
ambienti per loro familiari.
Una volta indagate nel dettaglio le caratteristiche dei loro deficit, è stato
messo a punto un trattamento che, basandosi sulle capacità residue, potesse permettere
loro di utilizzare strategie di compenso del disturbo e di sviluppare capacità
autonome di orientamento. Al termine del trattamento, entrambi i pazienti
hanno mostrato un notevole miglioramento delle capacità navigazionali, ma,
soprattutto, hanno raggiunto un soddisfacente grado di autonomia negli spostamenti.
Lo studio ci ha quindi permesso di mettere a punto alcune linee-guida per
la diagnosi e il trattamento dei deficit di orientamento topografico.
Nel presente studio ci poniamo l’obiettivo di selezionare, tramite la batteria
di test neuropsicologici e di prove ecologiche che è stata precedentemente messa
a punto, 5 pazienti con disturbo selettivo dell’orientamento spaziale. La valutazione
iniziale verrà condotta allo scopo di indagare in dettaglio gli specifici deficit
di ciascun paziente e le capacità cognitive residue e programmare, per
ognuno di essi, il piano di trattamento riabilitativo più idoneo. Nel corso del
trattamento e alla fine di esso, i pazienti verranno sottoposti a prove parallele
per verificare i miglioramenti ottenuti e calibrare, a seconda dei risultati, il tipo
di esercizi proposti. I pazienti, quindi, eseguiranno dei percorsi diversi da quelli
utilizzati durante la terapia, per verificare il grado di generalizzazione delle strategie
apprese e la loro capacità di estenderle ad ambienti differenti.
Dopo la fine del trattamento riabilitativo, verrà effettuata un’ulteriore
valutazione di follow up a distanza di almeno 6 mesi, per verificare la stabilità
dei risultati raggiunti e l’effettiva validità funzionale delle strategie di
compenso.
D.5.1 – Organizzazione cerebrale del linguaggio nei soggetti afasici bilingui
(Paola Marangolo)
Descrizione
Ad oggi, l’assunto sull’organizzazione cerebrale del linguaggio nei soggetti
bilingui è oggetto di ipotesi contrastanti. Alcuni studi recenti condotti
516 2006

su soggetti normali sostengono che l’età in cui le due lingue sono state
apprese e il loro livello di acquisizione sono due variabili che giocano un
ruolo fondamentale per stabilire se le due lingue possono o meno essere
rappresentate nelle stesse aree cerebrali. Gli studi concordano nel sostenere
che la sovrapposizione anatomica è maggiore se entrambe le lingue vengono
apprese in epoca precoce e se per entrambe il soggetto ha acquisito un alto
livello di padronanza.
Scopo di questa ricerca è quello di controllare il ruolo di tali variabili in
soggetti afasici bilingui. L’assunto sull’organizzazione cerebrale del linguaggio
nei soggetti bilingui essenzialmente concerne la questione se le lingue conosciute
sono rappresentate nella stesse aree cerebrali o in aree cerebrali
distinte. L’ipotesi avanzata nel passato era che tutte le lingue apprese fossero
localizzate nella stesse aree cerebrali. Tale ipotesi si basava sull’osservazione
che nei soggetti afasici bilingui il recupero di entrambe le lingue avveniva in
modo parallelo (1) . L’ipotesi opposta, di aree cerebrali distinte e separate per i
differenti linguaggi, era invece supportata dalla descrizione di profili di afasia
distinti nelle due lingue, pazienti classificati come afasici di Broca in una lingua
ed afasici di Wernicke nell’altra (2) .
In un lavoro recente, è stata descritta una dissociazione, a seguito di una
lesione sottocorticale, tra la capacità di produzione della lingua madre, gravemente
compromessa, e la produzione della seconda lingua, significativamente
meglio conservata (3) . Secondo gli autori, la selettiva compromissione per la
lingua madre a seguito di una lesione alle strutture sottocorticali potrebbe
essere stata determinata dal ruolo che tali strutture svolgono in sistemi di
memoria implicita ed automatica, strutture essenziali per il mantenimento
della prima lingua appresa (4) .
Diversi lavori di neuroimmagine funzionale sui soggetti normali, hanno
recentemente fornito informazioni più dettagliate sul modo con cui le diverse
lingue sono o meno rappresentate nello stesso substrato neuronale. L’età in
cui le due lingue sono state apprese e il loro livello di acquisizione sono due
variabili che giocano un ruolo fondamentale per stabilire il livello di sovrapposizione
anatomica. La sovrapposizione è maggiore se entrambe le lingue
sono state apprese in epoca precoce e se per entrambe il soggetto ha acquisito
un alto livello di padronanza (5-8) .
Obiettivi
Neuropsicologia
Lo scopo della presente ricerca è quello di valutare se, nei soggetti afasici
bilingui, il pattern di compromissione e di recupero nelle lingue apprese si
manifesta in modo simile o se segue andamenti diversi. Si valuterà inoltre se
l’età e/o il livello di acquisizione delle lingue apprese rappresentano variabili
predittive di un maggiore o minore coinvolgimento degli stessi substrati neuronali.
Al fine di ottenere un confronto chiaro del livello di compromissione
nelle lingue apprese, ai soggetti verrà somministrato lo stesso test “ Aachener
Afasia test ”, tradotto e standardizzato in diverse lingue (9) . Ai soggetti verrà
inoltre richiesto di eseguire una RMN strutturale per stabilire i correlati anatomici
responsabili del comportamento osservato.
2006 517

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
1. Fabbro F. (1999) The neurolinguistics of bilingualism. An introduction. Hove, UK:
Psychology Press Ltd.
2. Paradis M. (1998) In Stemmer B., Whitaker H. A. (eds) Handbook of neurolinguistics.
San Diego Academic Press, 418-431.
3. Aglioti S., Beltramell A., Girardi F., Fabbro F. (1996) Brain 119: 1551-1564.
4. Perani D., Bressi S., Cappa S.F., Vallar G., Alberoni M., Grassi F. et al. (1993) Brain
116: 903-919.
5. Kim K.H., Relkin N.R., Lee K.M., Hirsch J. (1997) Nature 388: 171-174.
6. Evans J., Workman L., Mayer P., Crawley K. (2002) Brain and Language 83: 291-299.
7. Perani D., Paulesu E., Galles N.S., Dupoux E., Dehaene S., Bettinardi V. et al.
(1998) Brain 121: 1841-1852.
8. Klein D., Milner B., Zatorre R.J., Zhao V., Nikelski J. (1999) NeuroReport 10:
2841-2846.
9. Luzzatti C., Willmes K., De Bleser R. (1991) Aachener Aphasia Test (AAT). Versione
italiana. Organizzazioni Speciali.
D.5.2 – Voxel-based Lesion Symptom Mapping (VLSM):
studio dei disturbi linguistici e dei correlati anatomici
in pazienti afasici (Paola Marangolo, Gaspare Galati)
Introduzione
Sin dalla loro nascita, le Neuroscienze Cognitive hanno avuto come scopo
principale quello di indagare la relazione tra aree cerebrali e funzioni cognitive
e sensoriali. Storicamente questa relazione è stata studiata tramite analisi
autoptiche di soggetti che presentavano specifici deficit. Tuttavia, negli ultimi
vent’anni, l’avvento di tecniche di indagine strutturale non invasive (TAC,
RMN etc.) ha permesso di acquisire una maggior mole di dati. È stato quindi
necessario sviluppare metodi di ricerca grazie ai quali fosse possibile fare
inferenze precise sulle relazioni tra le lesioni cerebrali e i sintomi che esse
possono produrre.
A questo scopo tradizionalmente sono stati utilizzati due approcci basati
su gruppi di pazienti con lesioni cerebrali acquisite:
Gruppi definiti su base comportamentale – I pazienti vengono divisi in
gruppi a secondo che essi manifestino o meno un determinato deficit comportamentale
(e.g. le sindromi afasiche, Kertesz, 1979). Le lesioni cerebrali dei
pazienti con il deficit vengono quindi sovrapposte per identificare una sede
lesionale comune. È anche possibile sovrapporre le lesioni dei pazienti senza
il deficit per determinare l’assenza di lesione in quella specifica area. Il limite
di tale approccio consiste nella necessità di distinguere tra prestazione patologica
e normale in modo binario, stabilendo un cut-off arbitrario che possa
discriminare la presenza o l’assenza di un determinato deficit. Così facendo,
quindi, non vengono considerate le variazioni di performance dei pazienti.
Gruppi definiti su base lesionale – I pazienti vengono suddivisi in gruppi in
base alla localizzazione delle loro lesioni cerebrali (e.g. la corteccia prefrontale
dorso-laterale in Chao e Knight, 1998) e i dati comportamentali dei diversi
518 2006

Neuropsicologia
gruppi di pazienti vengono confrontati. In questo modo viene valutato il ruolo di
una specifica area cerebrale di interesse (ROI) nell’elaborazione della funzione
cognitiva indagata. Tuttavia, tale metodologia non considera l’importanza di sottoaree
all’interno della ROI o di aree esterne a quelle di interesse.
La Voxel-based Lesion – Sympthom Mapping (VLSM, Bates e coll., 2003;
Saygin e coll., 2003) è una nuova metodologia che permette di stabilire relazioni
tra funzioni cognitive e aree cerebrali su una base voxel-by-voxel senza i
limiti precedentemente descritti delle metodologie tradizionali.
Tramite la VLSM infatti, vengono utilizzati dati comportamentali e lesionali
continui, senza la necessità di dividere a priori i pazienti in gruppi sulla
base di informazioni lesionali o di cut-off stabiliti in modo arbitrario. Per ogni
singolo voxel, i pazienti vengono suddivisi in due gruppi a seconda che esista
o meno una lesione in quel voxel. I risultati comportamentali dei due gruppi
vengono quindi confrontati e i risultati statistici di questo confronto vengono
riportati in mappe colorate che rappresentano il grado di coinvolgimento di
ogni singolo voxel nella funzione cognitiva indagata.
Scopi
• Individuare le “ sedi lesionali tipiche ” in 30 pazienti con diversi disturbi
di linguaggio.
• Evidenziare l’esistenza di aree e circuiti specifici che sottendono le
diverse funzioni linguistiche, utilizzando sia la risonanza magnetica che dati
ottenuti tramite la somministrazione di specifiche prove di linguaggio.
Soggetti
Parteciperanno alla ricerca 30 pazienti con afasia in fase cronica aventi
lesioni vascolari unilaterali sinistre. Prima di essere inclusi nella ricerca i
pazienti saranno preliminarmente sottoposti ad un’attenta valutazione clinica
e neuropsicologica allo scopo di escludere quelli con lesioni bilaterali, eziologia
tumorale o traumatica, tutti fattori che introdurrebbero nella ricerca una
fonte intrinseca di variabilità dei dati. La presenza di afasia verrà valutata
sulla base test standardizzati (Esame del Linguaggio II, Ciurli e coll., 1996;
Western Aphasia Battery, Kertesz, 1979) e prove ad hoc che comprendono
compiti in grado di valutare le diverse sottofunzioni linguistiche (linguaggio
spontaneo, comprensione e produzione orale e scritta di parole semplici,
parole composte, parole numero e numeri). Inoltre verrà somministrata una
batteria computerizzata (della durata di circa 1 ora) composta da tre trials in
cui verrà chiesto ai pazienti di leggere e ripetere delle parole e denominare
oralmente delle figure.
Metodo
Il progetto prevede l’utilizzo della risonanza magnetica per ottenere delle
immagini strutturali ad alta definizione dell’anatomia cerebrale. Le lesioni
verranno visualizzate e localizzate sia su mappe corticali bidimensionali che
su uno spazio stereotassico standard, in modo da permettere confronti con
2006 519

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
studi precedenti che hanno finora rappresentato la sede lesionale tipica di afasia
nello spazio 3-D di tipo Talairach.
L’area di sovrapposizione delle lesioni di più pazienti con analoga sintomatologia
verrà considerata come sede lesionale “ tipica ”. Si tenterà quindi di
correlare specifici tipi di sintomatologia, evidenziabili tramite le prove presentate,
con specifiche sedi lesionali tramite l’utilizzo di un software specifico
(VLSM, Bates e coll., 2003).
– Bates E., Wilson S.M., Saygin A.P., Dick F., Sereno M.I., Knight R.T., Dronkers N.F.
(2003) Nat Neurosci 6: 448-450.
– Chao L.L. & Knight R.T. (1998) J Cogn Neurosci 10: 167-177.
– Ciurli P., Marangolo P., Basso A. (1996) Esame del Linguaggio-II. Organizzazioni
speciali, Firenze.
– Kertesz A. (1979) Aphasia and associated disorders: Taxonomy, localization, and
recovery. New York: Grune & Stratton.
– Rorden C., Brett M. (2000) Behav Neurol 12: 191-200.
– Saygin A.P., Dick F., Wilson S.W., Dronkers N.F., Bates E. (2003) Brain 126:
928-945.
D.5.3 – Sviluppo ed efficienza della lettura lessicale: fattori linguistici
e cognitivi (Pierluigi Zoccolotti)
Attività previste
Si intende valutare l’evoluzione della lettura lessicale attraverso:
– Uno studio longitudinale che chiarisca in che misura lo sviluppo della lettura
lessicale sia facilitato dalla presentazione ripetuta di una stessa parola e sia
influenzato da abilità linguistiche di tipo non-fonologico (lessicali, semantiche,
morfologiche, grammaticali), oltre che da fattori cognitivi non verbali.
– Uno studio trasversale che consenta di osservare l’emergere di alcuni
effetti della lettura lessicale (lessicalità, frequenza e immaginabilità/età di
acquisizione) nelle prime fasi di sviluppo della lettura.
Inoltre, si vuole esaminare la lettura patologica valutando l’efficienza
della via lessicale e sublessicale in ragazzi italiani con e senza deficit specifico
di lettura, sfruttando alcuni degli effetti (lessicali e non lessicali) che saggiano
in modo specifico il funzionamento delle due vie di lettura.
Descrizione
Per valutare i fattori sottostanti lo sviluppo della lettura lessicale, si effettuerà
uno studio longitudinale seguendo lo sviluppo della lettura in 50 bambini
di prima elementare. La prestazione di lettura sarà valutata con categorie
di analisi che sono state messe a punto in precedenti ricerche e che individuano
il passaggio da una lettura pre-alfabetica, ad una lettura fonologica e
l’emergere di una lettura lessicale. Saranno analizzati: le abilità di fusione
fonemica e di memoria ortografica che sostengono la prestazione di lettura in
520 2006

Neuropsicologia
ognuna delle fasi di sviluppo della lettura; l’effetto dell’incontro ripetuto con
una stessa parola.
I bambini saranno riosservati alla fine della prima e all’inizio della
seconda elementare, momento in cui si useranno prove di lettura che valutano
diversi indicatori della lettura lessicale (lessicalità e frequenza), e gli
effetti semantico-lessicali di immaginabilità ed età di acquisizione.
Identificate le prestazioni caratterizzate da un alto o basso sviluppo
della lettura lessicale, si valuterà in che misura uno sviluppo più o meno
avanzato della lettura lessicale sia spiegato dalle abilità fonologiche (fusione
fonemica) e dalle conoscenze ortografiche (identificazione corretta di lettere)
osservate nel corso della prima elementare, e si studierà in che misura
abilità linguistiche non-fonologiche (lessico, morfologia, grammatica,
semantica), oltre che abilità cognitive non verbali, contribuiscano allo sviluppo
della lettura lessicale. Il contributo di questi fattori nello spiegare un
alto o basso livello di lettura lessicale sarà valutato attraverso tecniche statistiche
multivariate.
Per scoprire in che momento evolutivo si riscontri nei bambini l’effetto
di lessicalità, e quanto questo sia in relazione alla frequenza della parola, 50
bambini all’inizio della seconda elementare saranno sottoposti ad una prova
che valuta gli effetti semantici (per es., immaginabilità della parola) sulla
lettura. I lettori esperti di una lingua trasparente non sono influenzati da
caratteristiche semantiche né dall’età alla quale la parola è stata acquisita.
Lettori meno esperti fanno però maggiore ricorso a queste proprietà per
facilitare il recupero della forma. Si ipotizza che i bambini all’inizio della
seconda elementare, in fase di strutturazione delle abilità di lettura, siano
più influenzabili da immaginabilità ed età di acquisizione delle parole
rispetto a bambini di terza o quinta elementare in cui la presenza di questi
effetti è già nota.
Infine, sarà valutata l’efficienza della via lessicale e sublessicale in
ragazzi italiani con e senza deficit specifico di lettura. Si sfrutteranno alcuni
degli effetti (come l’effetto frequenza e l’effetto di contestualità dei grafemi)
che testano in modo specifico il funzionamento delle due vie di lettura. La
superiorità per la lettura di parole ad alta frequenza rispetto a quelle di
bassa frequenza indica il contributo dell’analisi lessicale alla lettura. L’effetto,
trovato in lettori italiani di diversa età, non è stato mai verificato su
ragazzi con deficit di lettura. Se il disturbo di lettura dei ragazzi italiani è
dovuto ad un deficit della via lessicale, ci aspettiamo un effetto di frequenza
assente o comunque ridotto nei ragazzi con dislessia. L’effetto di contestualità
dei grafemi (prestazione migliore nel leggere parole con grafemi semplici
che parole con grafemi sensibili al contesto) permette di valutare la
procedura di lettura sublessicale. L’effetto di contestualità influenza i tempi
di lettura delle parole a bassa ma non ad alta frequenza sia negli adulti che
nei bambini, coerentemente con l’idea che la lettura attraverso la via lessicale
non è sensibile all’effetto di contestualità dei grafemi e che il locus dell’effetto
è nella via sublessicale. A causa del loro sovra-utilizzo della procedura
sublessicale di lettura, ci aspettiamo effetti di contestualità più forti
per i dislessici che per i lettori esperti.
2006 521

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
In un primo esperimento, mediante il paradigma dei tempi di reazione
vocale all’onset, si esaminerà in modo congiunto l’effetto di frequenza d’uso e
quello di contestualità dei grafemi. Saranno esaminati 40 ragazzi di prima
media, metà con dislessia e metà con normali capacità di lettura.
In un secondo esperimento si esaminerà il locus dell’ipotizzato disturbo
lessicale nei ragazzi con dislessia utilizzando il paradigma del “ delayed
naming ”, una variante del paradigma dei tempi di reazione vocale che si basa
sul rinvio della produzione della risposta. Con questa tecnica sarà possibile
valutare se l’aumentato effetto della lunghezza presentato da questi ragazzi si
mantiene in una situazione che isola una componente di tipo produttivo.
522 2006

E – NEUROFISIOPATOLOGIA CLINICA
MARIA GRAZIA MARCIANI
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
RAZIONALE ED OBIETTIVI
Nel corso del 2006, il programma di ricerca corrente “ Neurofisiopatologia
Clinica ” si svilupperà nell’ambito di quattro settori. Rispetto agli anni precedenti,
la linea di ricerca corrente presenta, accanto a settori già consolidati,
due nuovi settori che riflettono l’evolversi della stessa verso tematiche che si
basano sulla integrazione di competenze neurofisiologiche cliniche con competenze
bioingegneristiche. Da questa integrazione multidisciplinare sono
nati i nuovi settori E.1. ed E.2., con il duplice obiettivo di potenziare le tecniche
di analisi del segnale biologico di interesse, per una maggiore risoluzione
nella definizione dei correlati neurali di alcune funzioni e disfunzioni cerebrali,
e di implementare sistemi di ausilio tecnologici come parte integrante
del processo riabilitativo, che si articola non solo nello studio classico dei processi
alla base del fenomeno del recupero funzionale ma anche in quello più
innovativo di “ sostituzione ” del canale fisiologico leso. Da ultimo nuovi
approcci in ambito di “ patologie dei gangli della base ” hanno indotto una più
ampia definizione del pregresso filone, oggi identificato dal settore E.4.
Gli obiettivi propri di ogni settore sono indicati nella breve introduzione a
ciascuno di essi e si sviluppano in diversi progetti.
E. 1 – IMAGING NEUROELETTRICO: TECNICHE E MODELLI DI ANALISI DEL SEGNALE
EEG DI SCALPO PER LA STIMA DELLE SORGENTI CORTICALI E LORO
APPLICAZIONE ALLO STUDIO DI FENOMENI FISIOLOGICI E/O PATOLOGICI
L’intero settore di ricerca si basa sulla integrazione multidisciplinare di
competenze di neurofisiologia clinica e bioingegneria, tesa allo sviluppo di
tecniche di modellizzazione anatomo-funzionale del segnale EEG registrato
non-invasivamente (scalpo) per giungere a rilevare le sorgenti corticali del
segnale stesso e svelare le relazioni che intercorrono tra l’attività elettrica
cerebrale ed i siti anatomici dove essa viene generata. Inoltre, grazie a studi di
simulazione è stato possibile generare degli algoritmi per la modellizzazione
dei flussi funzionali di informazione tra aree corticali cerebrali, reclutate
durante i fenomeni di “ processing ” che sottendono diversi compiti sperimentali.
Tale modellizzazione è conosciuta come connettività funzionale, già nota
per il segnale emodinamico (fMRI) e nel nostro laboratorio applicata al
segnale EEGrafico, la cui risoluzione temporale è insostituibile nella definizione
di processi corticali.
L’utilizzo di queste tecniche di mapping delle funzioni cerebrali offre la
possibilità di caratterizzare l’attività fisiologica di varie aree della corteccia
cerebrale. Inoltre, grazie allo studio di connettività funzionale si può passare
oltre il mappaggio delle aree corticali interessate, stabilendo le relazioni funzionali
tra queste aree di interesse e quindi definire le caratteristiche di network
neurali le cui variazioni dinamiche sottendono, secondo un concetto
generale, alle diverse funzioni cognitive.
La opportunità di identificare l’attività di network neurali funzionali
(piuttosto che attività di singole aree corticali) rende possibile una misura dei
fenomeni di plasticità con cui il cervello si adatta a condizioni ambientali
524 2006

Neurofisiopatologia clinica
mutevoli (apprendimento) o a condizioni patologiche di diversa eziologia permettendo
il recupero di grado variabile della funzione persa (riorganizzazione
plastica).
Articolazione
E.1.1 – Correlati elettrici corticali sottesi all’apprendimento motorio
nell’uomo, durante adattamento ad ambiente con nuove dinamiche
(Donatella Mattia)
E.1.2 – Correlati elettrici corticali sottesi ai processi decisionali nell’uomo,
in condizioni di conflitto preordinato (“ decision making ”)
(Donatella Mattia)
E.1.3 – Correlati elettrici corticali sottesi al fenomeno di memorizzazione
di materiale a contenuto emozionale (Donatella Mattia)
E.1.4 – Impiego combinato di tecniche EEG/fMRI con filtraggio on-line
per lo studio dell’attività cerebrale spontanea ed evocata
(Maria Grazia Marciani)
E.1.5 – Organizzazione temporo-spaziale della attività corticale motoria
sottesa al movimento di distretti muscolari intatti e non in soggetti
con lesioni del midollo spinale: applicazione delle tecniche di
immagini funzionali neuroelettriche corticali (Donatella Mattia)
E.1.6 – Rappresentazione di mappe dell’attività corticale sottesa all’atto
motorio stimate con le tecniche di hrEEG e di Stimolazione
Magnetica Transcranica (TMS): confronto con mapping
Elettrocorticografico (EcoG) (Donatella Mattia)
E.1.7 – Pattern di reattività e connettività corticale sottesi alla
preparazione-esecuzione dell’atto motorio e alla simulazione mentale
dello stesso (Motor Imagery): valutazione EEGgrafica ad alta
risoluzione basata su modelli di testa realistici (Donatella Mattia)
E. 2 – INTERFACCE CERVELLO-COMPUTER (BCI) E AUSILI TECNOLOGICI:
SVILUPPO E APPLICAZIONI RIABILITATIVE
Questo nuovo settore di ricerca, l’integrazione multidisciplinare di competenze
di neurofisiologia clinica e bioingegneria, è teso allo sviluppo di ausili
tecnologici e alla loro applicazione in campo clinico neuroriabilitativo. È
ormai divenuto urgente in neuroriabilitazione considerare un approccio che
sia non alternativo a quello più classico (in cui le strategie varie sono indirizzate
al potenziamento del fenomeno di recupero funzionale della lesione
persa), ma si ponga a complemento del precedente e sia dedicato allo sviluppo
di sistemi alternativi ai canali periferici fisiologici per ri-acquisire ciò
che funzionalmente si è perduto, a seguito di lesioni o disordini del sistema
nervoso centrale. A questo riguardo, il laboratorio ha ormai da anni, iniziato
un percorso di ricerca in ambito di “ Brain Computer Interfacing ” (BCI, interfacce
cervello-computer). Il BCI rappresenta una promettente opportunità per
soggetti, che a causa di patologie neurodegenerative o traumatiche possono
2006 525

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
perdere del tutto il controllo volontario dei loro muscoli e con esso la capacità
di comunicare con l’esterno, di generare una nuova via di comunicazione
direttamente dal cervello ad un dispositivo di uscita (ausilio), senza più dipendenza
dai nervi periferici e dai muscoli.
L’obiettivo a lungo termine del settore in oggetto è di fornire alla comunità
BCI gli strumenti per trasformare i dispositivi di BCI dal loro stato
attuale (costituito soprattutto da dimostrazioni del laboratorio) in un sistema
di comunicazione aumentativa per il disabile in ambito clinico. In parallelo, si
vuole incrementare una linea di sviluppo di piattaforme di accesso ad ausili
tecnologici già esistenti, che siano modulabili in relazione alle necessità dei
pazienti-utenti con disabilità motorie. Riempire il “ gap ” tra questi temi svolti
a livello di ricerca e le necessità cliniche prevede la creazione di un “ laboratorio
di ricerca applicata ” in cui le competenze di tipo neurofisiologico, riabilitativo,
psicologico e bioingegneristico-informatico si confrontino per sviluppare
un approccio multidisciplinare alla neuroriabilitazione, al cui centro ci
sia l’utente diversamente abile in grado di relazionarsi con l’ambiente in
maniera meno dipendente da personale clinico e familiare.
Articolazione
E.2.1 – Sviluppo di strumenti di analisi e didattici per le sperimentazioni BCI
(Brain Computer Interface) (Febo Cincotti)
E.2.2 – Apprendimento del controllo volontario di pattern EEG:
strumentazioni, procedure e imaging neuroelettrico (Febo Cincotti)
E.2.3 – Creazione di un laboratorio interdisciplinare per lo sviluppo
e l’applicazione clinica di sistemi di ausilio integrato
per la comunicazione e il controllo ambientale (Febo Cincotti)
E. 3 – PLASTICITÀ CEREBRALE
Nell’ambito della linea di ricerca sulla “ Plasticità Cerebrale ”, sono programmati
studi dei sistemi somatosensoriali e motori basati su un approccio
neurofisiologico multimodale attraverso l’utilizzo e l’integrazione di tecniche
non-invasive di brain mapping come la Stimolazione Magnetica Transcranica
(TMS) ed i Potenziali Evocati Somatosensoriali (SEP). Tali tecniche neurofisiologiche
hanno avuto un ampio impiego sia in campo diagnostico che di
ricerca clinica e sono risultate molto utili nello studio delle caratteristiche dei
processi fisiologici e patologici del SNC. Il loro elevato potere di risoluzione
temporale (dell’ordine di ms) rappresenta il requisito fondamentale per la
valutazione dei cambiamenti della funzionalità sensori-motoria cerebrale sia
nelle diverse condizioni sperimentali che nelle lesioni cerebrali.
La possibilità di realizzare delle mappe di rappresentazione delle aree
corticali motorie e somatosensoriali in condizioni fisiologiche rappresenta
una tappa fondamentale da cui proseguire per la valutazione di quei processi
di riorganizzazione plastica che investono tali aree di rappresentazione corticale
quando le aree sensori-motorie siano soggette a lesioni strutturali di
natura vascolare e/o traumatica.
526 2006

Neurofisiopatologia clinica
Per quanto riguarda la TMS, è una metodica in grado di studiare, in
maniera non invasiva, sia i fenomeni eccitatori (soglia di eccitabilità; potenziali
evocati motori o MEPs; curve di facilitazione intracorticale al doppio stimolo
magnetico) che quelli inibitori (periodo silente EMG o SP, curve di inibizione
intracorticale al doppio stimolo magnetico) della corteccia motoria.
Mediante stimoli magnetici focali è inoltre possibile costruire delle mappe
motorie di vari muscoli, in particolari dei muscoli della mano, e valutare sia i
cambiamenti delle aree di rappresentazione corticale osservati nel soggetto
sano durante le diverse condizioni sperimentali (ad es. contrazione volontaria,
pensiero di movimento, attenzione, visione di movimento) sia i processi di
riorganizzazione plastica secondari a lesioni cerebrali di natura vascolare
e/o traumatica e strettamente correlati al recupero della funzione persa. La
possibilità di documentare con esame neurofisiologico i fenomeni di plasticità
corticale può rappresentare un importante strumento per la valutazione dei
meccanismi di recupero funzionale del paziente con emiparesi/tetraparesi
secondaria a trauma cranico ed ictus e per l’applicazione e lo sviluppo di strategie
neuroriabilitative e/o farmacologiche volte a favorire il recupero motorio
e ridurre il grado di disabilità. In tale ambito saranno quindi effettuate valutazioni
di mappe motorie da TMS prima e dopo interventi terapeutici sia di tipo
riabilitativo (ad esempio mediante “ mental practice ”) che di tipo farmacologico
locale (attraverso il trattamento con tossina botulinica).
Per quanto riguarda i SEP, sono una tecnica non-invasiva attraverso la
quale è possibile registrare sullo scalpo le riposte evocate dalla stimolazione
del nervo mediano ed ottenere così informazioni sui meccanismi fisiopatologici
che operano a livello della corteccia somatosensitiva. Entrando nello specifico
della metodica è opportuno ricordare che esistono ancora opinioni contrastanti
circa l’origine dei generatori dei SEP (sia di quelli a breve latenza che
di quelli più tardivi, dopo i 100 ms) e che è ancora discussa l’influenza che
l’attenzione e la vigilanza possano avere su tali potenziali corticali. La descrizione
delle caratteristiche fisiologiche dei SEP nei soggetti sani sarà oggetto
di uno studio, condotto da Carmen Barba, rivolto alla identificazione dei
generatori di tali risposte per poter così ampliare lo studio dei SEP in campo
clinico neurologico. Inoltre, saranno valutate le modificazioni che l’attenzione
verso lo stimolo induce sulle componenti dei SEP con lo scopo di definire il
ruolo che essa ha nella modulazione di tali potenziali ed eventualmente identificare
quale potrebbe essere l’effetto delle variazioni dello stato di vigilanza.
Articolazione
E.3.1 – La “ Motor Imagery ” nel recupero funzionale motorio di pazienti con
stroke e lesione delle vie motorie primarie (Paola Cicinelli)
E.3.2 – Valutazione neurofisiologica dei fenomeni di plasticità corticale in
pazienti con esiti di stroke: strategie riabilitative messe a confronto
(Paola Cicinelli)
E.3.3 – I Potenziali Evocati Somatosensoriali (SEP) da stimolazione del nervo
mediano: valori normativi, effetto dell’attenzione e modificazioni in
pazienti con esito di lesioni cerebrali (Paola Cicinelli)
2006 527

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
E.3.4 – Valutazione neurofisiologica degli effetti del trattamento
della spasticità mediante tossina botulinica A in pazienti con esiti
di lesione del SNC (Paola Cicinelli)
E. 4 – MALATTIA DI PARKINSON E SINDROMI CORRELATE:
STRATEGIE TERAPEUTICHE E RIABILITATIVE
I progetti riguardanti la sezione Sindromi Extrapiramidali, presentati per
l’anno in corso e il prossimo triennio prevedono studi su pazienti affetti da
malattia di Parkinson avanzati trattati chirurgicamente con posizionamento di
elettrodi intracerebrali in target ormai consolidati come il Sottotalamo (STN)
ed in target innovativi come il Nucleo Peduncolo Pontino (PPN) ed complesso
Nucleo Centro Mediano-Nucleo Parafascicolare (CM/PF). In particolare i progetti
verteranno sull’analisi del cammino e lo studio neurofisiologico del riflesso
H per i pazienti con PPN ed analisi del tremore degli arti sup. per i pazienti con
CM/PF. I Pazienti con stimolazione del STN verranno studiati da un punto di
vista pneumologico. Infine la “ Gait Analysis ” (analisi del cammino) e l’EMG di
superficie verranno eseguite in pazienti con malattia di Parkinson e valutate le
possibili modificazioni durante somministrazione acuta di Levodopa.
Articolazione
E.4.1 – Valutazione del cammino nei soggetti affetti da malattia di Parkinson
trattati chirurgicamente con DBS in STN e PPN (Antonella Peppe)
E.4.2 – Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani tramite
sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici. Valutazione
acuta di levodopa (Antonella Peppe)
E.4.3 – Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti da malattia
di Parkinson gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN
(Antonella Peppe)
E.4.4 – Modificazioni dell’eccitabilità del riflesso H in soggetti affetti da
malattia di Parkinson gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN
e PPN (Antonella Peppe)
E.4.5 – Valutazione dell’efficacia della stimolazione del Complesso
dei nuclei Centro Mediano/ Parafascicolato del Talamo nel ridurre
la sintomatologia extrapiramidale in pazienti affetti da malattia
di Parkinson trattati chirurgicamente con DBS (Antonella Peppe)
E.1.1 – Correlati elettrici corticali sottesi all’apprendimento motorio
nell’uomo, durante adattamento ad ambiente con nuove
dinamiche (Donatella Mattia)
Il sistema motorio dell’uomo possiede una notevole capacità di generare
movimenti di accuratezza appropriata alle più diverse condizioni meccaniche.
Questa “ versatilità ” motoria si basa su processi di acquisizione di “ modelli ”
rappresentativi neurali del modo in cui le diverse proprietà meccaniche del-
528 2006

Neurofisiopatologia clinica
l’ambiente possono influenzare la funzionalità del sistema stesso (Shadmehr R.
and Mussa-Ivaldi F.A. (1994) J of Neurosci 14: 3208-3224).
Ciascun contesto meccanico può essere associato con una rappresentazione
neurale delle sue proprietà, che a sua volta può essere utilizzata nella
definizione dei pattern di segnali di controllo verso l’effettore muscolare, a cui
viene richiesto di generare il movimento accurato per quel dato contesto.
Recentemente molte delle conoscenze nei processi di apprendimento motorio
(motor learning) sono nate da disegni sperimentali basati sull’utilizzo di
dispositivi robotici per creare nuovi ambienti meccanici; tali disegni sperimentali
consistono tipicamente nella applicazione di forze che siano in grado
di perturbare l’arto durante l’esecuzione del movimento richiesto. In questo
contesto sperimentale, dopo una fase in cui i movimenti dell’arto risultano
alterati nella loro traiettoria prevista (perturbati dal campo di forza) tornano
ad essere eseguiti con un livello di precisione eguale a quello in assenza di
perturbazione. Tale forma di adattamento (conosciuta come motor learning)
si pensa che rifletta l’acquisizione di una rappresentazione neurale del nuovo
ambiente meccanico e il suo seguente utilizzo da parte del sistema motorio
per il controllo dell’arto in movimento.
Un notevole numero di studi eseguiti su primati e sull’uomo hanno rilevato
come sia la corteccia motoria primaria (MI) che altre aree corticali come
quelle frontali motorie, parietali motorie e strutture sottocorticali sono coinvolte
nei processi di motor learning. L’alto livello di funzioni che sottende l’acquisizione
di nuove capacità motorie richiede l’integrazione funzionale delle
suddette varie e discrete aree corticali. Un meccanismo rilevante in tale integrazione
su “ larga scala ” può essere riconosciuto nella formazione transitoria
di connessioni funzionali dinamiche, mediate dalla sincronizzazione dell’attività
neuronale in differenti bande di frequenza operativa. Questo tipo di elaborazione
permette l’appropriata selezione e assembramento di circuiti neuronali
che evolvono in un sistema di controllo adattativo.
Una valida e affidabile misura dell’accoppiamento neuronale è rappresentata
dalla coerenza spettrale dei segnali EEGrafici, che riflette le correlazioni
inter-regionali di attività neuronali oscillatorie attraverso le diverse bande di
frequenza operativa. A questo riguardo, diversi studi hanno esplorato come le
diverse regioni corticali cerebrali possono comunicare tra di loro, per fornire
le basi della integrazione di informazioni sensoriali e di coordinazione sensori-motoria
che sono cruciali per il processo di “ motor learning ”. In questo
progetto, verranno studiati i correlati corticali del fenomeno di motor learning
in soggetti che si adattano a nuove dinamiche ambientali secondo un
paradigma sperimentato e in cui il soggetto deve adattare i suoi movimenti di
“ reaching ” a forze esterne che interferiscono con l’esecuzione del movimento
del loro arto superiore (destro).
L’obiettivo è quello di definire la frequenza e topografia dei cambiamenti
in forza e direzione delle connessioni funzionali (connettività) inter-regionali
tra le aree corticali “ pre-motorie ” e motorie esecutive che si ipotizzano accadere
quando la rappresentazione neurale dei movimenti del braccio viene sfidata
in ambiente con nuove caratteristiche dinamiche. Tale obiettivo verrà
perseguito tramite l’impiego di un nuovo modello per la stima della connetti-
2006 529

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
vità funzionale corticale basato sulla Partial Directed Coherence (PDC), che
rende la stima stessa della direzione del flusso di informazioni tra segnali
registrati tramite EEG (Babiloni F., Cincotti F. et al. (2005) Neuroimage 24(1):
118-131). La PDC sarà valutata su segnali stimati con l’aiuto di analisi avanzate
di modellizzazione di sorgenti corticali, in grado di potenziare notevolmente
la risoluzione spaziale dei dati di scalpo ottenuti con registrazioni EEG
ad alta risoluzione. Queste analisi avanzate sono basate su modelli di sorgenti
corticali distribuite, la cui forma è ottenuta da informazioni anatomiche rilevate
attraverso la MRI (Magnetic Resonance Imaging). Alcune Regioni di
Interesse verranno estratte nel modello di sorgente adottato attraverso un processo
di segmentazione e verranno quindi ottenute le relative forme d’onda
della attività significativa di zone corticali. Le metodiche di stima della connettività
corticale sono state lungamente studiate e testate nel nostro laboratorio
dando luogo a diverse pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali.
In tal modo i limiti di applicabilità e la precisione di stima sono fattori
noti e non incognite nella presente ricerca sperimentale.
E.1.2 – Correlati elettrici corticali sottesi ai processi decisionali
nell’uomo, in condizioni di conflitto preordinato
(“ decision making ”) (Donatella Mattia)
La ricerca che si intende intraprendere ha come scopo la chiarificazione
dei meccanismi di decisione cerebrale durante compiti sperimentali in cui un
soggetto si rapporta ad altri nell’ambito di situazioni di conflitto decisionale
preordinate. In particolare, verrà analizzata l’attività cerebrale durante la fase
decisionale fra due o più opzioni che possono portare vantaggio al soggetto
sperimentale nell’ambito di un gioco di gruppo.
La ricerca si avvale della registrazione elettroencefalografica contemporanea
di due o più soggetti in competizione fra loro, per l’acquisizione di risorse
nell’ambito di una situazione conflittuale descritta da alcune matrici della teoria
dei giochi. Il campione sperimentale si compone di un numero variabile
fra 10 e 30 soggetti sperimentali, mentre i compiti sperimentali che si intendono
sottoporre ai soggetti, e durante i quali verrà registrata l’attività EEG,
saranno presi da situazioni tipiche occorrenti durante un gioco di carte a coppie,
e da situazioni conflittuali descritte dal gioco mutuato dalla teoria dei giochi
detto “ Dilemma del prigioniero ”. La teoria dei giochi è una scienza che si
è sviluppata da 40 anni con il matematico John Nash e descrive mediante
matrici matematiche delle situazioni di conflitto sociale in cui i soggetti partecipanti
al gioco stesso hanno di fronte tipicamente due opzioni, una di collaborazione
con il soggetto partner ed una di contrasto. L’attività cerebrale di
“ decision-making ” durante questa situazione di conflitto è stata sporadicamente
registrata nella letteratura internazionale mediante l’impiego della
risposta emodinamica cerebrale (functional Magnetic Resonance Imaging:
fMRI). Ora, tale risposta non ha la risoluzione temporale per seguire i processi
decisionali rapidamente tempo-varianti che invece vengono esibiti da
molti animali, fra cui l’uomo. Diviene così cruciale poter studiare tali meccanismi
decisionali mediante progetti di ricerca che impieghino il prelievo del-
530 2006

Neurofisiopatologia clinica
l’attività cerebrale elettrica durante tali compiti. Infatti, l’attività neuroelettrica
ha una risoluzione temporale di alcuni ordini di grandezza inferiore a
quella emodinamica.
L’attività cerebrale verrà registrata sullo scalpo mediante 32-64 elettrodi,
durante l’esecuzione dei compiti sperimentali. In particolare, l’attività continua
EEG acquisita durante l’esperimento verrà sottoposta ai procedimenti
avanzati di processing che sono propri e peculiari del laboratorio. Mediante
un modello geometrico realistico ricavato dalle immagini di risonanza
magnetica di tutti i soggetti sperimentali, verranno determinate le aree corticali
coincidenti con quelle di Brodmann. In particolare, le aree orbito-frontali,
dorsolaterali prefrontali, premotorie e parietali verranno segmentate opportunamente
sulla ricostruzione della corteccia cerebrale propria di ogni soggetto
al calcolatore ed impiegate nell’analisi successiva. L’impiego di metodiche di
stima lineare inversa, mediante algoritmi a minima norma pesata consentirà
la determinazione dell’attività corticale sulle varie aree cerebrali a partire dai
dati registrati sullo scalpo.
Questa stima dell’attività corticale dai dati superficiali EEG, realizzata in
maniera non invasiva dà luogo a forme d’onda di corrente corticale che
saranno successivamente trattate dagli algoritmi per il calcolo della loro composizione
spettrale e mediante l’analisi dell’ampiezza. Per la determinazione
della correlazione fra tali aree corticali, sarà computata dai dati corticali stimati
come descritto precedentemente la Partial Directed Coherence (PDC).
Tale tecnica consente la restituzione dei flussi di informazione che vengono
generati dal processing cerebrale fra un area corticale ed un’altra nello stesso
soggetto sperimentale. Tali flussi di informazione generano un pattern di connettività
corticale che viene presentato in differenti bande di frequenza. Questi
pattern di connettività corticali realizzano una descrizione dell’attività
cerebrale, durante il compito di decision-making proposto, sintetica e particolarmente
efficace.
Le metodiche di stima della connettività corticale sono state lungamente
studiate e testate nel presente laboratorio dando luogo a diverse
pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali. In tal modo i limiti di
applicabilità e la precisione di stima sono fattori noti e non incogniti nella
presente ricerca sperimentale. L’obiettivo è la generazione di pattern di connettività
corticale legata al momento di una decisione durante una situazione
conflittuale nell’uomo.
E.1.3 – Correlati elettrici corticali sottesi al fenomeno
di memorizzazione di materiale a contenuto emozionale
(Donatella Mattia)
La ricerca che si intende intraprendere vuole analizzare l’attività cerebrale
correlata ai processi di memoria che possono essere influenzati dall’attività
emozionale. È infatti noto come si possa studiare l’attività di memoria
mediante il correlato emodinamico, mediante il dispositivo di risonanza
magnetica funzionale (fMRI). In tali studi è stato osservato come immagini e
filmati che sono successivamente ricordati (item R, da remembered) gene-
2006 531

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
rano una attività specifica e maggiore emodinamica in particolari distretti
cerebrali frontali rispetto a immagini e filmati che non sono ricordati (item F,
da forgotten). La differenza di memoria (DM effect) è stata attribuita a lungo
ad una opportuna funzione di encoding. Regioni cerebrali che invece presentano
un meccanismo DM inverso sono quindi regioni legate a meccanismi di
perdita del ricordo veloci. Questo può avvenire anche con una diminuzione
dell’attività emodinamica durante la codifica. Diverse pubblicazioni scientifiche
anche recenti hanno suggerito come l’attività emozionale (il contesto
emotivo del soggetto che percepisce l’immagine) può fortemente influenzare
la facilità del ricordo di immagini e video.
La ricerca che si vuole quindi intraprendere ha come scopo l’analisi delle
regioni della corteccia cerebrale coinvolta nei processi di memorizzazione di
materiale pittorico (immagini e filmati) con contenuto emozionale. Verranno
studiati da 10 a 30 soggetti durante la presentazione di un filmato avente al
suo interno dei brevi clip a contenuto emotivamente neutro e a contenuto
emotivamente coinvolgente. Ai soggetti sperimentali verrà successivamente
chiesto di ricordare esplicitamente immediatamente dopo la registrazione e
10 giorni dopo la fine della registrazione il contenuto dei videoclip inframmezzati
al filmato principale. Il ricordo sia esplicito che guidato, sia immediatamente
che a 10 giorni dall’esposizione ai filmati verrà correlato all’attività
elettrica cerebrale prelevata durante la visione di tali filmati. L’attività cerebrale
verrà monitorata mediante registrazione EEG a 64 elettrodi durante la
visione del filmato e le immagini di risonanza magnetica strutturale verranno
impiegate per la ricostruzione delle regioni della corteccia cerebrale di ogni
soggetto. In tal modo, si potrà stimare con pochi margini di errore l’attività
corticale a partire dalle registrazioni EEG non invasive.
Mediante l’impiego di algoritmi di stima lineare inversa verranno stimate
le attività corticali nelle regioni di interesse coincidenti con le aree di
Brodmann dei soggetti stessi. L’impiego di algoritmi di stima della connettività
corticale nelle varie bande di frequenza consentirà di disegnare il pattern
di connettività corticale correlato nelle diverse bande di frequenza alla visione
di filmati a sfondo emotivo oppure a contenuto emotivamente neutro. L’ipotesi
sperimentale è che i filmati a contenuto emotivo possano essere maggiormente
ricordati di quelli a contenuto neutro e che due diversi pattern di
connettività corticale coinvolgano regioni differenti della corteccia cerebrale
nel gruppo sperimentale investigato.
E.1.4 – Impiego combinato di tecniche EEG/fMRI con filtraggio on-line
per lo studio dell’attività cerebrale spontanea ed evocata
(Maria Grazia Marciani)
Il programma del terzo anno prevede il completamento della ricerca relativa
alla registrazione simultanea EEG-fMRI particolarmente in un protocollo
di tipo P300 visivo. Nel corso dei precedenti due anni sono stati risolti i principali
problemi legati alla mutua interazione tra il sistema di acquisizione
EEG e quello fMRI con la conseguente introduzione reciproca di artefatti la
cui entità rendeva necessaria l’adozione di strategie atte alla riduzione degli
532 2006

Neurofisiopatologia clinica
artefatti stessi a valori compatibili con l’impiego di tecniche di analisi tradizionali.
Questo ha reso possibile il calcolo e l’individuazione della componente
di tipo P300 nei soggetti sperimentali finora acquisiti, dimostrando l’efficacia
e la correttezza dei metodi impiegati, i quali si basano sulla sottrazione
di artefatti descritti attraverso cinque parametri e stimati per ogni sessione di
registrazione e calcolati secondo diverse funzioni obiettivo.
Una volta risolti definitivamente questi problemi è possibile completare lo
studio attraverso l’acquisizione di ulteriori 6-8 sessioni di registrazione su
altrettanti volontari al fine di completare la popolazione dei soggetti inizialmente
prevista. Questo consentirà di identificare quale dei metodi proposti
per la rimozione degli artefatti sia più congruo a seconda del tipo di applicazione
(P300, ERP, etc.) e quali caratteristiche gli stessi segnali acquisiti debbano
avere affinché sia possibile completare efficacemente le analisi previste.
Una caratterizzazione e descrizione del ballistocardiogramma verrà anche
prodotta al fine di fornire un punto di riferimento per gli esperimenti futuri.
Terminata questa fase verranno eseguiti esperimenti di Brain Computer
Interface basati su un paradigma di tipo P300 visivo in cui i volontari saranno
in grado di comandare periferiche esterne di cui riceveranno un feedback
attraverso l’attività elettroencefalografica e di cui si registreranno le aree di
attivazione per mezzo dell’fMRI. Questo richiederà una modifica del setup
sperimentale che verrà apportata nel corso dell’anno e che diventerà operativa
entro il termine del presente anno di sperimentazione. Infine, tra gli altri
obiettivi del terzo anno di sperimentazione, c’è il confronto sistematico dei
diversi algoritmi di rimozione degli artefatti, i quali verranno valutati sullo
stesso set di dati, sia reali che simulati, ed in diversi protocolli.
E.1.5 – Organizzazione temporo-spaziale della attività corticale motoria
sottesa al movimento di distretti muscolari intatti e non,
in soggetti con lesioni del midollo spinale: applicazione
delle tecniche di immagini funzionali neuroelettriche corticali
(Donatella Mattia)
Lo scopo del presente studio è di esplorare le dinamiche della corteccia
motoria correlate all’esecuzione di movimenti che coinvolgono parti del corpo
non affette in soggetti con tetraplegia causata da lesioni alla colonna vertebrale
(SCIs). In accordo con lo scopo del presente progetto di ricerca, i primi
due anni sono stati impegnati nella raccolta ed analisi di dati relativi ad un
gruppo di 7 soggetti affetti da tetraplegia dovuta a lesione del midollo spinale
(SCI) di origine traumatica e 7 soggetti di controllo. Il compito sperimentale
consisteva nella esecuzione di movimenti semplici delle labbra (protrusione,
che nei soggetti SCI era correttamente eseguita) secondo la modalità selfpaced,
cioè auto-generati dal soggetto con un intervallo di tempo di circa 6-7s.
L’applicazione delle metodiche di analisi del segnale EEG acquisito con
hrEEG ha rivelato come l’esecuzione del compito motorio determinava in
entrambi i gruppi di soggetti, una attivazione della corteccia motoria primaria
(MI), bilateralmente. La sorgente di massima attività presentava una distribuzione
discreta in MI in corrispondenza delle aree di rappresentazione motoria
2006 533

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
del movimento delle labbra, in tutti i soggetti. Tale attivazione discreta si presentava
simmetrica tra i due emisferi, come atteso in un movimento controllato
da entrambe le cortecce motorie primarie. Inoltre, l’area Supplementare
Motoria propria (SMAp) era sempre co-attivata con MI e questa attivazione
congiunta era caratterizzata da un andamento temporale con una tipica fase
pre-movimento e una fase corrispondente al movimento stesso. Questi risultati
ottenuti con tecniche non invasive di imaging neuro-elettrico documentano
che nei soggetti con lesioni croniche del midollo spinale, l’esecuzione di
movimenti con parti intatte del corpo determina un reclutamento delle aree
motorie “ più esecutive ” con un pattern spaziale e temporale preservato,
durante le fasi di preparazione ed esecuzione del movimento stesso. Il materiale
qui illustrato è oggetto di pubblicazione scientifica su rivista indicizzata
(Mattia D., Cincotti F. et al. (2006) Hum Brain Mapp 27(6): 510-519).
Nel secondo anno di progetto si procederà alla analisi della reattività
corticale motoria negli stessi soggetti SCI, sottesa al tentativo di movimento
di un distretto muscolare plegico con lo scopo di valutare se e come aree
motorie cronicamente de-efferentate siano reclutate dalla “ volontà ” dell’atto
motorio stesso.
E.1.6 – Rappresentazione di mappe dell’attività corticale sottesa
all’atto motorio stimate con le tecniche di hrEEG
e di Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS): confronto
con mapping Elettrocorticografico (EcoG) (Donatella Mattia)
In questo studio, vengono esplorate le potenzialità della integrazione del
segnale elettrico (ad alta risoluzione temporale) con dati anatomici generati
da immagini di risonanza magnetica cerebrale (MRI) per il miglioramento
della risoluzione spaziale delle tecniche neurofisiologiche. In relazione allo
scopo del progetto, nei primi 2 anni, i dati acquisiti su movimenti di diversi
segmenti corporei, (labbra, piede) eseguiti in modalità “ self-paced ” sono stati
elaborati secondo una procedura conosciuta come DSPM (Dynamic Statistic
Parametric Map, z score), il cui effetto è quello di generare mappe e le relative
forme d’onda, di attività statisticamente significativa per ciascun soggetto e
compito motorio. Questo ha permesso di inserire i dati relativi a ciascun soggetto
in una analisi statistica classica che tenga conto della variabilità interindividuale
sia del segnale elettrico che della configurazione anatomica dei
giri e solchi della corteccia cerebrale di interesse.
Le regioni corticali di interesse (ROI) per ogni soggetto sono state selezionate
in base alle relative immagini di risonanza magnetica strutturale (MRIs);
su queste aree motorie si è stimata l’attività tempo-variante elettrofisiologica.
La stima della connettività funzionale è stata ottenuta mediante la Directed
Transfer Function (DTF) un indice capace di determinare l’intensità e la direzione
del flusso di informazione presente tra una qualunque coppia di ROI a
partire da un unico modello MultiVariato AutoRegressivo (MVAR) stimato
sull’intero set dei segnali EEG corticali. L’esecuzione del movimento, si associa
ad una significativa attività elettrica localizzata bilateralmente nell’area
SMA propria, nella parte caudale dell’area del Cingolo Motorio (CMA) e nelle
534 2006

Neurofisiopatologia clinica
aree Sensori-Motorie primarie (MI-S1). Altri campi di attivazione sono inoltre
presenti nella Corteccia Parietale superiore (BA7) e nella parte dorso-laterale
della SMA. L’analisi temporale del tracciato elettrico mostra una negatività
tipica della fase pre-movimento posizionata circa 2000 ms prima del tentativo
di esecuzione in quella che è stata deputata come Area Motoria primaria del
piede (MI). Le reti connettive funzionali sottolineano come l’esecuzione del
movimento da parte dei soggetti di Controllo provochi una forte connessione
bilaterale tra il CMA e la SMAp, mentre il flusso in ingresso all’area MI proviene
prevalentemente dalla area ipsilaterale CMA.
L’analisi di questi risultati ha permesso di affermare la presenza di un
coinvolgimento massiccio delle aree corticali appartenenti al Cingolo Motorio
(CMA) le quali influenzano prevalentemente le aree Supplementarie Motorie
(SMAp) e quelle Motorie Primarie (MIF) del piede destro. Il lavoro successivo
sarà quello di combinare l’uso di un algoritmo per la stima dei parametri,
variabili nel tempo, di un modello multivariato-autoregressivo (algoritmo
Recursive Least Squares, RLS) con due metodi di stima della connettività corticale:
la Directed Transfer Function (DTF) e la Partial Directed Coherence
(PDC), al fine di ottenere degli stimatori della connettività nel dominio tempofrequenza,
in grado cioè di descrivere i flussi d’informazione tra un insieme di
aree d’interesse della corteccia cerebrale tenendo in considerazione sia le
caratteristiche spettrali dei segnali che si propagano, sia l’evoluzione temporale
dei legami causali tra le aree durante l’esecuzione di uno specifico task. I
dati ottenuti saranno quindi valutati nel confronto tra informazioni generate
dalla TMS e quanto ottenuto in letteratura tramite registrazioni EcoG.
E.1.7 – Pattern di reattività e connettività corticale sottesi
alla preparazione-esecuzione dell’atto motorio e alla simulazione
mentale dello stesso (Motor Imagery): valutazione EEGgrafica
ad alta risoluzione basata su modelli di testa realistici
(Donatella Mattia)
Le diverse evidenze frutto di numerosi studi disponibili in letteratura
sembrano convergere sull’esistenza di un considerevole parallelismo tra le
aree corticali funzionalmente coinvolte nella preparazione-esecuzione del
movimento e nella immaginazione dello stesso (motor imagery, MI). In questo
studio, viene formulata una prima ipotesi di lavoro in cui si assume che la
preparazione ed esecuzione del movimento sia associata a variazioni di
coerenza del segnale EEG registrato su Regioni di Interesse (ROI), in questo
caso parietali posteriori (input area) e frontali motorie (output area). Secondo
questa ipotesi, viene predetto che la caratteristica di coerenza elettrica
parieto-frontale verrebbe ad incrementare durante compiti di associazione
sensori-motoria, nei quali tali aree corticali vengono attivate in modo funzionalmente
correlato.
Nei primi 2 anni di progetto le tecnologie proprie di questo laboratorio
sono state applicate in un disegno sperimentale di base dove il soggetto
immagina di compiere atti motori simili a quelli realmente eseguiti (movimento
del piede destro), per la verifica delle caratteristiche spazio-temporali
2006 535

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
del segnale evento-correlato durante il compito di motor imagery (immaginazione
motoria), in particolare delle variazioni nella reattività corticale EEGrafica
associate alla componente preparatoria, esecutiva o immaginativa del
movimento. Quindi, è stato messo a punto un disegno sperimentale al fine di
confrontare la reattività corticale durante l’esecuzione di diversi atti motori e
durante l’immaginazione degli stessi, finalizzata al controllo di un cursore sul
monitor di un computer, in modo che il feedback sull’esecuzione della specifica
task di MI potesse dare al soggetto sperimentale la possibilità di imparare
dai propri errori a modulare i propri ritmi cerebrali.
I risultati ottenuti indicano che i pattern EEG correlati all’immaginazione
motoria si mantengono stabili con l’addestramento e in entrambi i casi i soggetti
possono imparare a controllare il movimento del cursore. Nel successivo
anno di progetto verranno applicate, sui dati di variazione della reattività corticale
in diverse bande di frequenza EEG, procedure di valutazione dei pattern
di connettività inter regionali corticali (ove ciascuna regione è rappresentata
da una ROI definita precedentemente) conosciute come DTF (Directed
Transfer Function). Questa stima di pattern di connettività inter-ROI potrà
svelare le relazioni funzionali che intercorrono tra aree corticali cerebrali
diverse ma coinvolte in un determinato compito motorio, in accordo con lo
scopo ultimo del progetto.
E.2.1 – Sviluppo di strumenti di analisi e didattici per le sperimentazioni
BCI (Brain Computer Interface) (Febo Cincotti)
Nell’ambito della ricerca sulle Brain Computer Interfaces, ha recentemente
visto la luce un sistema per uniformare la sperimentazione BCI, denominato
BCI2000, che facilita l’esecuzione e lo studio su tutto il metodo di BCI
durante il funzionamento in tempo reale. Questo sistema è stato adottato
velocemente dalla comunità di ricerca, ed è ora in uso in oltre 20 gruppi.
Nonostante questo sistema sia in grado di riprodurre ed estendere i metodi
precedentemente messi a punto dai gruppi di ricerca BCI, ad esso manca la
capacità di analizzare off-line i dati raccolti durante le sperimentazioni
mediante algoritmi che pure sono state sviluppate da altri laboratori. Inoltre,
il processo di mutua interazione tra comportamento on-line e analisi off-line
non sono state ancora descritte, il che impedisce un’efficiente istruzione di
nuovi ricercatori su ricerca di BCI in generale e sull’uso di BCI2000 specificamente.
Il razionale per il lavoro proposto è che esso semplifichi sensibilmente
la riuscita di tutti i gruppi coinvolti nella ricerca di BCI, ed in particolare
gruppi che attualmente usano BCI2000 e gruppi che sono nuovi al campo.
D’accordo con questo indirizzo, gli obiettivi specifici di questo progetto sono:
1. Sviluppare le procedure standard di analisi per ricerca di BCI. Implementeremo
queste procedure in Matlab e le connetteremo ed integreremo con
BCI2000. Queste procedure sosterranno l’analisi off-line dei metodi di analisi
nel dominio della frequenza e del tempo impiegati dai moduli in linea attualmente
effettuati BCI2000. Inoltre integreranno la funzionalità delle possibilità
avanzate di analisi del pacchetto di EEGlab sviluppato al Salk Institute di
536 2006

Neurofisiopatologia clinica
San Diego (California). Il lavoro svolto nel primo anno di progetto ha visto la
realizzazione di procedure standard di analisi di ritmi cerebrali (ritmo-µ in
frequenza e di risposte evocate (P300) nel tempo realizzate nell’ambiente di
sviluppo Matlab e racchiuse in un pacchetto software eseguibile indipendentemente
dall’ambiente di sviluppo stesso e funzionante su sistemi Windows
98/XP/2000. Una versione Matlab (compilata) del MARIO è attualmente
inclusa nella distribuzione ufficiale del BCI2000.
2. Documentare il processo di analisi di dati e della configurazione
di sistema. Descriveremo la funzionalità specifica delle procedure sviluppate
nello scopo 1. Questa descrizione sarà inserita in un generale contesto
per l’esecuzione di esperimenti con BCI; inoltre, verranno illustrate con
dimostrazioni didattiche alcune linee guida su come usare i metodi di analisi
per supportare le conclusioni specifiche dagli esperimenti ondine, e
come questi ultimi possano essere usati per cambiare la configurazione di
sistema degli esperimenti successivi. Un’ulteriore sforzo si sta compiendo
per ottenere un’integrazione delle routine standard di analisi realizzate nel
MARIO con il pacchetto EEGlab sviluppato al Salk Institute di San Diego
(California), in accordo con lo scopo generale di questo lavoro: rendere
disponili ad una comunità scientifica sempre maggiore gli strumenti per
una ricerca sul BCI.
E.2.2 – Apprendimento del controllo volontario di pattern EEG:
strumentazioni, procedure e imaging neuroelettrico (Febo Cincotti)
I sistemi brain computer interface (BCI) sono basati su due componenti
mutuamente interagenti: la macchina, che deve essere ottimizzata per riconoscere
i pattern elettroencefalografici (EEG) dell’individuo e l’utente, che deve
imparare a produrre modificazioni ai pattern stessi che siano massimamente
distinguibili dal classificatore. Questo progetto si propone di affrontare gli
aspetti della sperimentazione BCI in relazione a:
1. Studio di procedure ottimizzate per individuare le caratteristiche individuali
che permettano all’utente di ottimizzare le proprie capacità di controllo.
Questo primo obiettivo mira all’ottimizzazione del sistema di classificazione
ed è stato perseguito: (a) prendendo in considerazione features EEG
alternative o additive rispetto a quelle utilizzate attualmente; (b) utilizzando
classificatori più avanzati di quelli in uso attualmente; (c) utilizzando sistemi
paralleli che estraggano e classifichino simultaneamente tutte le informazioni
disponibili; (d) utilizzando segnali da sistema nervoso centrale o autonomo
che rilevino la percezione di un errore di classificazione.
I risultati del primo anno di ricerca hanno portato alla implementazione
di un approccio nuovo per la classificazione dei pattern EEG che permette la
discriminazione dei correlati corticali dell’immaginazione ed esecuzione dei
movimenti bidimensionali. Questo approccio è basato sulla selezione di features
(ampiezza dei ritmi cerebrali µ/b) in frequenza tramite l’R-square e la loro
classificazione mediante un algoritmo di regressione lineare stepwise. Il successivo
segnale bidimensionale è passato in un discriminatore lineare a soglia
2006 537

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
che permette una riduzione dell’errore di classificazione. In questo modo è
possibile utilizzare caratteristiche multiple in parallelo per l’individuazione
dei correlati EEG al movimento. Si sono ottenuti percentuali di classificazione
fino all’89% sia con dati di immaginazione che di esecuzione motoria
bidimensionale. Ulteriori studi sono stati condotti sulla scelta del filtraggio
spaziale da utilizzare in modo da ottimizzare il processamento del segnale
prima della classificazione. A tale scopo, cinque differenti metodi di filtraggio
spaziale di scalpo ed un metodo di stima delle sorgenti corticali del segnale
sono stati confrontati, mostrando che 2 di essi (SSL, SI) presentano valori di
R-square più elevati, nonché topografie più localizzate, candidandosi come i
filtraggi spaziali da utilizzare per un sistema ottimizzato.
2. Ricerca delle strategie ottime per l’addestramento dell’utente all’utilizzo
delle BCI. Questo secondo obiettivo si rivolge invece all’utente del BCI.
L’obiettivo verrà perseguito nel secondo anno: (a) definendo dei predittori
del massimo livello di performance raggiungibile dall’utente; (b) definendo
uno standard di protocollo di training, che preveda una successione di
incrementi nella difficoltà dei compiti sperimentali; (c) definendo le opportune
strategie di rinforzo da dare all’utente, basate su stimoli sensoriali multimodali.
E.2.3 – Creazione di un laboratorio interdisciplinare per lo sviluppo
e l’applicazione clinica di sistemi di ausilio integrato
per la comunicazione e il controllo ambientale (Febo Cincotti)
Precedenti progetti sviluppati in questo linea di ricerca corrente (2004-
2005) hanno portato alla implementazione di un sistema di ausilio integrato
per la comunicazione e il controllo ambientale modulabile in relazione al
grado di disabilità motoria (e di abilità residue) relativa a disordini neurologici
con sfera cognitiva intatta. Tale sistema è basato sulla tecnologia delle
interfacce cervello-computer (BCI), sistemi di mobilità intelligente, trasmissione
delle informazioni e domotica. Il sistema finale integrato è oggi installato
nei locali di Terapia Occupazionale della Fondazione Santa Lucia, in
modo da mettere a disposizione dei pazienti-utenti un ambiente di sperimentazione
il più vicino possibile all’ambiente domestico e per simulare le esigenze
quotidiane, difficilmente riproducibili all’interno di una stanza di ospedale.
Ad oggi, soggetti adulti volontari, affetti da patologie neuromuscolari
(Amiotrofia Spinale tipo II; Distrofia Muscolare di Duchenne; Sclerosi Laterale
Amiotrofica) o deficit muscolari conseguenti a traumi del midollo spinale,
hanno interagito con il sistema e fornito tramite un questionario indicazioni
sulla sua qualità e gradimento.
La naturale evoluzione di tale progetto ci sembra sia nella implementazione
del sistema-prototipo per realizzare uno strumento valido di applicazione
clinica allargata anche a quelle condizioni in cui lo stato cognitivo (o
anche di vigilanza) risulti compromesso. Si pensi ad esempio, a quelle persone
affette da patologie a tipo demenze degenerative che nelle fasi iniziali
della patologia sono ancora in grado di condurre una vita di qualità soddisfa-
538 2006

Neurofisiopatologia clinica
cente, ma sono legate alla supervisione di familiari nelle attività della vita
quotidiana in ambiente domestico o a quelle fasce di età evolutiva in cui
disordini del sistema nervoso centrale siano associati non solo a disabilità
motorie ma anche a deficit cognitivi di apprendimento e comunicazione.
In questo progetto ad inizio 2006, ci si propone di rendere il sistema già
implementato non solo un dispositivo per l’interazione tra il paziente e l’ambiente
(sia in termini di comunicazione che di controllo) ma anche uno
strumento per la valutazione diagnostica. Lo scopo è di permettere a personale
specializzato clinico, operativo nei campi sopra illustrati, di avvalersi di
strumenti tecnologici informatici per una più accurata valutazione dello
stato cognitivo-motorio del soggetto. Tale valutazione ad oggi è resa difficile
per le difficoltà di alcuni pazienti nell’interazione/comunicazione con l’ambiente
e i suoi attori. Tale scopo vede inizialmente la creazione di un
ambiente (laboratorio di ricerca clinica) in cui diverse competenze cliniche
ed di bioingegneria si integrino per dare sviluppo a strumenti dedicati per
un approccio multidisciplinare (Bioingegneristico, Informatico, Elettronico,
Neurologico, Riabilitativo, Psicologico) che porti alla valutazione di tutti gli
aspetti in grado di migliorare l’approccio al paziente assistito da dispositivi
tecnologici.
1. Durante la prima fase ci si propone di migliorare e rendere facilmente
fruibile la tecnologia già sviluppata, e dimostrare che il sistema non è più un
prototipo di ricerca, ma ci si trova ad un passo dalla reale disponibilità per il
paziente. Per far ciò andranno potenziate alcune funzionalità di quest’ultimo
affinché sia affidabile in termini di sicurezza e stabilità. Per far questo sarà
necessario il potenziamento di alcune delle tecnologie fino ad oggi utilizzate
da parte del team ingegneristico-informatico (es. X10 versus ZigBiee) sulla
base delle necessità dei diversi contesti clinici suggeriti dalla interazione con il
team clinico. Questo aspetto dell’obiettivo globale del progetto si svolgerà in
seno al laboratorio di ricerca dedicato, lo sviluppo del quale è parte integrante
del progetto.
2. La seconda fase, che si sovrapporrà alla prima dopo un primo
periodo di start-up, consiste nella disseminazione di tale tecnologia. L’obiettivo
verrà perseguito mediante la produzione di pubblicazioni scientifiche,
l’organizzazione di convegni e gruppi di interesse. Ai professionisti verranno
rivolti corsi di formazione (eventi ECM; accensione corsi universitari). Inoltre,
verranno create le infrastrutture telematiche per un rapido scambio di
opinioni sull’utilizzo delle tecnologie emergenti come delle linee guida fruibili
anche a livello multicentrico. Questo secondo aspetto dell’obiettivo progettuale
è indirizzato particolarmente all’utilizzo del prototipo precedentemente
realizzato con accesso basato sul Brain Computer Interface (BCI).
Infatti, è cruciale ottenere informazioni sul livello di accettazione di questa
interfaccia di ingresso già in stadi della malattia in cui altre modalità di
comunicazione siano disponibili al paziente-utente. Inoltre, essendo un
periodo di apprendimento comunque necessario per padroneggiare l’interfaccia,
si ritiene raccomandabile che questo avvenga quando il paziente è
ancora in grado di esprimersi.
2006 539

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
E.3.1 – La “ Motor Imagery ” nel recupero funzionale motorio di pazienti
con stroke e lesione delle vie motorie primarie (Paola Cicinelli)
È iniziato il 2° anno del progetto in esame. In uno studio precedente
abbiamo dimostrato come la “ motor imagery ” modula l’eccitabilità corticale
di un emisfero colpito da lesione vascolare (Cicinelli P. et al. (2006)
Cereb Cortex 16(2): 247-253). Infatti, l’analisi delle mappe motorie da TMS
effettuate in una popolazione di pazienti con esiti di ictus e buon recupero
motorio, mostrava come la “ motor imagery ” induceva un aumento delle
aree di rappresentazione corticale dei muscoli della mano paretica. Partendo
da tale risultato ci siamo domandati se attraverso la “ motor imagery ”
sarebbe stato possibile ottenere una facilitazione delle vie motorie anche in
pazienti con una grave emiparesi e per i quali le metodiche riabilitative tradizionali
spesso risultano di scarso impatto per il recupero della funzione
perduta.
Nei pazienti selezionati che soddisfacevano i criteri di inclusione nello
studio, abbiamo valutato le mappe motorie da TMS registrando i MEPs dai
muscoli della mano (Abduttore del mignolo ed FDI) e dell’avambraccio
(ECD) del lato sano e di quello con grave paresi e/o plegia della mano. Le
mappe motorie sono state ottenute sia a riposo (“ rest ”) che durante pensiero
di movimento del muscolo abduttore del mignolo (“ think ”). Allo stato
attuale possiamo osservare che tutti i pazienti inclusi nello studio riferivano
di essere in grado di effettuare il compito di “ motor imagery ” anche quando
richiesto per la mano plegica. Inoltre, in forma preliminare possiamo osservare
che nel deficit motorio grave e quando le risposte motorie (MEPs) a
riposo sono assenti anche dopo stimoli magnetici di intensità massimale
(100% della capacità massima dello stimolatore di 2,2 Tesla), durante la task
di “ motor imagery ” della mano plegica, non si riesce ad ottenere una facilitazione
motoria tale da permetterci di registrare un MEP dal muscolo coinvolto
nella task. Per tale studio è previsto un ampliamento della popolazione
dei pazienti.
E.3.2 – Valutazione neurofisiologica dei fenomeni di plasticità corticale
in pazienti con esiti di stroke: strategie riabilitative
messe a confronto (Paola Cicinelli)
È iniziato il 3° anno del progetto in esame. Partendo dall’ipotesi che i
fenomeni di plasticità corticale dopo una lesione vascolare possono essere
facilitati dalla riabilitazione (Hallett M. (2001) Brain Research Reviews 36:
169-174), il presente studio si propone l’obiettivo di valutare, attraverso le
mappe motorie da TMS, l’efficacia delle varie strategie riabilitative (in particolare
la “ Costraint Induced Therapy ” e la “ Mental Practice ”) nel favorire il
recupero motorio di pazienti con esiti di stroke (Page S.J. et al. (2001) Phys
Ther 81:1455–1462). Abbiamo focalizzato la nostra attenzione soprattutto sul
recupero funzionale dell’arto superiore ed in particolare della mano per la sua
elevata rappresentazione corticale.
In questa fase possiamo riportare delle osservazione e solo alcuni risultati
540 2006

Neurofisiopatologia clinica
preliminari che necessitano tuttavia di ulteriori approfondimenti. In primo
luogo, possiamo dire che mentre l’applicazione della Costraint Induced Therapy
è risultata di scarsa tollerabilità da parte del paziente, abbiamo riscontrato
un elevato indice di collaborazione all’utilizzo dell’Esercizio Terapeutico
Conoscitivo ed in particolare agli esercizi di “ mental practice ”. In secondo
luogo, abbiamo osservato che nei pazienti fino ad oggi inseriti nello studio, le
aree di rappresentazione corticale dei muscoli della mano (FDI ed abduttore
del mignolo) valutate al tempo 2 (alla fine di un ciclo riabilitativo della durata
di circa due mesi con “ mental practice ”) presentavano un incremento nel
numero dei siti eccitabili (area della mappa) ma soprattutto un aumento dell’ampiezza
delle risposte motorie (MEPs) ottenute dalla stimolazione magnetica
di tutti i siti eccitabili (volume della mappa) rispetto al tempo 1 (inizio
dello studio al momento del reclutamento). Tale incremento dell’eccitabilità
corticale si osservava sia quando le mappe motorie venivano registrate
durante “ rest ” che durante “ motor imagery ” del muscolo target. Accanto al
follow-up del dato neurofisiologico, è stato effettuato anche un follow-up clinico
ed i pazienti inseriti nel programma della “ mental practice ” presentavano
tutti un miglioramento nei punteggi delle scale di valutazione funzionale
applicate. Saranno inseriti nello studio ulteriori 2 pazienti con caratteristiche
cliniche compatibili con i criteri di inclusione, saranno valutati neurofisiologicamente
(tempo 1), inizieranno il progetto riabilitativo (“ mental practice ”) e
saranno di nuovo valutati neurofisiologicamente a distanza di circa due mesi
(tempo 2). Tutti i dati sono ancora da analizzare statisticamente: verranno
effettuate analisi statistiche (ANOVA) dei parametri neurofisiologici e clinici
del tempo 1 e del tempo 2; verrà inoltre effettuata una correlazione tra il risultato
clinico e neurofisiologico.
E.3.3 – I Potenziali Evocati Somatosensoriali (SEP) da stimolazione
del nervo mediano: valori normativi, effetto dell’attenzione
e modificazioni in pazienti con esito di lesioni cerebrali
(Paola Cicinelli)
La registrazione dallo scalpo dei Potenziali Evocati Somatosensoriali
(SEP), ossia delle risposte evocate dalla stimolazione elettrica del nervo
mediano, rappresenta una tecnica assolutamente non invasiva per lo studio
dei meccanismi fisiopatologici che operano a livello della corteccia cerebrale.
I SEP da stimolazione del nervo mediano possono essere distinti in SEP a
breve latenza (entro 40 ms dallo stimolo), a media latenza (tra i 40 ed i 100
ms dopo lo stimolo) ed a lunga latenza (dopo 100 ms dallo stimolo) (Barba C.
et al. (2005) Clin Neurophysiol 116: 2664-2674). Per un’utilizzazione ottimale
dei SEP precoci e tardivi sia in ambito clinico che di ricerca, si è posta la
necessità di identificare le caratteristiche spaziali e temporali dei loro generatori.
Esistono tuttavia opinioni contrastanti circa l’origine dei SEP a breve
latenza, in particolare se alcune componenti possano originare solo nelle aree
somestesiche o anche nelle aree motrici. Ancora più incerta appare la definizione
dell’origine dei potenziali più tardivi per i quali esiste un minor numero
di studi in particolare su soggetti sani. Altro problema che limita l’utilizzo cli-
2006 541

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
nico dei SEP è l’influenza che componenti come l’attenzione possono avere
sui SEP. In particolare mentre la N120 può essere influenzata dallo stato di
vigilanza e dal riconoscimento tattile, la N140 distribuita a livello delle regioni
centrali e sulla cui origine si discute, appare legata alle componenti spaziali
dell’attenzione, in quanto raggiunge la massima ampiezza quando l’attenzione
del soggetto è diretta verso lo stimolo (Rosenkranz K., Rothwell J.C. (2004)
J Physiol 561(1): 307-320). Lo studio, condotto da Carmen Barba, si articolerà
in due direzioni di ricerca:
1. Registrazione di mappe cerebrali di potenziali evocati somatosensoriali
da stimolazione del nervo mediano a breve e media latenza e descrizione
dell’ampiezza, della latenza e della topografia di tali risposte.
2. Valutazione delle eventuali modificazioni di ampiezza, latenza e distribuzione
topografica dei SEP in condizioni di attenzione e distrazione dallo stimolo.
La ricerca si svilupperà in due anni: durante il primo anno essa riguarderà
10 volontari sani, mentre durante il secondo anno verranno inclusi 10
pazienti con lesioni cerebrali di natura vascolare e/o post-traumatica.
Scopo del lavoro è la descrizione delle caratteristiche fisiologiche dei SEP
da stimolazione del nervo mediano, in particolare a media latenza, e le modificazioni
indotte dall’attenzione verso lo stimolo, in soggetti sani. Tali risultati
potrebbero contribuire alla definizione dei generatori dei SEP nei soggetti
sani e quindi consentirne un maggiore utilizzo clinico. Inoltre, la definizione
di eventuali differenze rispetto a pazienti con lesioni cerebrali, potrebbe contribuire
a definire il ruolo della plasticità corticale a livello di aree somestesiche
primarie e secondarie nel recupero motorio e le limitazioni indotte dai
deficit attentivi in ambito riabilitativo.
E.3.4 – Valutazione neurofisiologica degli effetti del trattamento
della spasticità mediante tossina botulinica A in pazienti
con esiti di lesione del SNC (Paola Cicinelli)
La riduzione della disabilità è uno degli obiettivi più importanti che il
trattamento riabilitativo si propone. In particolare, la disabilità secondaria al
sintomo “ spasticità ” è una problematica che tutti i neuroriabilitatori si trovano
quotidianamente ad affrontare, risultando in alcuni casi ancora più
invalidante dello stesso deficit motorio. La riduzione della spasticità può
migliorare le attività motorie del paziente e favorire i programmi di terapia
fisica ed occupazionale. Diverse sono le strategie usate per il trattamento della
spasticità e, quando è localizzata in specifici gruppi muscolari, è preferibile
scegliere un trattamento locale identificando i muscoli il cui ipertono risulta
più disabilitante. In questi casi, un trattamento di prima scelta può essere la
tossina botulinica di tipo A (BTX-A), nota per la sua efficacia prolungata nel
tempo (inizio dell’effetto dopo circa 10-15 giorni e durata fino a 3-5 mesi) e
per la scarsità degli effetti collaterali. La BTX-A è stata utilizzata nel trattamento
di un’ampia varietà di disordini del movimento in cui si è dimostrata la
sua efficacia clinica. Accanto agli studi clinici, sono stati effettuati studi neurofisiologici
in cui si è dimostrato che nei pazienti con distonia, il trattamento
542 2006

Neurofisiopatologia clinica
con BTX-A determinava un recupero della funzionalità dei circuiti inibitori
GABA-ergici intracorticali valutati attraverso le curve di inibizione/facilitazione
dopo Stimolazione Magnetica Transcranica con protocollo di doppio
stimolo (Gilio, 2000).
Obiettivo dello studio è quello di valutare gli effetti che la BTX-A ha sulle
caratteristiche dell’eccitabilità corticale valutata mediante TMS, in pazienti
con spasticità secondaria a lesione del SNC di natura vascolare e/o post-traumatica.
Un ulteriore obiettivo è quello di quantificare il miglioramento clinico
secondario alla riduzione della spasticità, mediante scale funzionali standardizzate.
A tale scopo, si utilizzerà la Stimolazione Magnetica Transcranica
(TMS) con protocollo di doppio stimolo magnetico e si analizzeranno le curve
di inibizione-facilitazione intracorticale prima e dopo trattamento della spasticità
dell’arto superiore con BTX-A. Inoltre, si valuteranno eventuali fenomeni
di plasticità corticale indotti da tale trattamento, attraverso la mappatura
delle aree di rappresentazione motoria con TMS.
Saranno inclusi nello studio 10 pazienti con emiparesi in esito a lesione
vascolare monoemisferica e/o a trauma cranico grave, con spasticità moderata/severa
prevalente all’arto superiore e con minimo movimento volontario
residuo. La TMS al doppio stimolo (Kujirai, 1993; Cicinelli, 2000; Cicinelli,
2003) e le mappe motorie (Cohen, 1989; Cicinelli, 1997a; Cicinelli,
1997b; Traversa, 1997) saranno registrate dai muscoli della mano (opponente
del pollice e primo interosseo dorsale) e dell’avambraccio (flessore
ulnare del carpo ed estensore comune delle dita) di entrambi i lati, prima
del trattamento con BTX-A (tempo T0a); dopo 15 giorni (tempo T1) quando
è noto la tossina ha raggiunto la sua massima efficacia e prima del trattamento
successivo (tempo T0b) quando gli effetti del trattamento risultano,
almeno clinicamente, ridotti e/o scomparsi. Inoltre, tutti i pazienti saranno
valutati clinicamente nei tempi stabiliti (T0a; T1; T0b) mediante la Scala di
Ashworth e la Motricity Index. Per i pazienti con esiti di trauma cranico si
valuterà la Disability Rating Scale e per i pazienti con esiti di ictus la Canadian
Neurological Scale.
– Gilio F., Currà A., Lorenzano C., Modugno N., Manfredi M., Berardelli A. (2000)
Ann Neurol 48: 20-26.
– Kujirai T., Caramia M.D., Rothwell J.C., Day B.L., Thompson P.D., Ferbert A.,
Wroe S., Asselman P., Marsden C.D. (1993) J Physiol 471: 501-519.
– Cicinelli P., Traversa R., Oliveri M., Palmieri M.G., Filippi M.M., Pasqualetti P.,
Rossini P.M. (2000) Neurosci Lett 288(3): 171-174.
– Cicinelli P., Traversa R., Bassi A., Scivoletto G., Rossini P.M. (1997) Muscle Nerve
20: 535-542.
– Cicinelli P., Traversa R., Rossini P.M. (1997) Electroencephalogr Clin Neurophysiol
105: 438-450.
– Cicinelli P., Pasqualetti P., Zaccagnini M., Traversa R., Oliveri M., Rossini P.M.
(2003) Stroke 34(11): 2653-2658.
– Cohen L.G., Hallett M., Lelli S. (1989) In Chokroverty S. (Ed) Magnetic stimulation
in clinical neurophysiology. Butterworth, Stoneham, MA, 1113-1119.
– Traversa R., Cicinelli P., Bassi A., Rossini P.M., Bernardi G. (1997) Stroke 28: 110-117.
2006 543

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
E.4.1 – Valutazione del cammino nei soggetti affetti da malattia
di Parkinson trattati chirurgicamente con DBS in STN e PPN
(Antonella Peppe)
La terapia chirurgica della malattia di Parkinson ha assunto in questi
ultimi decenni una particolare importanza, tanto da essere indicata attualmente
come uno dei più importante approcci alla malattia nelle fasi complicate.
Questo è stato possibile naturalmente grazie al miglioramento delle
procedure chirurgiche ed alle conoscenze anatomo-funzionali. Per tale
ragione numerosi sono i pazienti a cui sono stati posti elettrodi intracerebrali
nel sottotalamo (DBS-STN). La stimolazione sottotalamica è efficace
nel ridurre drasticamente la sintomatologia extrapiramidale ed il dosaggio
di terapia giornaliera antiparkisoniana e quindi la presenza di movimenti
involontari legati alla somministrazione fasica della terapia per os. Dei sintomi
extrapiramidali quello che sembra meno risentire della DBS sembra
essere il cammino.
Studi su animali e primati hanno messo in evidenza un ruolo importante
del nucleo Peduncolo Pontino (PPN), nucleo del tronco encefalico effettore
finale del Loop cortico-sottocorticale Motorio. Nuovo target nella terapia chirurgica
del Parkinson potrebbe essere quindi il PPN associato naturalmente
alla stimolazione del STN. Scopo di questo studio sarà quindi quello di valutare
l’efficacia della DBS del PPN sul cammino attraverso la Gait Analysis che
utilizza il sistema optocinetico Smart della e-Motion di Padova.
Il sistema prevede la registrazione simultanea con 6 telecamere del passo
del paziente (n=5 pazienti). Il segnale verrà catturato da markers riflettenti
posizionati sulla cute del paziente, secondo il protocollo di Davis. Verranno
posizionati 23 markers sugli arti inferiori lungo il tronco e sugli arti superiori,
per lo studio delle fasi del cammino del movimento degli arti superiori e della
flessione del tronco. L’analisi verrà eseguita in condizione di Off stimolo/Off
terapia (sospensione della terapia antiparkinsoniana per almeno 18h); Off Stimolo/On
terapia; On stimolo/Off terapia (sospensione della terapia antiparkinsoniana
per almeno 18h), On stimolo/On terapia. Per valutare l’effetto della
stimolazione valutazioni verranno eseguite con STN acceso/PPN spento; STN
spento/PPN acceso; STN acceso/PPN acceso.
E.4.2 – Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani
tramite sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici.
Valutazione acuta di levodopa (Antonella Peppe)
Le alterazioni del cammino nei pazienti affetti da malattia di Parkinson
(PD) variano con la gravità della malattia. È patognomonica l’andatura a piccoli
passi, camptocormia ovvero l’anteroversione del tronco, la riduzione/assenza
movimenti pendolari degli arti superiori, la difficoltà nell’iniziare il
cammino, nell’eseguire i cambiamenti del senso di marcia o i passaggi stretti,
il freezing. Studi sempre più numerosi hanno analizzato le varie fasi del passo
dei pazienti con malattia di Parkinson. È quindi ormai noto che nel PD il
passo è più corto, veloce, ed a volte con una cadenza maggiore. Sono inoltre
544 2006

Neurofisiopatologia clinica
numerosi gli studi che hanno utilizzato EMG di superficie per studiare la contrazione
dei muscoli durante il cammino.
Scopo di questo progetto è quello di analizzare il cammino nei pazienti
con PD, di integrare le informazioni ottenute con registrazioni Elettromiografiche
di Superficie e di valutare il rapporto tra somministrazione di LevoDopa
(LD), miglioramento del cammino ed attività muscolare degli arti inferiori.
Verranno reclutati 10 soggetti affetti da PD, affetti da una forma rigido acinetica
di Parkinson di grado lieve, valutati con UPDRS (Unified Parkinson
Disease Rating Scale, Parte III).
Verranno eseguite analisi del cammino utilizzando il sistema optocinetico
Smart della e-Motion di Padova. Il sistema prevede la registrazione simultanea
con 6 telecamere del passo del paziente. Il segnale verrà catturato da markers
riflettenti posizionati sulla cute del paziente, secondo il protocollo di
Davis. Verranno posizionati 23 markers sugli arti inferiori, lungo il tronco e
sugli arti superiori, per lo studio delle fasi del cammino del movimento degli
arti superiori e della flessione del tronco. Contemporaneamente elettrodi di
superficie per l’analisi del segnale elettromiografico (EMG) verranno posizionati
a livello del muscolo Tibiale Ant, muscolo Gastrocnemio e Soleo di
entrambi gli arti inferiori per valutare l’attività muscolare durante le fasi del
cammino. L’attività verrà registrata con sistemi cordless e filtrata ed amplificata.
Il segnale EMG attraverso rielaborazione matematica verrà linearizzato
e confrontato con l’analisi cinematica del ciclo del passo. La valutazione verrà
eseguita in OFF clinica status e dopo somministrazione di una dose sovramassimale
di levodopa.
E.4.3 – Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti
da malattia di Parkinson gravi trattati chirurgicamente
con DBS in STN (Antonella Peppe)
È noto che la malattia di Parkinson coinvolge i muscoli respiratori, il
diaframma e muscoli accessori che, attraverso la loro attività, consentono la
ventilazione polmonare. Essi subiscono, come tutto l’apparato muscolare,
gli effetti della progressione della malattia e della alterata risposta alla terapia
antiparkinsoniana per os. Nei momenti di blocco motorio, quando il
paziente è in “ off ” status o durante i momenti di “ on ” status con movimenti
involontari, è presente una minore capacità di espansione e contrazione
del diaframma e dei muscoli intercostali, dovuta alla loro rigidità e
lentezza. Questo comporta un’alterazione del ritmo della respirazione. Il
paziente avverte, quindi, una sensazione di oppressione ed ha difficoltà a
respirare profondamente.
La terapia chirurgica della malattia di Parkinson ha assunto in questi
ultimi decenni una particolare importanza, tanto da essere indicato attualmente
come uno dei più importanti approcci alla malattia nelle fasi complicate.
Questo è stato possibile naturalmente grazie al miglioramento delle
procedure chirurgiche ed alle conoscenze anatomo-funzionali. Per tale
ragione numerosi sono i pazienti a cui sono stati posti elettrodi intracerebrali
nel sottotalamo (DBS STN).
2006 545

Sezione III: Linea di ricerca corrente E
La stimolazione sottotalamica è efficace nel ridurre drasticamente la sintomatologia
extrapiramidale ed il dosaggio di terapia giornaliera antiparkisoniana,
e quindi la presenza di movimenti involontari legati alla somministrazione
fasica della terapia per os.
Scopo di questo studio sarà la valutazione (n=10 pazienti) delle capacità
respiratorie attraverso la Spirometria Flussi/Minuto con spirometro Jaeger
PTF globale; determinazione delle MIP (Maximal Inspiratory Pressure)
e MEP (Maximal Expiratory Pressure) con manometro Spirovis-Cosmed
3. L’analisi verrà eseguita in condizione di Off stimolo/Off terapia (sospensione
della terapia antiparkinsoniana per almeno 18h); Off Stimolo/On terapia;
On stimolo/Off terapia (sospensione della terapia antiparkinsoniana
per almeno 18h), On stimolo/On terapia. A ciascun paziente verrà eseguita
visita pneumologica, emogas analisi, Rx torace in due proiezioni, per escludere
qualsiasi patologia respiratoria concomitante. I parametri considerati
della spirometria saranno: FEV1, FVT, FEV/FVC, PEF, VR, FRC. Ogni prova
verrà eseguita tre volte e verrà considerata la migliore (ATS: FEV1+FVC
più alti).
E.4.4 – Modificazioni dell’eccitabilità del riflesso H in soggetti affetti
da malattia di Parkinson gravi, trattati chirurgicamente
con DBS in STN e PPN (Antonella Peppe)
La terapia chirurgica nella malattia di Parkinson si è imposta come una
valido alternativa alla terapia farmacologica, nelle forme più avanzate.
Accanto ai tradizionali target di stimolazione come il STN, recenti studi
hanno indicato come il nucleo PPN possa svolgere un ruolo importante
nel controllare il disturbo del cammino e della postura che mal veniva controllato
dalla DBS del STN. Studi su animali e primati hanno messo in evidenza
un ruolo importante del nucleo Peduncolo Pontino (PPN), nucleo del
tronco encefalico, come relay troncale tra Loop cortico-sottocorticale Motorio
e la sostanza reticolare del tronco con effetto modulante sull’attività
motoria spinale.
Il riflesso H rappresenta una metodica neurofisiologica in grado di valutare
l’efficienza dei circuiti inibitori spinali e indirettamente è un indice della
attività spinale motoria. In questo studio vorremmo valutare se la DBS da differenti
target (STN e PPN) possa modificare il comportamento del riflesso H,
quindi intervenire sui meccanismi di inibizione muscolare. Il riflesso H verrà
registrato (n=5 pazienti) con elettrodi di superficie dal muscolo Soleo, mentre
il nervo Tibiale verrà stimolato a livello della fossa poplitea. Verranno utilizzati
stimoli elettrici a profilo rettangolare, della durata di 0.1, 0.2, 0.5, 1 msec;
l’intensità di stimolazione verrà aumentata progressivamente fino alla comparsa
della risposta “ M” e del riflesso “ H”. In questo modo si otterranno per
ciascuna durata di stimolazione dei valori di soglia di comparsa sia per la
risposta “ M” che per il riflesso “ H”. L’analisi verrà eseguita in condizione di
Off stimolo/Off terapia (sospensione della terapia antiparkinsoniana per
almeno 18h); Off Stimolo/On terapia; On stimolo/Off terapia (sospensione
della terapia antiparkinsoniana per almeno 18h), On stimolo/On terapia. Per
546 2006

Neurofisiopatologia clinica
valutare l’effetto della stimolazione valutazioni verranno eseguite con STN
acceso/PPN spento; STN spento/PPN acceso; STN acceso/PPN acceso.
Nelle differenti condizioni sperimentali verranno analizzate i valori di
soglia, l’ampiezza massima della risposta “ M” e del riflesso H, e la Ratio H/M.
E.4.5 – Valutazione dell’efficacia della stimolazione del Complesso dei
nuclei Centro Mediano/ Parafascicolato del Talamo nel ridurre
la sintomatologia extrapiramidale in pazienti affetti da malattia
di Parkinson trattati chirurgicamente con DBS (Antonella Peppe)
La terapia chirurgica della malattia di Parkinson ha assunto in questi
ultimi decenni una particolare importanza, tanto da essere indicata attualmente
come uno dei più importanti approcci alla malattia nelle fasi complicate.
Questo è stato possibile naturalmente grazie al miglioramento delle procedure
chirurgiche ed alle conoscenze anatomo-funzionali. Per tale ragione
numerosi sono i pazienti a cui sono stati posti elettrodi intracerebrali nel sottotalamo
(DBS STN). La DBS STN è efficace nel ridurre drasticamente la sintomatologia
extrapiramidale, il dosaggio di terapia giornaliera antiparkisoniana
e, quindi, la presenza di movimenti involontari legati alla somministrazione
fasica della terapia per os. Interesse dei neurologi e dei neurochirurghi è
quello di valutare nuovi target che meglio riducano i diversi sintomi della
malattia di Parkinson. Il Complesso del nucleo Centro mediano parafascicolare
del Talamo sembra essere un buon target visto la sua stretta relazione con
i nuclei della base.
Si vuole quindi studiare un gruppo di pazienti parkinsoniani dopo intervento
di posizionamento di elettrodi intracerebrali in STN e CM/PF complex
sia da un punto di vista clinico utilizzando scale cliniche come l’UPDRS
Part III, e sia attraverso un sistema optocinetico per lo studio del movimento
(Smart della BTS di Padova). In particolare si studierà (n=5 pazienti)
un sintomo in particolare il tremore. Il sistema prevede la registrazione
simultanea con 3 telecamere del tremore agli arti superiori del paziente. Il
segnale verrà catturato da marker riflettenti posizionati sulla cute del
paziente, secondo un protocollo che prevede il posizionamento di elettrodi
sui condili ulnare e radiale e sui 2/3 inferiori del metacarpo del III dito. L’analisi
verrà eseguita in condizione di Off stimolo/Off terapia (sospensione
della terapia antiparkinsoniana per almeno 18h); Off Stimolo/On terapia;
On stimolo/Off terapia (sospensione della terapia antiparkinsoniana per
almeno 18h), On stimolo/On terapia. Per valutare l’effetto della stimolazione
valutazioni verranno eseguite con STN acceso/CMC spento; STN
spento/CMC acceso; STN acceso/CMC acceso.
2006 547

F – NEUROIMMAGINI
EMILIANO MACALUSO
IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
RAZIONALE
Il programma del Laboratorio di Neuroimmagini si articola attorno a
quattro filoni di ricerca:
1. Studio della rappresentazione dello spazio e delle interazioni fra
modalità sensoriali.
2. Studio dei processi visivi e di integrazione sensori-motoria.
3. Valutazioni morfometriche delle strutture cerebrali in pazienti neurologici.
4. Sviluppo di nuove metodologie di risonanza magnetica.
Il Laboratorio stesso si propone obiettivi sia legati alla comprensione
delle complesse funzioni del cervello sano, sia riguardanti lo sviluppo e l’utilizzo
della risonanza magnetica (RM) in campo clinico. Lo studio delle funzioni
nel cervello sano permetterà di meglio comprendere come diverse aree
del cervello contribuiscano a svolgere compiti sensoriali, motori e cognitivi. I
risultati di queste ricerche non solo aiuteranno a meglio interpretare le patologie
tipicamente associate al danno cerebrale, ma forniranno importanti
spunti per la valutazione e lo sviluppo di nuove strategie per la riabilitazione.
Inoltre, il programma di ricerca include una forte componente di carattere
metodologico allo scopo di migliorare le prestazioni e la specificità della RM
nell’utilizzo clinico e nell’interpretazione di meccanismi fisiologici legati all’attivazione
funzionale.
OBIETTIVI
• Sviluppo di nuovi paradigmi per evidenziare le basi neurali che
mediano le interazioni fra i diversi sensi.
• Studio delle interazioni tra elaborazione visiva e processi di controllo
dell’attenzione e dell’azione.
• Utilizzo di tecniche RM avanzate in pazienti con danno neurologico.
• Sviluppo di tecniche RM avanzate per lo studio della vascolarizzazione
e della mielinizzazione.
F. 1 – STUDIO DELLA RAPPRESENTAZIONE DELLO SPAZIO E DELLE INTERAZIONI
FRA MODALITÀ SENSORIALI (Gruppo interazioni multi-sensoriali)
Descrizione
Nel corso della maggior parte delle attività quotidiane, il cervello riceve
informazioni in diverse modalità sensoriali. Questi segnali multi-sensoriali
sono elaborati in diverse zone del cervello: aree occipitali per stimoli visivi,
temporali per stimoli uditivi e post-centrali per stimoli tattili. Di conseguenza
per creare una rappresentazione coerente dell’evento o dell’oggetto multi-sensoriale
è necessario che i segnali nelle diverse aree cerebrali vengano integrati.
550 2006

Neuroimmagini
Diversi aspetti dello stimolo multi-sensoriale possono determinare i processi
di integrazione, quali ad esempio la sincronizzazione temporale dei segnali in
diverse modalità e/o la posizione relativa delle sorgenti dei suddetti segnali
(Stein B.E. and Meredith M.A. (1993) The Merging of the Senses, MIT Press).
L’utilizzo della RM funzionale ha permesso di studiare le basi neurali dei
processi di integrazione nel cervello umano in maniera non invasiva. Questi
studi hanno evidenziato diversi meccanismi legati ai processi d’integrazione,
quali la convergenza di segnali da aree uni-sensoriali occipitali e temporali ad
aree multi-sensoriali nei lobi parietali e frontali (Bremmer F., Schalck A. et al.
(2001) Neuron 29: 287-296), ma pure effetti cross-modali (ossia riguardanti
più di una modalità) in aree tradizionalmente considerate uni-sensoriali
(Macaluso E. and Driver J. (2005) Trends In NeuroSci 28: 264-271). In questo
contesto, sono stati proposti modelli d’integrazione multi-sensoriale che prendono
in considerazione non solo la convergenza di segnali neurali da aree
uni-sensoriali ad aree multi-sensoriali, ma anche l’esistenza di effetti crossmodali
in aree uni-sensoriali (e.g. Macaluso E. and Driver J. (2005) Trends In
NeuroSci 28: 264-271).
Il gruppo impegnato nello studio delle interazioni multi-sensoriali si propone
di sviluppare ulteriormente questi modelli nel cervello sano, ed in particolare
di valutare il ruolo dell’attenzione spaziale in questi fenomeni.
Obiettivi
• Studio degli effetti di coerenza binaurale sulle interazioni audio-visive
nella percezione del movimento.
• Studio dei meccanismi di ricerca manifesta o periferica nella modalità
visiva.
• Studio dei processi legati alla divisione dell’attenzione fra più posizioni
dello spazio.
Articolazione
F.1.1 – Rappresentazioni spaziali nella modalità uditiva (Ulrike Zimmer)
F.1.2 – Effetti attenzionali endogeni ed esogeni (Iole Indovina)
F.1.3 – Divisione dell’attenzione spaziale (Emiliano Macaluso)
F. 2 – STUDIO DEI PROCESSI VISIVI E DI INTEGRAZIONE SENSORI-MOTORIA
(Gruppo processi visivi e di integrazione sensori-motoria)
Descrizione
Negli ultimi anni, alcune promettenti linee di ricerca nel campo della psicologia
e delle neuroscienze cognitive hanno messo progressivamente in
discussione il modello classico dell’elaborazione dell’informazione, che ha
dominato la psicologia sperimentale negli ultimi trent’anni. Questo modello
assume da un lato che l’elaborazione dell’informazione proceda serialmente
dai sistemi percettivi a quelli motori, passando per più stadi di elaborazione
2006 551

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
“ cognitivi ”, e dall’altro che i processi cognitivi superiori siano sostanzialmente
indipendenti da quelli percettivi e motori. Entrambi questi assunti
sono stati smentiti da una mole crescente di evidenze sia comportamentali
che neurofisiologiche, ottenute nell’uomo e nei primati non umani, che hanno
portato ad un’estrema rivalutazione del ruolo che i sistemi cognitivi e cerebrali
deputati alla pianificazione, all’organizzazione ed al controllo dell’azione
hanno sui livelli “ precedenti ” dell’elaborazione dell’informazione, dalla percezione,
all’attenzione, alla memoria.
Dal punto di vista comportamentale, le richieste del compito e le “ intenzioni
” del soggetto (cioè i suoi scopi in termini di azione) influenzano l’attenzione,
la percezione e l’immaginazione visiva. Dal punto di vista neurofisiologico,
i “ neuroni specchio ” nella corteccia premotoria rispondono non solo
quando l’animale esegue, ma anche quando osserva un movimento, stabilendo
così una corrispondenza funzionale tra azione e percezione, che costituirebbe
il substrato neurofisiologico della rappresentazione delle azioni e
medierebbe l’esecuzione, l’imitazione e la comprensione del comportamento
(Gallese V. et al. (2002) In Prinz W. & Hommel B. (eds) Attention and performance
XIX. Common mechanisms in perception and action. Oxford, UK:
Oxford University Press, 334-355). Anche nell’uomo, aree corticali motorie
risultano attive quando si osservano azioni compiute da altri o si immagina di
agire, ma anche in compiti apparentemente eterogenei come la rotazione
mentale, ed in alcuni casi anche per la semplice visione di oggetti, suggerendo
che la visione di un oggetto attivi automaticamente rappresentazioni relative
a potenziali azioni eseguibili con quell’oggetto. Più in generale, si ritiene oggi
che sistemi cerebrali tradizionalmente considerati come “ motori ” siano coinvolti
in processi come la rappresentazione dello spazio e l’orientamento spaziale
dell’attenzione, il riconoscimento delle azioni ed intenzioni degli altri, o
la comprensione del linguaggio, classicamente considerati come completamente
indipendenti dall’azione.
Le tecniche di neuroimmagine, ed in particolare la risonanza magnetica
funzionale, costituiscono il mezzo di elezione per studiare nell’uomo le relazioni
tra sistemi deputati all’azione ed altri sistemi cognitivi. Generalmente le
neuroimmagini sono percepite come uno strumento che permette di effettuare
una sorta di sofisticata frenologia, “ mappando ” certi meccanismi cognitivi su
certe strutture cerebrali. Le mappe ottenute con questo approccio sono molto
più sofisticate delle mappe frenologiche in voga nel diciannovesimo secolo, ma
in realtà non sembrano a prima vista contribuire alla comprensione dei meccanismi
cognitivi. Tuttavia, le neuroimmagini non ci danno solamente informazioni
su dove i processi cognitivi hanno il loro substrato neurale, ma anche su
come avviene l’elaborazione dell’informazione nelle varie aree cerebrali, e possono
quindi essere oggi usate per supportare o confutare modelli teorici sul
funzionamento cognitivo. Ad esempio, i paradigmi codificati in fase (Sereno
M.I. et al. (1995) Science 268: 889-893) e quelli basati sugli effetti di facilitazione
da ripetizione (Naccache L., Dehaene S. (2001) Cereb Cortex 11: 966-
974), in abbinamento con la risonanza magnetica funzionale, forniscono informazioni
sull’organizzazione funzionale interna e sulla natura dell’elaborazione
dell’informazioni in determinate regioni di interesse.
552 2006

Neuroimmagini
Obiettivi
Ci proponiamo di utilizzare paradigmi avanzati di risonanza magnetica
funzionale per esaminare alcune importanti questioni relative all’integrazione
tra sistemi deputati all’azione e alla percezione. In particolare, verificheremo
in quale grado e quale livello di elaborazione aree corticali tradizionalmente
considerate come visive (la corteccia extrastriata occipito-temporale ed occipito-parietale)
codificano alcuni aspetti dell’azione, studiando se e come la
loro attività è modulata dall’intenzione di eseguire determinati tipi di azione o
dalle richieste del compito in termini di controllo esecutivo.
Specularmente, verificheremo se aree corticali tradizionalmente considerate
come indipendenti dal sistema visivo ed implicate nel controllo dell’azione
(nel lobo parietale e frontale) non siano in realtà implicate in abilità
percettive di alto livello oltre che esecutive.
Articolazione
F.2.1 – Effetti di modulazione dei processi di controllo sull’elaborazione
dell’informazione visiva (Stefano Sdoia)
F.2.2 – Correlati neurali dell’osservazione di errori in sistemi motori esperti
(Emiliano Pes)
F.2.3 – Localizzazione cerebrale ed evoluzione temporale dei processi
attenzionali (Alessandra Stella)
F.2.4 – Individuazione dell’area V6A nella corteccia parieto-occipitale
dell’uomo mediante uno studio di risonanza magnetica funzionale
(Sabrina Pitzalis)
F. 3 – VALUTAZIONI MORFOMETRICHE DELLE STRUTTURE CEREBRALI
IN PAZIENTI NEUROLOGICI (Gruppo metodi e fisica)
Descrizione
La plasticità cerebrale è un processo articolato che coinvolge la modifica
delle connessioni neurali, sia generando nuovi circuiti, sia accrescendo quelli
già esistenti. Ci si aspettano modifiche sia a livello funzionale che nella struttura
stessa del tessuto cerebrale. All’interno del gruppo di Metodi e Fisica
sono in corso studi volti alla ricerca e allo sviluppo di nuove metodologie per
la misura quantitativa della plasticità cerebrale, attraverso la misura sia di
effetti vascolari che di alterazioni della microstruttura tessutale.
Alcuni evidenze sperimentali dimostrano come i cambiamenti plastici possono
essere conseguiti attraverso l’aggiunta di nuove ramificazioni vascolari,
infatti hanno mostrato (Swain et al., 2003; Black et al., 1990) che la crescita
capillare avviene a livelli costanti di ferro nei vasi ed è localizzata nelle aree
specificamente coinvolte nell’esecuzione dell’attività, mentre le altre regioni
rimangono inalterate. Queste osservazioni riguardanti i cambiamenti plastici
della microvascolatura sono importanti per gli studi di risonanza magnetica
funzionale (fMRI) della riabilitazione, in relazione alla modalità generalmente
2006 553

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
impiegata per ottenere le immagini: le immagini pesate in T2* non portano ad
una misura quantitativa dell’attivazione, poiché il segnale in questo tipo di
immagini è proporzionale alla concentrazione di deossiemoglobina per unità
di tessuto cerebrale, la quale dipende a sua volta dall’ematocrito, dal flusso di
sangue cerebrale, dal volume del sangue cerebrale e dal tasso di estrazione di
ossigeno (e.g. D’Esposito et al., 2003). Queste, sommariamente, le difficoltà
nell’eseguire studi longitudinali che intendano coinvolgere misure a differenti
intervalli temporali durante il corso di terapie riabilitative.
Obiettivo precipuo del presente progetto è quello di sviluppare nuove strategie
di misura che risolvano questi problemi. Un promettente approccio è
quello di utilizzare immagini multi-eco e da queste generare immagini parametriche
che quantifichino il valore del T2* e la densità protonica (Hagberg et
al., 2002). Queste immagini, combinate con una mappatura completa della
parte venosa dell’albero vascolare (Reichenbach e Haacke, 2001), possono
consentire una caratterizzazione più completa e precisa dei cambiamenti a
livello vascolare legati alla plasticità cerebrale. Dati preliminari, infatti, hanno
suggerito come l’uso delle mappe quantitative del T2*, anziché le convenzionali
immagini a singolo eco, possa migliorare la riproducibilità delle mappe e
la localizzazione dei neuroni attivati già ad un campo magnetico di 1.5T
(Hagberg et al., 2003).
La mielina rappresenta una struttura fondamentale per il corretto funzionamento
e la plasticità del sistema nervoso centrale. Attraverso la mielinizzazione
la velocità di propagazione dei segnali neuronali aumenta sia grazie alla
barriera mielinica stessa, che impedisce possibili perdite di ioni attraverso la
membrana cellulare dell’assone, sia all’esistenza dei nodi di Ranvier tra zone
mieliniche adiacenti. Infatti, con una guaina mielinica di circa 10 µm, gli
assoni afferenti primari possono aumentare la loro trasmissione più di 100
volte rispetto ad un assone privo di mielina, fino a raggiungere velocità
intorno a 75 m/s. È noto che la densità mielinica può variare tra aree cerebrali:
nel corpo calloso, ad esempio, si trova una differenza di densità tra aree
anteriori, intermedie e posteriori. Inoltre, durante la vita, con la maturazione
cerebrale, la mielinizzazione aumenta raggiungendo un picco intorno ai 44
anni nelle aree cerebrali frontali (Bartzokis et al., 2003), per poi subire una
diminuzione correlata con l’avanzare dell’età. Inoltre, danni cerebrali, quale la
sclerosi multipla, la malattia di Alzheimer, il trauma cranico e l’epilessia possono
comportare una progressiva degenerazione della guaina mielinica. La
diffusione perpendicolare, ma non parallela, all’asse di massima diffusione
determinato con la DTI, potrebbe essere un candidato valido per determinare
il grado di demielinizzazione, almeno in zone cerebrali con un simile livello di
tortuosità e direzionalità delle fibre neuronali (Song et al., 2002).
Obiettivi
• Studi fMRI della plasticità cerebrale e della riabilitazione: ruolo degli
effetti vascolari.
• Tecniche RM avanzate per la misura della mielinizzazione e della
demielinizzazione cerebrale.
554 2006

Neuroimmagini
– Bartzokis G., Cummings J.L., Sultzer D., Henderson V.W., Nuechterlein K.H.,
Mintz J. (2003) Arch Neurol 60(3): 393-398.
– Black J.E., Isaacs K.R., Anderson B.J., Alcantara A.A., Greenough W.T. (1990) Proc
Natl Acad Sci USA 87(14): 5568-5572.
– D’Esposito M., Deouell L.Y., Gazzaley A. (2003) Nat Rev Neurosci 4(11): 863-872.
– Hagberg G.E., Bianciardi M., Patria F., Indovina I. (2003) Magn Reson Imaging
21(10): 1241-1249.
– Hagberg G.E., Indovina I., Sanes J.N., Posse S. (2002) Magn Reson Med 48(5): 877-882.
– Reichenbach J.R., Haacke E.M. (2001) NMR Biomed 14(7-8): 453-467.
– Song S.K., Sun S.W., Ramsbottom M.J., Chang C., Russell J., Cross A.H. (2002)
Neuroimage 17(3): 1429-1436.
– Swain R.A., Harris A.B., Wiener E.C., Dutka M.V., Morris H.D., Theien B.E.,
Konda S., Engberg K., Lauterbur P.C., Greenough W.T. (2003) Neuroscience 117(4):
1037-1046.
Articolazione
F.3.1 – Ruolo della vascolarizzazione per il segnale BOLD:
studi con tecniche venografiche e fMRI (Valentina Brainovich)
F.3.2 – Tecniche DTI per la misura della mielinizzazione
e della demielinizzazione (Gisela Hagberg)
F. 4 – SVILUPPO DI NUOVE METODOLOGIE DI RISONANZA MAGNETICA
(Gruppo di neurommagini non-convenzionale nella patologia neurologica)
Descrizione
Nel corso degli ultimi venti anni, il settore delle neuroimmagini
ha incontrato un progressivo e crescente sviluppo in termini d’innovazione
tecnologica. Infatti, la produzione di moderne apparecchiature, dotate
di elevate potenzialità applicative in ambito sia clinico che di ricerca, costituisce
oggi una realtà in crescente espansione. Il settore della Risonanza
Magnetica (RM), in particolare, è quello che più di tutti si è giovato di
queste grosse spinte innovative. Ciò ha portato alla produzione di ‘scanner’
sempre più sofisticati, operanti a campi magnetici di intensità elevata, i
quali consentono l’implementazione e l’utilizzo di tecniche sempre più avanzate
di acquisizione. Alle tradizionali tecniche di ‘imaging’ convenzionale,
si è pertanto aggiunta una serie di tecniche cosiddette avanzate, le quali
sono in grado di fornire informazioni quantitative circa la struttura (a
livello sia macro- che micro-scopico) e la funzionalità cerebrale. Tali tecniche,
quando applicate a pazienti portatori di patologia neurologica, possono
riflettere in modo indiretto e quantitativo la presenza di danno tissutale,
offrendo strumenti che potenzialmente possono chiarire i meccanismi fisiopatologici
di malattia, fornire ‘marker’ neuroradiologici specifici di potenziale
contributo diagnostico e prognostico, fornire strumenti di monitoraggio
della storia naturale di malattia e dell’efficacia di terapie farmacologiche
e riabilitative.
2006 555

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
L’ambito delle demenze degenerative costituisce una delle maggiori
sfide per il ‘neuroimaging’ applicato alla neurologia. Infatti, per tali condizioni
patologiche, il ruolo principale dell’imaging convenzionale è sempre
stato quello di esclusione di altre condizioni patologiche che ne possano
mimare il quadro clinico. D’altro canto, oltre agli aspetti squisitamente speculativi
circa la patogenesi delle singole entità cliniche, è divenuta sempre
più forte l’esigenza di individuare strumenti in grado di indirizzare una diagnosi
corretta in fase precoce di malattia, con conseguenti ripercussioni sul
piano terapeutico.
Obiettivi
• Quantificazione della distribuzione regionale del danno sia macro-
(mediante voxel based morphometry, VBM) che microscopico (mediante diffusion
tensor imaging, DTI, e spettroscopia protonica, 1H-MRS) di pazienti
affetti da patologia neurologica a carico del sistema nervoso centrale.
• Ricostruzione mediante ‘DTI based tractography’ dei principali fasci di
sostanza bianca al fine di segmentare e quantificare il danno patologico a
carico dei diversi sottosistemi (sensoriali, motori, associativi).
• Studio fMRI con stimolazioni e compiti, sia semplici che complessi, e
interpretazione dei pattern di attivazione funzionale ottenuti, alla luce delle
informazioni strutturali (DTI, DTI tractography, VBM, spettroscopia), con la
finalità di chiarire i meccanismi fisiopatologici sottostanti le diverse condizioni
neurologiche e di individuare marker neuroradiologici di potenziale
valore diagnostico.
• Ricerca di correlazioni tra misure di tipo neuroradiologico e misure clinico/psicometriche.
• “ Follow up ” dell’indagine neuroradiologica a distanza di tempo con la finalità
di monitorare le storie naturali di malattia e in trial clinici e farmacologici.
Articolazione
F.4.1 – Ruolo delle tecniche avanzate di Risonanza Magnetica strutturale
e funzionale nel riconoscimento tempestivo delle due principali forme
di demenza degenerativa: malattia di Alzheimer e demenza
a corpi di Lewy (Marco Bozzali)
F.1.1 – Rappresentazioni spaziali nella modalità uditiva (Ulrike Zimmer)
Attività previste
– Test di psicofisica per determinare i parametri spazio-temporali che determinano
le interazioni audio-visive nella percezione del movimento.
– Scansioni fMRI in 16 volontari sani durante la percezione di stimoli audiovisivi
in movimento.
– Analisi dei dati e stesura manoscritti.
556 2006

Neuroimmagini
Descrizione
Nella vita d’ogni giorno percepiamo combinazioni di segnali multisensoriali
che il cervello combina secondo diverse regole. Tra queste c’è il
cosiddetto effetto di “ inverse efficency ” (Stein and Meredith, 1993). Questo
postula che due segnali in modalità diverse interagiscono fra loro quanto più i
segnali unimodali sono degradati. Un esempio tipico di quest’effetto ci viene
dal cosiddetto “ cocktail party effect ”, quando in presenza di un alto rumore
di sottofondo la visione dei movimenti labiali facilita la comprensione dei
segnali percepiti tramite la modalità uditiva. In questo contesto l’interazione
fra le diverse modalità sensoriali ha la funzione di amplificare i segnali a
livello di soglia, permettendone una selezione ed una percezione adeguata.
Qui ci proponiamo di manipolare la salienza della percezione spaziale nella
modalità uditiva per studiare se e come le interazioni audio-visive dipendono
dalla qualità del segnale uditivo. A questo fine utilizzeremo una manipolazione
di coerenza binaurale durante la percezione del movimento uditivo. La
localizzazione, così come la percezione del movimento, nella modalità uditiva
dipende dal livello di coerenza binaurale, in altre parole da quanto simili sono
gli input all’orecchio destro e sinistro (Jeffress et al., 1962; Saberi et al., 1998).
Nel corso di questo progetto abbiamo già dimostrato che questa manipolazione
sperimentale ha un correlato sia comportamentale sia neurofisiologico
(Zimmer and Macaluso, 2005).
Nel secondo anno ci proponiamo di estendere questi risultati a situazioni
multi-sensoriali. Uno dei paradigmi utilizzati per evidenziare queste interazioni
consiste nel presentare ai volontari un movimento orizzontale nella
modalità uditiva che il volontario deve giudicare e simultaneamente un movimento
irrilevante nella modalità visiva. Il risultato psicofisico dimostra che il
movimento irrilevante nella modalità visiva può influenzare la percezione uditiva
(Sanabria et al., 2005). In particolare quando i due movimenti vanno in
direzioni opposte frequentemente i volontari sani riportano la direzione del
movimento visivo invece di quella del movimento uditivo (effetto di dominanza
sensoriale). Dati questi risultati riguardanti interazioni audio-visive ed
effetti di coerenza binaurale nella percezione spaziale uditiva, ci attendiamo
che diminuendo la coerenza binaurale durante una stimolazione audio-visiva
si dovrebbe ottenere un aumento del livello d’interazione fra le due modalità
(regola di “ inverse efficency ”, vedi sopra).
Ai volontari verranno dunque presentati stimoli uditivi a diversi livelli di
coerenza binaurale durante fMRI. Ad alti livelli di coerenza ci si attende che
questi attivino una parte del lobo parietale, che è dedicata all’elaborazione del
movimento nella modalità uditiva (Griffiths et al., 1998). L’attività all’interno
di quest’area dovrebbe ridursi al diminuire del livello di coerenza. L’aspetto
critico dello studio riguarderà l’effetto degli stimoli visivi in questa regione.
Quando la percezione del movimento uditivo è molto degradata (bassa
coerenza binaurale) i segnali visivi dovrebbero essere fortemente integrati con
i segnali uditivi, rivelando interazioni multi-sensoriali all’interno delle aree
deputate all’elaborazione del movimento uditivo. In particolare, ci si attende
che movimenti visivi nella stessa direzione dei suoni faciliteranno la perce-
2006 557

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
zione uditiva, aumentando l’attività del lobo parietale inferiore anche in
situazioni di bassa coerenza binaurale. Questo risultato fornirebbe una dimostrazione
diretta del postulato di “ inverse efficency ” nel cervello umano,
fornendo un interessante esempio di come le interazioni multi-sensoriali
possano facilitare la percezione uditiva in situazioni di degrado sensoriale.
Risultati acquisiti
Durante il primo anno di lavoro si è studiato l’effetto della coerenza
binaurale sulla percezione di stimoli uditivi statici. Questo ha dimostrato che
una zona nella parte posteriore del lobulo temporale risponde selettivamente
a stimoli uditivi, che possono essere localizzati nello spazio (alta coerenza
binaurale).
Questi risultati pongono le basi per lo studio delle interazioni audiovisive
dimostrando il ruolo della coerenza binaurale nella percezione spaziale
uditiva.
– Griffiths T.D., Rees G., Rees A., Green G.G., Witton C., Rowe D., Buchel C., Turner
R., Frackowiak R.S. (1998) Nat Neurosci 1: 74-79.
– Jeffress L.A, Blodget H.C., Deatherage B.H. (1962) J Acoust Soc Am 34: 1122-1123.
– Saberi K., Takahashi Y., Konishi M., Albeck Y., Arthur B.J., Farahbod H. (1998)
Neuron 21: 789-798.
– Sanabria D., Soto-Faraco S., Spence C. (2005) Exp Brain Res 166: 548-558.
– Stein B.E., Meredith M.A. (1993) The Merging of the Senses, MIT Press.
– Zimmer U., Macaluso E. (2005) Neuron 47: 893-905.
F.1.2 – Effetti attenzionali endogeni ed esogeni (Iole Indovina)
Attività previste
– Sviluppo software per la misurazione dei movimenti oculari e analisi on-line.
– Scansioni fMRI in 16 volontari sani durante ricerca manifesta o periferica.
– Analisi dei dati e stesura manoscritti.
Descrizione
A causa delle limitate risorse cognitive di controllo, oggetti presentati
simultaneamente nel campo visivo competono per una rappresentazione neurale.
Questa competizione può essere risolta facilmente se gli stimoli visivi
d’interesse hanno particolari caratteristiche di salienza (cattura esogena dell’attenzione)
oppure quando si hanno informazioni a priori sulla probabile
posizione in cui uno stimolo apparirà (attenzione diretta in maniera endogena).
In questi casi i tempi di risposta sono indipendenti dal numero di
distrattori che circondano lo stimolo d’interesse. Quando invece il cervello
non può utilizzare né proprietà di salienza né informazioni a priori, entra in
atto un meccanismo di ricerca seriale e i tempi di risposta crescono all’aumentare
del numero di distrattori (Bilsky and Wolfe, 1995).
558 2006

Neuroimmagini
Nel nostro esperimento vogliamo studiare questo meccanismo di ricerca
seriale volontaria, in particolare confrontando il caso in cui i movimenti oculari
sono permessi (ricerca visiva manifesta), rispetto a quando sono vietati
(ricerca periferica). Alcuni autori (Bruce e Goldberg, 1985; Goldberg e Segraves,1987;
Rizzolatti et al., 1987; Corbetta, 1998) hanno proposto che lo stesso
meccanismo sia coinvolto quando si orienta l’attenzione in maniera manifesta
o periferica. In particolare Rizzolatti e coll. (1987) hanno proposto che l’assenza
di movimenti oculari in caso d’orientamento periferico sia conseguenza
di un’inibizione periferica che lascia immutata la programmazione centrale.
Però, se i campi oculari frontali (FEF) inibissero semplicemente le aree a valle
impedendo l’esecuzione di un movimento oculare, ci si aspetterebbe una frequenza
d’emissione alta nei FEF in assenza di movimenti e bassa durante i
movimenti oculari. Questa distribuzione di frequenze non è stata osservata
nei FEF. Un’ipotesi alternativa è che i FEF proiettino segnali top-down per i
più importanti comportamenti motori, compresa la fissazione. Con la tecnica
di risonanza magnetica funzionale, a causa della difficoltà di misurare i movimenti
oculari, si è spesso utilizzato protocolli attentivi molto semplici (vedi
Posner, 1987) in cui l’orientamento spaziale era limitato a sole due posizioni
(tipicamente una posizione nell’emicampo destro e una nell’emicampo sinistro).
Nel nostro esperimento la misura dei movimenti oculari tramite un eyetracker
adatto alla risonanza magnetica ci permetterà di effettuare lo studio in
condizioni più naturali di ricerca visiva spaziale, con stimoli e distrattori presentati
in più posizioni nel campo visivo. Ci aspettiamo che sia la ricerca
manifesta che la ricerca periferica, attivino il solco intraparietale e i FEF
(frontal-eye-fields). Questo dimostrerebbe una co-localizzazione dei sistemi
neurali dedicati alla ricerca seriale, indipendentemente che questa avvenga in
maniera manifesta o in maniera periferica. Dal confronto diretto dei compiti
di ricerca manifesta e periferica emergeranno le eventuali differenze, che
potrebbero indicare la presenza di segnali inibitori durante il compito di
ricerca periferica.
Risultati acquisiti
Nell’ambito dello studio dell’attenzione endogena ed esogena abbiamo
svolto uno studio fMRI in volontari sani dimostrando che l’attività nella rete
attenzionale ventrale (lobulo parietale inferiore e giro frontale inferiore, tradizionalmente
associati a processi di tipo esogeno) è fortemente modulata da
fattori endogeni. In particolare i risultati hanno mostrato che il ri-orientamento
da una posizione attesa ad una nuova posizione spaziale necessita che
quest’ultima contenga stimoli rilevanti per il soggetto.
– Bilsky A.B., Wolfe J.M. (1995) Percept Psychophys 57(6): 749-760.
– Bruce C.J., Goldberg M.E. (1985) J Neurophysiol 53: 603-635.
– Corbetta M. (1998) Proc Natl Acadl Sci USA 95: 831-838.
– Goldberg M.E., Segraves M.A. (1987) Neuropsychologia 25: 107-118.
– Posner M.I. (1987) Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl 39: 313-316.
– Rizzolatti G., Riggio L., Dascola I., Umiltà C. (1987) Neuropsychologia 25: 31-40.
2006 559

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
F.1.3 – Divisione dell’attenzione spaziale (Emiliano Macaluso)
Attività previste
– Scansioni fMRI in 16 volontari sani in condizioni di attenzione divisa.
– Analisi dei dati e stesura manoscritti
Descrizione
Nell’ambito degli studi sull’attenzione spaziale visiva è stata frequentemente
discussa la possibilità per l’individuo di prestare simultaneamente
attenzione a stimoli presentati in regioni differenti dello spazio (Shaw e
Shaw, 1977; McMains e Somers, 2004). Tradizionalmente, il funzionamento
dell’attenzione è stato descritto nei termini della metafora del “ fascio di
luce ” (spotlight): in altre parole, l’attenzione opererebbe nello spazio come
una torcia luminosa selezionando regioni dello spazio e agevolando l’elaborazione
dell’informazione in esse contenuta (Posner, 1980; Posner e Cohen,
1984).
Nell’ambito di studi neurofisiologici sono stati descritti i correlati neurali
dello spotlight attenzionale nelle aree visive striate ed extra-striate: in
particolare, le rappresentazioni retinotopiche associate alle regioni spaziali
del campo visivo cui i soggetti stavano correntemente prestando attenzione
mostravano un’aumentata attività fMRI (Kastner et al., 1998; Tootell et al.,
1998; Brefczynski e De Yoe, 1999; Somers et al., 1999; Muller et al., 2003).
Nonostante la scarsa flessibilità implicita nel concetto di spotlight attenzionale,
in numerosi studi comportamentali e neurofisiologici è stata descritta
la possibilità di dividere lo spotlight visivo tra regioni di spazio non attigue,
sebbene con una ridotta efficacia della performance percettiva. Tuttavia, la
possibile esistenza di spotlight attenzionali multipli è tuttora oggetto di
dibattito specialmente riguardo ai meccanismi che ne consentirebbero il
controllo: infatti, sono stati formulati dei modelli alternativi per l’interpretazione
di tali dati che attribuiscono la performance di attenzione divisa a
strategie adottate dal soggetto: ad esempio è stato suggerito che i soggetti
possono spostare rapidamente un unico spotlight tra le varie posizioni spaziali
e che il costo osservato in compiti di attenzione divisa sarebbe dovuto
al tempo di tale spostamento (shifting) (Shulman et al., 1979; Tsal, 1983).
Parimenti, Eriksen e collaboratori hanno proposto un modello della “ lente a
zoom ” (zoom lens model) secondo il quale la grandezza dello spotlight può
essere modulata in funzione delle richieste comportamentali ed abbracciare
più posizioni spaziali contemporaneamente (Eriksen e Yeh, 1985).
L’obiettivo principale del presente progetto è dunque quello di indagare il
potenziale coinvolgimento di processi cognitivi controllati nell’attenzione spaziale
divisa confrontando condizioni sperimentali di “ divided attention ” vs.
“ focused attention ” mediante risonanza magnetica funzionale (fMRI). In particolare,
si valuterà l’effetto di dividere l’attenzione fra posizioni spaziali
rispetto ai processi legati a dividere l’attenzione fra oggetti diversi ma presentati
nella stessa posizione.
560 2006

Neuroimmagini
Risultati acquisiti
Dati comportamentali indicano che volontari sono in grado di dividere
l’attenzione sia fra due oggetti diversi sia fra due posizioni spaziali separate.
L’analisi dei tempi di reazione suggerisce che i costi di dividere l’attenzione
fra oggetti e posizioni sommano in maniera lineare, suggerendo processi
distinti a livello neurale.
– Brefczynski J.A. and DeYoe E.A. (1999) Nat Neurosci 2: 370-374.
– Eriksen C.W. and Yeh Y.Y. (1985) J Exp Psychol Hum Percept Perform 11: 583-597.
– Kastner S., De Weerd P., Desimone R., Ungerleider L.G. (1998) Science 282: 108-111.
– McMains S.A., Somers D.C. (2004) Neuron 42: 677-686.
– Muller N.G., Bartelt O.A., Donner T.H., Villringer A., Brandt S.A. (2003) J Neurosci
23: 3561-3565.
– Posner M.I., Cohen Y. (1984) In Bouma H. & Bouwhuis D.G. (Eds) Attention and
performance, X: Control of language Processes. Hillsdale, New Jersey, Erlbaum
(531-556).
– Posner M.I. (1980) Q J Exp Psychol 32: 3-26.
– Shaw M.L., Shaw P. (1977) J Exp Psychol Hum Percept Perform 3: 201-211.
– Shulman G.L., Remington R.W., McLean J.P. (1979) J Exp Psychol Hum Percept
Perform 5: 522-526.
– Somers D.C., Dale A.M., Seiffert A.E., Tootell R.B. (1999) Proc Natl Acad Sci USA
96: 1663-1668.
– Tootell R.B., Hadjikhani N., Hall E.K., Marrett S., Vanduffel W., Vaughan J.T.,
Dale A.M. (1998) Neuron 21: 1409-1422.
– Tsal Y. (1983) J Exp Psychol Hum Percept Perform 9: 523-530.
F.2.1 – Effetti di modulazione dei processi di controllo sull’elaborazione
dell’informazione visiva (Stefano Sdoia)
Attività previste
– Misure di risonanza magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto BOLD su
un gruppo di 12-15 volontari sani, utilizzando un paradigma cognitivo
all’uopo predisposto e validato comportamentalmente.
– Analisi delle neuroimmagini ed identificazione dei circuiti cerebrali responsabili
dei processi di interesse.
Descrizione
Uno degli aspetti più affascinanti del comportamento umano è la sua flessibilità.
Noi siamo in grado di agire in diversi modi sugli stessi oggetti, a
seconda degli scopi del momento. In altre parole, siamo in grado di associare
deliberatamente un numero potenzialmente infinito di azioni ad uno stimolo
specifico, anche in assenza di un’associazione esplicita, appresa o innata, tra
lo stimolo e l’azione. Ciò è possibile grazie a funzioni cognitive di alto livello: i
“ processi di controllo ”. Questi processi allocano le risorse cognitive disponi-
2006 561

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
bili al momento ai processi necessari per l’esecuzione di uno specifico compito,
controllando e coordinando il funzionamento cognitivo e l’esecuzione
delle azioni, e permettendo così di monitorare e modificare le prestazioni. Si
ritiene che essi siano responsabili della selezione del comportamento rilevante,
di innesco, esecuzione, controllo e termine.
Diversi paradigmi sperimentali sono stati proposti per indagare tali processi
di controllo. Ad esempio, nel classico effetto Stroop (Stroop, 1935;
MacLeod, 1991), i soggetti hanno difficoltà a sopprimere la lettura del nome
di un colore se viene loro chiesto di nominare il colore (incongruente) con cui
il nome è stampato (per esempio, la parola “ blu ” stampata in verde). In simili
circostanze la richiesta attenzionale è molto elevata, dal momento che la
risposta automatica ed abituale di semplice lettura del nome deve essere attivamente
inibita per svolgere adeguatamente il compito di nominare il colore
dell’inchiostro con cui la parola è scritta. L’efficienza con cui eseguiamo un
compito sembra quindi risultare dall’equilibrio tra un controllo volontario (o
“ endogeno ”) del comportamento, che assicura la necessaria flessibilità delle
azioni, seppur con un certo dispendio di risorse cognitive, e processi automatici
(o “ esogeni ”), che consentono invece l’esecuzione automatica e senza
sforzo di azioni ben apprese. I concetti di controllo “ endogeno ” ed “ esogeno ”
del comportamento derivano dagli studi sull’attenzione e fanno riferimento
rispettivamente alla capacità di orientare l’attenzione in maniera intenzionale
e strategica (top-down) verso l’informazione rilevante e ad un orientamento di
tipo riflesso (bottom-up), in cui l’attenzione viene automaticamente catturata
dalle caratteristiche dell’informazione sensoriale (Posner, 1980).
Nell’ambito del presente progetto, utilizzeremo la risonanza magnetica
funzionale evento-correlata per studiare l’effetto dei processi di controllo sull’elaborazione
visiva. Ci chiederemo come e dove i meccanismi di controllo
dell’azione modulino l’attività cerebrale evocata dall’elaborazione di uno stimolo
visivo. Infatti, se da una parte viene dato per scontato che i processi di
controllo siano da associare alla corteccia prefrontale (Duncan & Owen, 2000;
Ramnani & Owen, 2004), è andata progressivamente affermandosi negli
ultimi anni l’idea che il controllo dell’azione abbia delle dirette e importanti
ripercussioni sul sistema percettivo. Ci chiederemo quindi se (e a quale livello
di elaborazione) variabili legate all’azione (presumibilmente controllate dalla
corteccia prefrontale) influenzino l’attività della corteccia visiva.
È noto ormai da molto tempo (ad es. Corbetta et al., 1990) che le varie
aree della corteccia visiva, anche a stadi relativamente precoci di elaborazione,
sono modulate dall’attenzione selettiva. In generale, l’istruzione di prestare
attenzione tonicamente ad una certa dimensione percettiva è in grado di
amplificare le risposte delle aree del sistema visivo che elaborano quella
dimensione. È plausibile quindi pensare che anche parametri relativi al controllo
dell’azione abbiano un’influenza su stadi relativamente precoci dell’elaborazione
visiva.
Il controllo del task set si riferisce alla nostra abilità di scegliere uno tra
tanti compiti cognitivi compatibili con uno stimolo che ci viene presentato.
Nel classico paradigma di task switching, i soggetti alternano tra due o più
compiti, in cui devono rispondere prestando attenzione ad uno specifico attri-
562 2006

Neuroimmagini
buto dello stimolo. La prestazione nelle prove in cui il compito è il medesimo
della prova precedente (prove ripetute) è migliore di quella nelle prove in cui
si richiede un cambio di compito rispetto alla prova precedente (prove non
ripetute). Questo costo di switch viene generalmente interpretato come
dovuto alla riconfigurazione delle risorse cognitive disponibili da parte dei
processi di controllo (Monsell, 2003; Logan, 2003).
In una prima serie di esperimenti, condotta durante il 2005, abbiamo
utilizzato un paradigma in cui si alternavano compiti in cui gli stessi stimoli
visivi dovevano essere valutati sulla base di dimensioni percettive diverse
(colore e movimento). I compiti venivano alternati in modo pseudo-casuale,
ed ai fini dell’analisi le prove erano suddivise, oltre che per compito, in
prove ripetute e prove non ripetute. Le aree del sistema visivo coinvolte nell’elaborazione
del colore e del movimento erano preventivamente mappate
su ciascun soggetto utilizzando tecniche standard (Hadjhkani et al., 1998;
Tootell et al., 1995). La nostra ipotesi prevedeva che, se la riconfigurazione
delle risorse cognitive necessaria durante le prove non ripetute ha effetti
relativamente precoci sul sistema visivo, si dovesse osservare un effetto di
switch significativo nelle aree visive, cioè una maggiore attivazione durante
le prove non ripetute.
In un secondo esperimento, da eseguire nel 2006, viene indagato il ruolo
di processi inibitori nella modulazione dell’attivazione delle aree visive.
Recentemente, infatti, è stata avanzata l’ipotesi che il passaggio da un compito
all’altro sia accompagnato da un processo di inibizione che ha come target
il task set appena utilizzato. Tale processo sarebbe finalizzato ad impedire
che un task set non più necessario possa influenzare la selezione della risposta
in un compito successivo, interferendo così con la corretta esecuzione del
compito stesso. Nonostante l’esistenza di evidenze comportamentali recentemente
prodotte, i meccanismi neurali di tale processo restano ancora sconosciuti.
L’obiettivo del secondo esperimento è pertanto quello di chiarire il funzionamento
di questo processo inibitorio ed individuare le aree cerebrali in
esso coinvolte.
Risultati acquisiti
I dati di risonanza magnetica funzionale ottenuti nel primo esperimento
hanno messo in evidenza che l’attività di aree visive extrastriate, selettivamente
coinvolte nell’elaborazione di informazioni specifiche (discriminazione
di colore e riconoscimento di stimoli in movimento), è modulata dai processi
di riconfigurazione necessari durante le prove di switch. In particolar modo si
è visto che il livello di attivazione delle aree deputate all’elaborazione del
movimento (V5/MT) è maggiore nelle prove di switch rispetto alle prove di
ripetizione. È emerso, inoltre, che il processo di riconfigurazione cognitiva
modula non solo l’attività dell’area visiva deputata all’elaborazione dell’informazione
rilevante per l’esecuzione del compito attuale, ma anche l’attività dell’area
visiva coinvolta nell’elaborazione del compito precedente. Tali risultati
indicano che i processi di controllo hanno effetti molto precoci sull’elaborazione
dell’informazione.
2006 563

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
– Corbetta M., Miezin F.M., Dobmeyer S., Shulman G.L, Petersen S.E. (1990) Science
248: 1556-1559.
– Duncan J., Owen A.M. (2000) Trends Neurosci 23: 475-483.
– Hadjikhani N., Liu A.K., Dale A.M., Cavanagh P., Tootell R.B.H. (1998) Nat Neurosci
1: 235-241.
– Logan G.D. (2003) Current Direction in Psychological Science 12: 2.
– MacLeod C.M. (1991) Psychol Bull 109: 163-203.
– Monsell S. (2003) Trends Cogn Sci 7: 3.
– Posner M.I. (1980) Q J Exp Psychol 32: 2-25.
– Ramnani N., Owen A.M. (2004) Nat Rev Neurosci 5: 184-194.
– Stroop, J.R. (1935) J Exp Psychol 28: 643-662.
– Tootell R.B., Reppas J.B., Kwong K.K., Malach R., Born R.T., Brady T.J., Rosen B.R.,
Belliveau J.W. (1995) J Neurosci 15: 3215-3230.
F.2.2 – Correlati neurali dell’osservazione di errori
in sistemi motori esperti (Emiliano Pes)
Attività previste
– Misure di risonanza magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto
BOLD su due gruppi di 12-15 volontari sani, utilizzando un paradigma cognitivo
all’uopo predisposto e validato comportamentalmente.
– Analisi delle neuroimmagini ed identificazione dei circuiti cerebrali
responsabili dei processi di interesse.
Descrizione
Le relazioni tra osservazione ed esecuzione di azioni ed i substrati neurali
legati al riconoscimento di errori di movimenti appresi, rappresentano due
temi di estremo interesse nelle neuroscienze cognitive contemporanee.
La scoperta dei “ neuroni specchio ” nella corteccia F5 della scimmia e
recenti dati neurofisiologici nell’uomo mostrano come osservare un’azione
generi una rappresentazione interna che coinvolge anche strutture neurali
attive durante l’esecuzione della stessa azione. Questi dati supportano l’idea di
una comunanza di rappresentazioni percettive e motorie e avvalorano l’ipotesi
“ simulativa ”, secondo la quale osservare implica anche una rappresentazione
interna dell’azione (Jordan, 1996; Carruthers, 1996; Gallese & Goldman,
1998; Blakemore & Decety, 2001; Gallese, 2003), in sostanziale antitesi con
l’ipotesi classica secondo la quale l’analisi dello stimolo ha luogo attraverso
meccanismi esclusivamente percettivi.
Lo studio di soggetti che sono capaci di eseguire una classe di azioni altamente
specializzate (definiti “ sistemi motori esperti ”) può essere uno strumento
utile per capire come il proprio repertorio motorio giochi un ruolo
essenziale per la comprensione delle azioni osservate e come tali abilità motorie
possano influenzare anche la qualità del processo percettivo (Calvo-
Merino et al., 2004). L’idea di fondo è che in sistemi motori esperti, dove il
piano motorio è ampiamente consolidato, l’osservazione di un’azione apparte-
564 2006

Neuroimmagini
nente al proprio repertorio comportamentale inneschi una rappresentazione
simulativa, e che questo tipo di rappresentazione visuo-motoria influisca nella
detezione di caratteristiche dell’azione stessa, come per esempio il rilevamento
di errori di esecuzione, coinvolgendo alcuni substrati neurali in
maniera differente rispetto a soggetti non esperti. Nel nostro caso verranno
coinvolti nello studio pianisti esperti con un elevato grado di stabilità e
fluenza nei movimenti fini delle dita ed un gruppo di controllo costituito da
soggetti senza nessun abilità motoria specifica.
Ad entrambi i soggetti, durante l’acquisizione di immagini funzionali
(Kwong et al., 1992), verranno presentati dei filmati senza audio rappresentanti
scale suonate al pianoforte con la mano destra in maniera corretta o
errata. Il protocollo sperimentale prevede lo svolgimento di due sessioni nelle
quali i soggetti dovranno svolgere due compiti cognitivi. Nella prima sessione
(compito di discriminazione percettiva) ai soggetti verrà chiesto di indicare
attraverso la pressione di un tasto il numero dei tasti neri premuti dalla mano
che esegue l’azione musicale, in modo da misurare l’attivazione funzionale
durante il rilevamento di una caratteristica percettiva dello stimolo. Nella
seconda sessione (compito di discriminazione dell’errore motorio) ai soggetti
verrà chiesto di discriminare la correttezza dell’azione osservata, in modo da
avere una mappa di attivazione collegata alla discriminazione attiva durante
l’osservazione di un errore motorio. Per entrambi i compiti verranno registrate
l’accuratezza di risposta ed i tempi di reazione. Un confronto fra le
mappe statistiche di attivazione fra i due diversi compiti cognitivi e fra i due
gruppi di soggetti ci permetterà di identificare i substrati neurali coinvolti
nell’osservazione di azioni e quali aree cerebrali siano modulate in maniera
specifica nella detezione dell’errore osservato, mettendo in relazione tali attivazioni
con l’accuratezza di risposta nei due compiti sperimentali.
Risultati acquisiti
In uno studio preliminare di psicofisica, tre diversi gruppi sperimentali
(pianisti esperti, musicisti non pianisti e non musicisti) sono stati sottoposti al
compito di discriminazione dell’errore motorio descritto sopra. Solo i pianisti
esperti hanno mostrato un alto indice di sensitività nel distinguere le esecuzioni
corrette da quelle errate, mentre gli altri due gruppi svolgevano il compito
in maniera statisticamente simile. Ciò ci ha permesso di mettere in relazione
l’accuratezza di risposta con la pregressa familiarità del soggetto con l’azione
presentata, e di validare comportamentalmente il test. Inoltre, nella
ripetizione del compito attraverso tre sessioni consecutive, solo i pianisti
esperti mostravano un andamento crescente dell’accuratezza, mostrando
come la sensitività verso lo stimolo in prove ripetute sia selettiva per i soggetti
che abbiano un’esperienza pregressa con tale tipologia di azioni.
– Blakemore S.J., Decety J. (2001) Nat Rev Neurosc 2: 561-567.
– Carruthers P., Smith P.K. (1996) Theories of Theories of Mind. Cambridge University
Press.
– Calvo-Merino B., Glaser D.E., Grèzes J., Passingham R.E. & Haggard P. (2004)
Cereb Cortex 15(8): 1243-1249.
2006 565

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
– Gallese V. (2003) Networks 1: 24-47.
– Gallese V., Goldman A. (1998) Trends Cogn Sci 12: 493-501.
– Jordan M.I. (1996) In Heuer H. and Keele S. (eds) Handbook of Perception and
Action Motor Skills. NewYork, NY, Academic Press.
– Kwong K.K., Belliveau J.W., Chesler D.A. (1992) Proceedings of the National Academy
of Sciences USA 89: 5675-5679.
F.2.3 – Localizzazione cerebrale ed evoluzione temporale
dei processi attenzionali (Alessandra Stella)
Attività previste
– Misure EEG su un gruppo di 30-35 volontari sani e misura di risonanza
magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto BOLD su un gruppo di 12-15
volontari sani, utilizzando un paradigma cognitivo all’uopo predisposto e validato
comportamentalmente.
– Analisi delle neuroimmagini ed identificazione dei circuiti cerebrali
responsabili dei processi di interesse.
Descrizione
La maggior parte delle ricerche sull’attenzione visiva ha studiato la risposta
cerebrale in risposta ad apparizioni improvvise di stimoli (pattern-onset)
che rimangono presenti nel campo visivo per pochi millisecondi e poi scompaiono
e quindi trascurando la condizione di stimolazione pattern-reversal
che, viceversa, è interessante per molti motivi sia di tipo tecnico-applicativo
che di tipo teorico. La stimolazione pattern-reversal, infatti, simula una condizione
più ecologica rispetto alla condizione pattern-onset, che comporta l’improvvisa
apparizione e scomparsa dello stimolo. Gli oggetti del mondo reale
sono stazionari e non appaiono solo per pochi millisecondi nel campo visivo;
generalmente la nostra attenzione vi si rivolge in modo sostenuto nel tempo.
Il pattern-reversal rappresenta la condizione sperimentale più vicina alla
situazione ecologica di attenzione visiva sostenuta.
Lo scopo principale del progetto è dunque quello di definire le aree
visive implicate nella percezione e nell’attenzione visiva sostenuta con uno
specifico protocollo di stimolazione (pattern-reversal) ed attraverso la combinazione
di tecniche elettrofisiologiche (ERP-Event Related Potentials) e di
neuroimmagine funzionale (fMRI). Integrate insieme, le due tecniche possono
fornire un quadro estremamente preciso nel tempo e nello spazio dell’attività
cerebrale correlata ai processi sensoriali e cognitivi. Il nostro
gruppo di ricerca è stato particolarmente produttivo nello sviluppo di questa
integrazione per quanto riguarda la funzione visiva (Di Russo et al.,
2001; 2005; 2006).
In una prima parte dello studio si acquisiranno dati elettrofisiologici
(registrazioni multicanale, 64 elettrodi) da un gruppo di circa 35 soggetti sani.
In una seconda parte dello studio, si eseguirà l’acquisizione di dati di risonanza
magnetica anatomica e funzionale (fMRI- tecnica BOLD-weighted ima-
566 2006

Neuroimmagini
ges; Kwong et al., 1992) su un sottogruppo di soggetti. Saranno utilizzati
diversi metodi di brain mapping quali:
1. Ricostruzione e “ gonfiaggio ” della superficie corticale di ogni singolo
partecipante (Dale & Sereno, 1993; Sereno et al., 1995) per ottenere una precisa
localizzazione dell’attività funzionale sull’anatomia individuale.
2. Il metodo del “ field sign ” (Sereno et al., 1995) per l’individuazione dei
bordi delle principali aree corticali visive (V1, V2, V3, V3a, VP, V4v). Questa
tecnica prevede l’utilizzo di stimoli visivi finalizzati ad ottenere una risposta
periodica lungo le dimensioni dell’eccentricità (definita come la distanza dal
centro dello sguardo) e dell’angolo polare (definito come l’angolo dal centro
dello sguardo).
3. Mapping dell’area V5/MT, sensibile al movimento visivo, tramite la
presentazione alternata di stimoli in movimento e di stimoli stazionari (Tootell
et al., 1995). In questi protocolli sperimentali di risonanza magnetica funzionale,
i soggetti dovranno soltanto mantenere gli occhi sul punto centrale di
fissazione (compito passivo).
Gli stessi soggetti saranno poi sottoposti ad un esperimento sull’attenzione
visiva sostenuta con un protocollo di stimolazione ‘ecologico’ (patternreversal).
Lo stimolo visivo è costituito da grate sinusoidali di forma circolare
(gabor patch) poste nei quattro quadranti del campo visivo. Il compito
attenzionale sarà controllato dall’apparizione di suggerimenti spaziali (cue)
che indicano al soggetto il quadrante cui prestare attenzione e dall’apparizione
di rari stimoli target a cui il soggetto dovrà rispondere comprovando
l’effettiva allocazione dell’attenzione. Il compito del soggetto sarà quello di
mantenere lo sguardo fisso su un punto centrale dello schermo e di rispondere,
senza mai muovere gli occhi, premendo un bottone della pulsantiera,
quando una particolare immagine (stimolo target raro) compare sullo
schermo.
Lo studio confronterà dati raccolti con la tecnica di registrazione ERP ed
fMRI allo scopo di evidenziare i processi neurali sottostanti l’attenzione visiva
sostenuta. Le mappe di attivazione saranno inoltre localizzate rispetto alle
mappe retinotopiche individuali. In questo modo si potrà valutare il contributo
individuale delle principali aree visive e confrontarlo, in condizione di
attenzione sostenuta, con quello di strutture corticali superiori come le aree
parietali, temporali e frontali.
– Dale A.M., Sereno M.I. (1993) J Cognit Neurosci 5: 162-176.
– Di Russo F., Martínez A., Sereno M.I., Pitzalis S., Hillyard S.A. (2001) Hum Brain
Map 15: 95-111.
– Di Russo F., Pitzalis S., Aprile T., Spitoni G., Patria F., Spinelli D., Hillyard S.A.
(2005) NeuroImage 24(3): 874-886.
– Di Russo F., Pitzalis S., Aprile T., Spitoni G., Patria F., Stella A., Spinelli D., Hillyard
S.A. (2006) Hum Brain Mapp (in stampa).
– Kwong K.K., Belliveau J.W., Chesler D.A. (1992) Proceeding of the National Academy
of Science USA 89: 5675-5679.
2006 567

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
– Sereno M.I., Dale A.M., Reppas J.B., Kwong K.K., Belliveau J.W., Brady T.J., Rosen
B.R., Tootell R.B. (1995) Science 268(5212): 889-893.
– Tootell R.B., Reppas J.B., Kwong K.K., Malach R., Born R.T., Brady T.J., Rosen
B.R., Belliveau J.W. (1995) J Neurosci 15: 3215-3230.
F.2.4 – Individuazione dell’area V6A nella corteccia parieto-occipitale
dell’uomo mediante uno studio di risonanza magnetica
funzionale (Sabrina Pitzalis)
Attività previste
– Misure di risonanza magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto
BOLD su un gruppo di 12-15 volontari sani, utilizzando un paradigma cognitivo
all’uopo predisposto e validato comportamentalmente.
– Analisi delle neuroimmagini ed identificazione dei circuiti cerebrali
responsabili dei processi di interesse.
Descrizione
Negli ultimi anni, grazie agli esperimenti di risonanza magnetica funzionale,
molte aree visive umane, dorsali e ventrali, sono state individuate ed
accettate come omologhe a quelle della scimmia. Tra queste aree ricordiamo
V1, V2, V3, V3A, VP, V4v, e V5/MT (Sereno et al., 1995; Tootell et al., 1995).
L’omologia tra due aree corticali appartenenti a due specie diverse può essere
stabilita sulla base del grado di somiglianza rispetto alla retinotopia, alle
caratteristiche funzionali, alla topografia. Di recente il nostro gruppo di
ricerca ha individuato una chiara omologia tra l’area visiva V6 della scimmia
macaco (e.g., Galletti et al., 1999) e quella dell’uomo (Pitzalis et al., 2004).
Nell’uomo si trova nel banco posteriore del solco parieto-occipitale (POS)
ed è stato possibile riuscire ad individuarla e a descriverla anche grazie all’utilizzo
di una nuova ed importante tecnica di stimolazione visiva, ovvero la
“ retinotopia ad ampio campo ” (sono stati raggiunti oltre 100 gradi di stimolazione
visiva). Nella scimmia l’area V6 è situata superiormente alla scissura
calcarina nella regione occipitale dorsale e confina con le aree visive V6A e
V3A. Mentre nell’uomo l’area V3A è stata ampiamente documentata (seppure
non senza controversie: Tootell et al., 1995), l’area V6A resta ancora da definire.
L’area V6A si trova in una posizione più anteriore e dorsale rispetto a V6,
ma sempre nel solco POS (banco anteriore). È considerata un’area meno
organizzata da un punto di vista retinotopico rispetto alla vicina area V6. L’area
infatti seppure presenta un trend retinotopico lungo la dimensione dell’eccentricità
(che aumenta muovendosi dorso-ventralmente nel banco anteriore
del POS e nel precuneo) manca di una chiara separazione tra il campo visivo
inferiore e superiore. L’area, inoltre, a differenza di V6, rappresenta sia il
campo visivo controlaterale che ipsilaterale nello stesso emisfero (dati che
giustificano l’assenza di un chiaro trend retinotopico). Da un punto di vista
funzionale, oltre la metà (50-60%) dei neuroni dell’area V6A scarica durante
l’esecuzione di movimenti di reaching diretti verso un target, mentre solo una
568 2006

Neuroimmagini
piccola parte di neuroni (circa il 30%) è implicata nella preparazione motoria
e scarica durante il delay che precede il movimento (Fattori et al., 2001). Inoltre
nella regione V6A sono state trovate delle cellule (dette “ real position
cells ”) che codificano lo spazio visivo in coordinate craniotopiche invece che
retinotopiche (Galletti et al., 1993). Le cellule “ real position ” della V6A hanno
infatti campi recettivi che non si spostano sistematicamente con lo sguardo
ma che rispondono alla stimolazione visiva della stessa posizione spaziale (a
differenza dei campi recettivi dei neuroni visivi organizzati retinotopicamente,
i quali mantengono la stessa posizione retinotopica indipendentemente
dalla posizione degli occhi).
Scopo della presente ricerca è quello di individuare l’omologa area V6A
nell’uomo attraverso l’uso della risonanza magnetica funzionale (fMRI-tecnica
BOLD-weighted images; Kwong et al., 1992) e una serie di protocolli sperimentali
mirati ad individuare le caratteristiche dall’area sia da un punto di
vista retinotopico che funzionale. A tale scopo verranno utilizzati diversi
metodi di brain mapping quali:
1. Ricostruzione e “ gonfiaggio ” della superficie corticale di ogni singolo
partecipante (Dale & Sereno, 1993; Sereno et al., 1995) per ottenere una precisa
localizzazione dell’attività funzionale sull’anatomia individuale.
2. Il metodo del “ field sign ” (Sereno et al., 1995) per l’individuazione dei
bordi delle principali aree corticali visive (V1, V2, V3, V3a, VP, V4v). Questa
tecnica prevede l’utilizzo di stimoli visivi finalizzati ad ottenere una risposta
periodica lungo le dimensioni dell’eccentricità (definita come la distanza dal
centro dello sguardo) e dell’angolo polare (definito come l’angolo dal centro
dello sguardo).
3. Mapping dell’area V5/MT, sensibile al movimento visivo, tramite la
presentazione alternata di stimoli in movimento e di stimoli stazionari (Tootell
et al., 1995). Considerato che nella scimmia anche l’area V6A risponde con
particolare enfasi alla periferia e meno alla porzione centrale del campo
visivo, il set-up sarà adattato allo scopo di poter stimolare anche porzioni
molto periferiche del campo visivo. In questi protocolli sperimentali di risonanza
magnetica funzionale, i soggetti dovranno soltanto mantenere gli occhi
sul punto centrale di fissazione (compito passivo).
I soggetti inoltre saranno sottoposti a specifici protocolli di studio volti ad
individuare analogie con le proprietà funzionali dell’area V6A descritte nella
scimmia. In particolare verrà testato il coinvolgimento dell’area V6A nell’esecuzione
di movimenti di reaching e saranno utilizzati dei protocolli che permetteranno
la dissociazione tra coordinate retinotopiche e craniotopiche (o
head-centered). Verranno confrontate delle situazioni in cui i due sistemi di
coordinate sono allineati con delle situazioni in cui i due sistemi dissociano
(spostando il punto di fissazione ma mantenendo inalterata la posizione spaziale
dello stimolo nel campo visivo o viceversa). Le attivazioni funzionali
saranno sovrapposte alle mappe retinotopiche individuali in modo da stabilire
l’omologia anche rispetto alla posizione topografica dell’area e alle relazioni
con le vicine aree visive dorsali.
2006 569

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
– Dale A.M., Sereno M.I. (1993) J Cognit Neurosci 5: 162-176.
– Fattori P., Gamberini M., Kutz D.F., Galletti C. (2001) Eur J Neurosci 13(12):
2309-2313.
– Galletti C., Battaglini P.P., Fattori P. (1993) Exp Brain Res 96(2): 221-229.
– Galletti C., Fattori P., Gamberini M., Kutz D.F. (1999) Eur J Neurosci 11: 3922-3936.
– Kwong K.K., Belliveau J.W., Chesler D.A. (1992) Proceeding of the National Academy
of Science USA 89: 5675-5679.
– Pitzalis S., Sereno M.I., Patria F., Committeri G., Galati G., Fattori P., Galletti C.
(2004) NeuroImage 283: S38.
– Sereno M.I., Dale A.M., Reppas J.B., Kwong K.K., Belliveau J.W., Brady T.J.,
Rosen B.R., Tootell R.B. (1995) Science 268(5212): 889-893.
– Tootell R.B., Reppas J.B., Kwong K.K., Malach R., Born R.T., Brady T.J., Rosen B.R.,
Belliveau J.W. (1995) J Neurosci 15: 3215-3230.
F.3.1 – Ruolo della vascolarizzazione per il segnale BOLD:
studi con tecniche venografiche e la fMRI (Valentina Brainovich)
Attività previste
– Sviluppo di tecniche di misura venografiche, validazione su volontari.
– Misure fMRI e venografiche su volontari giovani e oltre-cinquantenni
utilizzando campi magnetici di 1.5 e 3 Tesla.
– Generazione mappe quantitative in T2* e valutazione in aree cerebrali
attivate in funzione del campo magnetico e vascolatura.
Descrizione
La tecnica BOLD, correntemente applicata in larga scala negli studi funzionali
cerebrali, coinvolge un complesso insieme di fattori che coesistono
con l’attivazione neuronale: cambiamenti nel volume regionale cerebrale, nel
flusso sanguigno e nella quantità di ossigeno contenuta nel sangue. La problematica
fondamentale del segnale BOLD resta la bassa specificità spaziale: il
volume di tessuto cerebrale nel quale avviene la risposta BOLD emodinamica
è maggiore del volume di tessuto nel quale avviene l’effettiva attività neurale.
L’uso di mappe quantitative del valore del T2* e la densità protonica rappresenta
un promettente approccio per superare questi limiti.
Scopo del presente progetto è indagare la specificità dell’effetto BOLD attraverso
mappe T2* quantitative e convenzionali in funzione della vascolarizzazione
in volontari giovani e oltre-cinquantenni, utilizzando tecniche RM avanzate, allo
scopo di ottenere misure quantitative dell’attivazione cerebrale ed una mappatura
dell’albero vascolare, ciò utilizzando campi magnetici di 1.5T e 3T.
Risultati acquisiti
In uno studio preliminare sono stati definiti alcuni parametri per le
misure venografiche, inoltre è stato realizzato uno software che permette la
generazione di immagini di venografia.
570 2006

Neuroimmagini
F.3.2 – Tecniche DTI per la misura della mielinizzazione
e della demielinizzazione (Gisela Hagberg)
Attività previste
– Misure DTI su pazienti con processi di demielinizzazione in corso e su
volontari sani.
– Trattografia ed analisi della diffusività radiale in tratti di fibre uni-direzionali.
Descrizione
In passato è stato ottimizzato il metodo di misura DTI ed è stato effettuato
uno studio sul corpo calloso in soggetti sani a 3T (Fasano F., Hagberg
G.E. et al. (2005) Proc Intl Soc Mag Reson Med 13: 1336). Il primo obiettivo
del presente progetto è caratterizzare la diffusività radiale in tratti di fibre
uni-direzionali in volontari sani. Inoltre, miriamo ad un indagine relativa ad
eventuali alterazioni al livello della materia bianca in pazienti epilettici. In
particolare intendiamo verificare se le fibre nervose che hanno origine al centro
dell’attività epilettica di tipo FOS siano alterati sia nel loro percorso, sia al
livello della mielinizzazione.
Risultati acquisiti
L’anno precedente è stato ottimizzato, ed in parte validato, il protocollo di
misura DTI. Inoltre è stato realizzato un software per il calcolo del tensore di
diffusione a partire dalle misure DTI.
F.4.1 – Ruolo delle tecniche avanzate di Risonanza Magnetica strutturale
e funzionale nel riconoscimento tempestivo delle due principali
forme di demenza degenerativa: malattia di Alzheimer e demenza
a corpi di Lewy (Marco Bozzali)
Attività previste
Durante il primo mese di attività, verranno ottimizzate le sequenze
di acquisizione (neuroimaging strutturale e funzionale) e verranno prodotti
i paradigmi di stimolazione (neuroimaging funzionale), al fine di mettere
a punto il protocollo di acquisizione che verrà utilizzato per l’intero progetto.
Durante il secondo/terzo mese di attività verranno stabiliti i criteri di
inclusione ed esclusione (per i diversi gruppi di pazienti) da adottare in fase di
reclutamento e studio. Allo stesso tempo verrà eseguito uno studio imaging
pilota al fine di verificare che il protocollo di acquisizione non presenti problemi
tecnici e sia applicabile alla popolazione in studio.
Dal quarto all’undicesimo mese di attività, avverrà il reclutamento e lo
studio (clinico-neuropsicologico e di imaging strutturale e funzionale) della
popolazione di soggetti che prenderà parte allo studio (baseline).
2006 571

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
Dal dodicesimo al sedicesimo mese avverrà l’analisi dei dati (clinico-neuropsicologici
e di neuroimaging) raccolti al baseline.
Dal sedicesimo al ventunesimo mese di attività, tutti i soggetti reclutati e
studiati al baseline verranno sottoposti a follow-up (clinico-neuropsicologico
e di imaging) ad un anno. Tutte le unità operative saranno impegnate.
Dal ventunesimo al ventiquattresimo mese di attività, verrà eseguita l’analisi
dei dati raccolti al follow-up e verrà iniziata l’analisi longitudinale dei dati.
Descrizione
Le patologie neurodegenerative associate a decadimento cognitivo di tipo
non Alzheimer (AD) continuano a rappresentare una sfida quotidiana sia sul
versante diagnostico che su quello della comprensione dei sottostanti meccanismi
fisiopatologici. In particolare, di difficile inquadramento nosologico,
continuano a rimanere le demenze associate a parkinsonismo e i loro rapporti
con la malattia di Parkinson (PD) propriamente detta. La demenza a Corpi di
Lewy (DLB) – per la quale sono stati delineati nel 1996 i criteri per la diagnosi
clinica (1) – costituisce un’entità nosologica ben caratterizzata di demenza
associata a parkinsonismo e condivide con la PD il danno patologico elementare,
oltre ad una serie di caratteristiche cliniche e psicometriche. In un
recente studio neuropatologico (2) condotto dalla Florida Brain Bank, la DLB è
stata riconosciuta come la seconda più comune forma di decadimento cognitivo
(frequenza relativa [FR]: 8-26%) dopo la AD (FR: 42-77%), seguita dalla
demenza vascolare (FR: 3-18%) e dalla demenza frontotemporale (FR: 4-5%).
Nonostante l’applicazione dei criteri per la diagnosi clinica di DLB abbia
dimostrato un’elevata specificità, ad essi si associa una sensibilità relativamente
bassa, con una percentuale di mancate diagnosi variabile tra il 17 e il
78% dei casi (3) . In Italia è stato recentemente condotto uno studio epidemiologico
(4) , che ha coinvolto 72 centri neurologici e reclutato 1549 pazienti, con la
finalità di validare l’applicazione delle linee guida per la diagnosi di demenza
introdotte nell’anno 2000 (5) . Le frequenze relative per le diverse forme di
demenza diagnosticate sono risultate essere sostanzialmente coerenti con
quelle riportate nello studio della Florida Brain Bank (1) , con la sola eccezione
della DLB, che è risultata essere sottostimata (FR: 4%). La frequenza relativa
riportata per la AD (76%) si è invece collocata ai limiti superiori del ‘range’
individuato dallo studio della Florida Brain Bank (42-77%), suggerendo che
un considerevole numero di pazienti affetti da DLB sia stato misdiagnosticato
come affetto da AD.
Questo studio ha quindi portato alla prima revisione delle linee guida per
la diagnosi di demenza (6) , la quale è stata introdotta nella pratica clinica a partire
dal 2004. Tra i punti chiave di questa revisione spiccano gli aspetti di diagnosi
differenziale, specialmente tra le diverse forme dementigene primarie di
tipo degenerativo. Attualmente, il ruolo principale del neuroimaging nell’iter
diagnostico dei decadimenti cognitivi consiste nell’esclusione di forme secondarie
(e.g. idrocefalo normoteso, neoplasie cerebrali, demenza vascolare) e
nella quantificazione della concomitante componente cerebrovascolare, che
può coesistere con quella primariamente degenerativa nelle cosiddette forme
572 2006

Neuroimmagini
miste. Attualmente, nell’iter diagnostico del decadimento cognitivo, la testistica
neuropsicologica continua a ricoprire un ruolo centrale, ancorché, specialmente
nelle fasi precoci di malattia, si renda necessario un riesame a
distanza di sei mesi per la formulazione di una diagnosi definitiva. Come sottolineato
dallo studio italiano di validazione delle linee guida (4) e alla luce
delle nuove terapie attualmente disponibili, una corretta diagnosi di demenza
(nelle sue diverse varianti) in fase precoce di malattia si associa ad un
migliore outcome clinico per il paziente. Pertanto, tecniche strumentali che
possano indirizzare un tempestivo orientamento diagnostico sono auspicabili.
Precedenti studi di Risonanza magnetica (RM) convenzionale, condotti
su pazienti affetti da DLB, risultano di difficile comparazione per la varietà
delle tecniche di misura adottate, i criteri di selezione dei pazienti, l’esiguo
numero di soggetti studiati. Tuttavia, tra i reperti più consolidati va menzionata
una riduzione volumetrica a carico dei lobi temporali e delle strutture
ippocampali, di entità inferiore rispetto a quanto rilevabile nella AD (7-9) . Studi
funzionali con metodica SPECT e PET, d’altro canto, hanno fornito informazioni
più specifiche per la diagnosi di DLB, mostrando alterazioni caratteristiche
a carico dei lobi occipitali (10-11) e dei gangli della base (12) .
Nel corso degli ultimi anni, la RM si è arricchita di una serie di tecniche
strutturali quantitative [e.g. Diffusion tensor Imaging (DTI); Voxel based Morphometry
(VBM); 1H-Spectroscopy] utili a caratterizzare non solo il danno
tissutale cerebrale macroscopico (atrofia) ma anche quello microscopico, non
altrimenti rilevabile in vivo mediante l’uso di tecniche convenzionali di RM.
La tecnica del DTI si basa sul fenomeno fisico della diffusione, a cui la RM
è sensibile, e consente di rilevare il movimento microscopico delle molecole
d’acqua che compongono i tessuti biologici. In conseguenza delle interazioni
tra le molecole d’acqua e le strutture cellulari (membrane, organelli, filamenti
ecc.), la misura del coefficiente di diffusione fornisce informazioni quantitative
circa le dimensioni, la morfologia, l’orientamento e la geometria delle
strutture cerebrali (13) . Processi patologici che vadano a modificare l’integrità
tissutale, come i processi neurodegenerativi, producono una variazione del
coefficiente di diffusione stesso. Tale coefficiente è generalmente dipendente
dalla direzione in cui viene effettuata la misura. Questa proprietà è nota con il
termine di anisotropia. Nel sistema nervoso centrale, la quantificazione dell’anisotropia
riflette la microstruttura delle fibre sottostanti, che hanno la caratteristica
di presentare una dimensione (lunghezza dell’assone) preponderante
rispetto alle altre due. Questa osservazione ha portato allo sviluppo della tecnica
del DTI (14) , che consente di derivare, dalla stima del tensore, due importanti
misure quantitative: la diffusività media (mean diffusivity, MD) e l’anisotropia
frazionaria (fractional anisotropy, FA) (15) , la quale rappresenta una delle
più robuste misure dell’anisotropia. La stima di MD e FA a livello del parenchima
cerebrale fornisce indici di danno microscopico regionale. A partire
dalla stima della FA è stata inoltre recentemente sviluppata una nuova tecnica,
nota con il nome di DTI based tractography, che consente di ricostruire
e segmentare i principali fasci di sostanza bianca encefalica.
La tecnica della VBM rappresenta un metodo di analisi quantitativa di
immagini di RM in grado di riflettere, voxel per voxel, con elevata risolu-
2006 573

Sezione III: Linea di ricerca corrente F
zione spaziale, misure di densità neuronale a livello della sostanza grigia
encefalica, offrendo pertanto una quantificazione regionale del grado di
atrofia (18-19) .
La 1H-Spectroscopy, infine, fornisce informazioni di tipo metabolico, che
ancora una volta possono offrire indici di danno tissutale, in termini di alterato
metabolismo di membrana (alterazioni del picco della colina) o di integrità
neuronale (alterazioni del picco dell’N-Acetilaspartato) ed è stata precedentemente
utilizzata nell’ambito delle demenze (20-21) .
Un recente studio con DTI condotto su una popolazione di pazienti affetti
da DLB probabile (16) ha mostrato la presenza di alterazioni patologiche microstrutturali
con un pattern di distribuzione regionale (cortico-sottocorticale)
caratteristico per la DLB e completamente diverso se paragonato a quello rilevato
in un precedente studio, eseguito con tecnica analoga, su una popolazione
di pazienti affetti da AD (17) . In particolare, in accordo, con i precedenti
studi PET e SPECT, le alterazioni microstrutturali rilevate a carico dei lobi
occipitali e dei nuclei della base possono contribuire alla comprensione fisiopatologica
di sintomi caratteristici della DLB (allucinazioni visive e parkinsonismo)
e suggerire marker neuroradiologici di potenziale valore diagnostico.
Altri studi recenti, condotti su pazienti con DLB mediante la tecnica della
VBM (18-19) , hanno rilevato aree di atrofia regionale con differente distribuzione
rispetto a quanto osservato nella AD.
La RM funzionale (fMRI), infine, consente lo studio in vivo, ad elevata
risoluzione spaziale, dei pattern di attivazione cerebrale durante stimolazione
sensoriale o durante lo svolgimento di compiti neuropsicologici. In particolare,
un recente studio fMRI con stimolazione visiva, eseguito su pazienti
affetti da PD con e senza allucinazioni visive, ha mostrato pattern di attivazione
cerebrale differenti nei due gruppi (22) .
L’uso combinato delle tecniche avanzate di RM strutturale e funzionale
rappresenta un promettente strumento d’indagine potenzialmente in grado di
fornire in vivo informazioni utili alla comprensione dei meccanismi fisiopatologici
e della sintomatologia che caratterizzano la DLB e che la differenziano
dall’AD. Tale approccio potrebbe inoltre portare all’identificazione di marker
neuroradiologici di potenziale interesse clinico-diagnostico.
1. McKeith I.G., Galasko D., Kosaka K. et al. (1996) Neurology 47: 1113-1124.
2. Barker W.W., Luis C.A., Kashuba A. et al. (2002) Alzheimer Dis Assoc Disord 16:
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6. Musicco M., Caltagirone C., Sorbi S., Bonavita V. (2004) Neurol Sci 25: 154-182.
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574 2006

Neuroimmagini
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Psychiatry 25: 447-56.
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12. Hisanaga K., Suzuki H., Tanji H. et al. (2001) J Neurol 248: 905-906.
13. Le Bihan D. (1991) Molecular diffusion nuclear magnetic resonance imaging.
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19. Burton E.J., Karas G., Paling S.M. et al. (2002) Neuroimage 17: 618-630.
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21. Falini A., Bozzali M., Magnani G. et al. (2005) Neuroimage 26: 1159-1163.
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2006 575

G – RICERCA CLINICA TRASLAZIONALE
STEFANO PAOLUCCI
IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
RAZIONALE ED OBIETTIVI
La linea di Ricerca Clinica Traslazionale, dedicata essenzialmente al
miglioramento dell’outcome riabilitativo, si articolerà in sei filoni ed ogni
filone, poi, in vari progetti.
G.1 – FATTORI PROGNOSTICI NELLA RIABILITAZIONE POST-ICTALE
Nei paesi industrializzati l’ictus rappresenta, per le sue dimensioni epidemiologiche
e per il suo impatto socio-economico, una delle più importanti
problematiche sanitarie. Esso costituisce infatti la prima causa di invalidità
permanente e la seconda causa di demenza.
Anche se negli ultimi decenni è stata riscontrata una diminuzione della
mortalità post-ictale, in Italia l’ictus rappresenta la terza (e si avvia a divenire la
seconda) causa di morte dopo le malattie cardiovascolari e le neoplasie, causando
il 10-12% di tutti i decessi per anno. Tale riduzione è dovuta sia al maggior
controllo preventivo dei fattori di rischio che al miglioramento delle cure
mediche nelle fasi acute. Ma tale riduzione di mortalità, unita ad un prevedibile
aumento di nuovi casi dovuto all’invecchiamento della popolazione, essendo
l’ictus una patologia età-correlata, provocherà nei prossimi anni un aumento
della prevalenza di casi di persone affette da malattie cerebrovascolari.
Circa la metà di questi casi presenterà una disabilità, che potrebbe richiedere
un trattamento riabilitativo. Tale trattamento è ormai considerato efficace nel
ridurre la disabilità post-ictale, anche se lungo, costoso ed i risultati variabili a
seconda del quadro clinico e della presenza o meno di patologie associate. Il recupero
funzionale dopo stroke è infatti sostenuto da meccanismi molto complessi
ed ancora non del tutto chiari. Questo ha reso necessario identificare fattori realmente
predittivi dell’evoluzione funzionale per cercare di sfruttare al meglio tutte
le risorse disponibili nella fase riabilitativa.
Articolazione
G.1.1 – Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero
in pazienti con grave e recente disabilità post-ictale (Stefano Paolucci)
G.1.2 – Studio caso-controllo: il ruolo del sesso (Stefano Paolucci)
G.1.3 – Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti post-ictali
con cerebrolesione destra ed emidisattenzione (Stefano Paolucci)
G.1.4 – La spalla dolorosa dell’emiplegico (Alessandra Pompa)
G.1.5 – Influenza prognostica dell’incremento dei livelli ematici della Proteina
C-reattiva e del Fibrinogeno sul recupero funzionale dei pazienti con
stroke ischemico (Elio Troisi)
G.2 – PROBLEMATICHE COGNITIVE IN PAZIENTI CON SCLEROSI MULTIPLA
La sclerosi multipla è una malattia ad alto impatto disabilitante, e rappresenta
la prima causa di disabilità di origine neurologica nel giovane adulto. I
578 2006

Ricerca clinica traslazionale
sintomi dovuti alla malattia possono essere motori, sensitivi, sfinterici, visivi,
e cognitivi. L’interesse per questi ultimi disturbi è abbastanza recente, ma di
crescente importanza, in quanto sono frequenti, essendo riscontrati dal 40 al
65% dei casi, e possono condizionare pesantemente la qualità della vita dei
pazienti, dei familiari e dei caregivers.
Articolazione
G.2.1 – Valutazione dei cambiamenti emodinamici in seguito a stimoli
a diversa valenza emozionale in pazienti con sclerosi multipla.
Studio con il doppler transcranico (Maria Grazia Grasso)
G.2.2 – Idrokinesiterapia nel trattamento della sclerosi multipla (Luca Pace)
G.2.3 – Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico
con immunomodulatori in pazienti ambulatoriali
con Sclerosi Multipla (Maria Grazia Grasso)
G.3 – PROBLEMATICHE NEUROPSICOLOGICHE NELLA RIABILITAZIONE
DELLE DISABILITÀ INFANTILI DA CAUSA NEUROLOGICA
Un recente interesse è stato dedicato alle problematiche neuropsicologiche
nella riabilitazione delle disabilità infantili da causa neurologica. Fino a
poco tempo fa la nosografia utilizzava in maniera generica il termine ritardo
mentale in una vasta categoria di cerebropatie, evolutive e non, non differenziando
ulteriormente le varie componenti di tale ritardo. Recentemente si sta
cercando di individuare nell’ambito di tali ritardi i punti di debolezza e di
forza, per cercare di ottimizzare le risorse disponibili.
Articolazione
G.3.1 – Proposta di una nuova batteria neuropsicologica per la Sindrome
di Rett (Maria Rosa Pizzamiglio)
G.3.2 – Studio longitudinale in bambini con rilevante disabilità neurologica
afferenti ad un ospedale di neuroriabilitazione (Daniela Morelli)
G.3.3 – Il profilo neuropsicologico nella sindrome di Wolf-Hirschhorn
(Maria Cristina Cossu)
G.4 – SVILUPPO DI PROTOCOLLI E LINEE GUIDA PER IL TRATTAMENTO RIABILITATIVO
DELLE LESIONI MIDOLLARI E DELLE SINDROMI DA DANNO CEREBELLARE
Tale filone si propone di sviluppare protocolli per il trattamento riabilitativo
delle lesioni midollari, in particolar modo di quelle post-traumatiche, sia complete
che incomplete, per cercare di ottimizzare le risorse disponibili e di raggiungere
la migliore autonomia possibile. Tale patologia è di rilevante interesse
sociale, in particolare per la giovane età della maggior parte dei pazienti affetti.
Si cerca, inoltre, di completare le informazioni riguardo ai postumi delle
lesione cerebellari, in quanto negli ultimi venti anni si è sempre più andato
affermando il concetto che il danno cerebellare non è limitato al solo ambito
2006 579

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
motorio ma presenta importanti effetti anche in ambito cognitivo, con significative
ricadute sulla efficacia del trattamento riabilitativo.
Articolazione
G.4.1 – Sviluppo di protocolli e linee guida per il trattamento riabilitativo
delle lesioni midollari (Marco Molinari)
G.4.2 – Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione
clinico cinematica del cammino (Giorgio Scivoletto)
G.4.3 – Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione del disturbo
di analisi sequenziale in soggetti con patologia cerebellare
(Maria G. Leggio)
G.5 – MESSA A PUNTO DI PROTOCOLLI PER LA GESTIONE
DI PROBLEMATICHE CLINICHE AD ALTO IMPATTO INVALIDANTE
Tale filone si propone di sviluppare protocolli per la gestione di problematiche
cliniche ad alto impatto invalidante, essenzialmente legate ai postumi di
traumatismi stradali, patologia di rilevante interesse sociale, in particolare per
la giovane età della maggior parte dei pazienti. Si propone anche di migliorare
le conoscenze sull’argomento, non solo a fini terapeutico-riabilitativi, ma
anche preventivi.
Articolazione
G.5.1 – I disturbi della consapevolezza e la qualità della vita in paziente
con esiti di trauma cranio-encefalico (TCE) (Rita Formisano)
G.5.2 – Effetti dell’alcol sulle capacità coinvolte nella guida dell’automobile
(Rita Formisano)
G.5.3 – Screening dell’ipopituitarismo in pazienti con trauma cranico
o con emorragia subaracnoidea (Rita Formisano)
G.6 – STUDI DI TIPO FISIOLOGICO APPLICATI ALLE VARIE PROBLEMATICHE RIABILITATIVE
Tale filone è più eterogeneo e si propone di valutare il ruolo e l’efficacia di
nuove proposte strumentali nelle varie problematiche riabilitative, comprendendo
ipotesi di studio sugli adattamenti cardiovascolari e metabolici sia di
soggetti anziani che di atleti disabili, nonché l’utilizzo di metodiche innovative,
tipo guanti e magliette elettroniche, bio-feedback, apparecchi per lo scarico
parziale del peso corporeo ed altri.
Articolazione
G.6.1 – Studio longitudinale degli adattamenti cardio-vascolari e dello sviluppo
delle abilità specifiche in atleti di alto livello praticanti
basket in carrozzina: ottimizzazione delle tecniche di allenamento
(Marco Traballesi)
580 2006

Ricerca clinica traslazionale
G.6.2 – Validazione di metodiche di misura del movimento e delle funzioni
cognitive da applicare ai disturbi funzionali conseguenti
ad encefalopatia vascolare come strumento utile a fini riabilitativi
(Maura Bragoni)
G.6.3 – Sviluppo di protocolli e linee guida per il trattamento per l’impiego
delle tecniche di stimolazione magnetica transcranica
nel recupero funzionale nello stroke (Marco Molinari)
G.6.4 – Trattamento riabilitativo con uso di biofeedback elettromiografico
e articolare in pazienti con esiti di stroke (Luca Pratesi)
G.6.5 – Trattamento riabilitativo con uso di apparecchiature per scarico
parziale del peso corporeo in pazienti con esiti di stroke (Luca Pratesi)
G.6.6 – Effetti dell’esercizio fisico regolare sullo stile di vita, lo stato
funzionale e psicologico del soggetto anziano (Marco Traballesi)
G.6.7 – Studio longitudinale degli adattamenti cardiovascolari e metabolici
in atleti disabili di alto livello praticanti nuoto (Marco Traballesi)
G.1.1 – Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero
in pazienti con grave e recente disabilità post-ictale
(Stefano Paolucci)
La riabilitazione è l’unico trattamento oggi disponibile che sia in grado
di ridurre la disabilità conseguente ad un episodio cerebrovascolare e di
migliorare la prognosi funzionale, nel senso di riduzione dei casi di istituzionalizzazione
e di dipendenza grave. Per ottimizzare le risorse disponibili
sono stati identificati alcuni chiari fattori prognostici, come l’età, la gravità
della lesione neurologica, i deficit neuropsicologici e l’intervallo pre-riabilitativo.
Ma a chi deve essere destinato un trattamento riabilitativo in regime
di ricovero?
Esiste infatti in letteratura una questione molto dibattuta, ovvero se riservare
le risorse disponibili ai casi medio-leggeri, con prognosi funzionale
ovviamente migliore (tesi sostenuta essenzialmente negli USA), o trattare
anche i casi più gravi, con conseguente maggiore dispersione delle risorse.
Nella situazione italiana al momento non esiste alcun tipo di sbarramento,
ma aumentare le conoscenze in questo campo potrebbe essere utile in modo
da poter ottimizzare le risorse disponibili. Va infatti rilevato che l’allungamento
della vita media e il progressivo invecchiamento della popolazione e la
contemporanea riduzione della mortalità post-ictale nelle fasi acute provocherà
nei prossimi anni un aumento dei casi con elevata disabilità e che
richiedono pertanto trattamento riabilitativo.
Lo studio si propone di valutare l’efficacia e l’efficienza del trattamento
riabilitativo ospedaliero in pazienti con grave e recente disabilità post-ictale,
ovvero ricoverati entro 1 mese dall’evento ictale e con grave disabilità (punteggio
Barthel Index di ammissione

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
G.1.2. – Studio caso-controllo: il ruolo del sesso (Stefano Paolucci)
Ci si propone di completare lo studio caso-controllo sul ruolo prognostico
del sesso nel recupero post-ictale. Tale fattore è stato sempre considerato
di importanza secondaria, ma la maggior parte dei dati deriva da studi
con analisi multivariate in cui il peso dei fattori più potenti (età, intervallo
pre-lesionale, gravità neurologica, presenza di disturbi cognitivi…) tendeva
a coprire il ruolo di fattori meno rilevanti. Lo studio, di tipo caso-controllo,
si propone di verificare l’impatto del fattore sesso in due popolazioni di
pazienti ricoverati per riabilitazione di un primo episodio ischemico cerebrale,
omogenee per età, intervallo pre-riabilitativo e gravità neurologica.
Attualmente sono stati arruolati 440 pazienti, 220 maschi e altrettante
femmine, e si sta procedendo all’elaborazione dei dati a disposizione.
G.1.3 – Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti post-ictali
con cerebrolesione destra ed emidisattenzione (Stefano Paolucci)
Lo studio, articolato originariamente su 24 mesi, si proponeva di valutare
se un trattamento con rivastigmina, farmaco inibitore dell’acetilcolinesterasi e
butirrilcolinesterasi, normalmente utilizzato per il trattamento dei disturbi
cognitivi in corso di malattia di Alzheimer, fosse in grado di modificare le performances
cognitive e funzionali di pazienti con cerebrolesione destra postictale
ed allegati deficit visuo-spaziali.
Nonostante la difficoltà di arruolamento, sia per la scarsa frequenza del
disturbo, sia per le difficoltà di concessione del consenso da parte di alcuni
pazienti, ci si propone di continuare lo studio. Infatti attualmente sono stati
arruolati 9 pazienti (4 in trattamento con il farmaco e 5 nel gruppo di controllo).
G.1.4 – La spalla dolorosa dell’emiplegico (Alessandra Pompa)
Il dolore di spalla nel paziente affetto da emisindrome piramidale è una
complicanza frequente, che si osserva generalmente entro 6 mesi dall’evento
ictale. La prevalenza riportata in letteratura varia dal 34% all’84%. Questa
ampia variazione dipende da diversi fattori, essenzialmente metodologici (criteri
diagnostici, di selezione dei pazienti, di variabilità dei tempi di studio…).
Obiettivi
• Il primo obiettivo del nostro studio è quello di valutare la prevalenza
della spalla dolorosa entro 12 mesi dall’evento ictale e le sue importanti ripercussioni
sulla riabilitazione motoria e sull’equilibrio psicologico del paziente.
• Il secondo obiettivo è studiare le cause della spalla dolorosa dell’emiplegico.
Ci aspettiamo di riscontrare alterazioni delle strutture molli periarticolari
in una percentuale di casi superiore a quella riportata in letteratura grazie
alla maggiore sensibilità diagnostica della RM. L’alta prevalenza delle alterazioni
infiammatorie periarticolari giustificherebbe l’alta percentuale di successi
riportati in letteratura del trattamento con infiltrazioni steroidee.
582 2006

Ricerca clinica traslazionale
• Il terzo obiettivo è quello di evidenziare una eventuale correlazione fra
sede della lesione cerebrale, tramite RM encefalo, ed insorgenza del dolore di
spalla.
Verranno inclusi tutti i pazienti ricoverati nel nostro reparto con primo episodio
ictale (ischemico o emorragico) verificatosi nei precedenti 0-12 mesi, di
età compresa fra 18 e 80 anni. Verranno esclusi pazienti con anamnesi positiva
per traumi di spalla o patologie di spalla precedenti all’ictus o condizioni favorenti
le patologie di spalla, come tireopatie e alterazioni discali del tratto cervicale;
e pazienti con gravi deficit cognitivi e/o del linguaggio.
I pazienti arruolati saranno sottoposti a:
– Valutazione della funzione motoria dell’arto superiore tramite Chedoke
Mc Master Arm and Hand Inventory (CAHAI).
– Valutazione del dolore tramite VAS.
– Valutazione della soglia del dolore tramite algometro.
– Valutazione della spasticità tramite scala di Ashworth.
– Valutazione della motilità attiva (quando presente) e passiva di spalla in
abduzione, flesso-estensione, extra e intra-rotazione tramite goniometro standard.
– Valutazione di eventuali deficit della sensibilità superficiale e profonda
e di neglect tramite esame clinico e tests neuropsicologici.
I pazienti con spalla dolorosa (VAS > 4) che persiste da oltre 7 giorni nonostante
la FKT standard, verranno sottoposti a:
– Valutazione di eventuale sublussazione inferiore della gleno-omerale
tramite esame clinico e Rx spalla in proiezione AP.
– Valutazione di eventuali alterazioni delle strutture periarticolari di
spalla tramite ecografia della spalla e RM della spalla.
– Valutazione della sede della lesione cerebrale tramite RM encefalo per evidenziare
una eventuale correlazione fra sede e insorgenza del dolore di spalla.
G.1.5 – Influenza prognostica dell’incremento dei livelli ematici
della Proteina C-reattiva e del Fibrinogeno sul recupero
funzionale dei pazienti con stroke ischemico (Elio Troisi)
Lo studio si inserisce nel filone che indaga sui fattori predittivi sull’outcome
funzionale dei pazienti con ictus. In questo filone si inseriscono numerose
ricerche che hanno evidenziato una stretta correlazione tra livelli ematici
di fibrinogeno e precoci segni di aterosclerosi in individui asintomatici per
patologie cerebrovascolari. Elevati livelli di fibrinogeno possono essere considerati
indicatori, oltre a contribuire alla loro genesi, della formazione e della
progressione delle placche aterosclerotiche. L’aumento dei livelli di fibrinogeno
ematico è stato identificato come un importante fattore di rischio per futuri
eventi cardio-cerebrovascolari in alcuni studi prospettici a lungo termine in
individui sani ed in pazienti con coronaropatia. Il fibrinogeno sembra incrementarsi
nella prima fase acuta dopo un evento cerebrovascolare insieme ad
2006 583

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
altre proteine infiammatorie. A tale riguardo sono stati rilevati nei pazienti con
stroke durante la fase acuta aumento dei valori di citochine infiammatorie e
Proteina c- reattiva (PCR). Inoltre livelli aumentati di PCR sono stati associati
con una prognosi più severa nei pazienti con stroke ischemico.
Scopo dello studio è quello di investigare e comparare l’influenza dei
livelli ematici del fibrinogeno e del PCR sull’outcome dei pazienti al primo
stroke durante un periodo di riabilitazione.
Il protocollo sperimentale prevede al momento del ricovero una attenta
raccolta dei dati anamnestici e dei fattori di rischio per patologie cerebrovascolari
(diabete, fumo di sigaretta, ipertensione arteriosa, stenosi carotidee,
cardiovasculopatie) ed un esame obiettivo neurologico. Per misurare la severità
dello stroke verrà utilizzata la Canadian Neurological Scale (CNS). Dati
funzionali sul grado di autonomia nelle attività di vita quotidiana saranno
valutati tramite il Barthel Index (BI) e sullo stato della mobilità con la Rivermead
Mobility Index (RMI). Le scale di valutazione funzionali (BI e RMI)
saranno effettuate all’inizio ed alla fine del periodo di degenza presso il nostro
Istituto e dopo un periodo di follow-up a 24 mesi. Tutti i pazienti effettueranno
inoltre una valutazione neuropsicologica per evidenziare eventuali
deficit cognitivi che possono influenzare il decorso riabilitativo (linguaggio,
eminattenzione, attenzione, memoria).
Saranno effettuati all’inizio ed alla fine del periodo di degenza prelievi
ematici per l’analisi dei livelli di PCR e fibrinogeno oltre ad altri esami ematologici
di routine (colesterolo, trigliceridi, VES, prove di funzionalità epatica e
renale, elettroliti, etc).
G.2.1 – Valutazione dei cambiamenti emodinamici in seguito a stimoli
a diversa valenza emozionale in pazienti con Sclerosi Multipla.
Studio con il doppler transcranico (Maria Grazia Grasso)
Lo studio, articolato in 24 mesi, si propone di verificare se nei pazienti
affetti da Sclerosi Multipla si possa evidenziare un’alterazione nel riconoscimento
di stimoli a diverso contenuto emozionale. Per tale motivo si stanno valutando,
mediante doppler transcranico, una serie di pazienti con sclerosi multipla
durante la fase di riabilitazione neuromotoria, per verificare se si registrino cambiamenti
della velocità di flusso in entrambe le Arterie Cerebrali Medie durante
la visione di una sequenza di diapositive a diversa valenza emozionale in una
popolazione di pazienti.
Allo stato attuale sono stati inclusi nello studio 5 pazienti affetti Sclerosi
Multipla ricoverati presso la Fondazione Santa Lucia e 20 soggetti sani comparabili
per età, sesso, scolarità e livello socio-economico.
G.2.2 – Idrokinesiterapia nel trattamento della Sclerosi Multipla
(Luca Pace)
Introduzione
La disponibilità di nuovi trattamenti farmacologici quali copolimero,
interferone, mitoxantrone, immunoglobuline ha modificato radicalmente, nel
584 2006

Ricerca clinica traslazionale
corso degli ultimi anni, l’approccio al paziente con Sclerosi Multipla. Oggi
infatti è accresciuto notevolmente l’interesse sul livello di qualità della vita e
più in generale sui bisogni del paziente disabile. Ha così assunto un ruolo centrale
nel trattamento, il momento riabilitativo che non viene più inteso come un
semplice intervento sulla funzione motoria, ma bensì un approccio articolato per
obiettivi che ha come scopo quello di favorire le strategie di recupero ottimizzando
le capacità residue del paziente.
Le tecniche riabilitative motorie, che rispetto ad altre patologie neurologiche
sono differenziate per modalità e tempi di applicazione, sono integrate da
protocolli di riabilitazione cognitiva, terapia occupazionale, respiratoria, urologica,
visiva e foniatrica in modo che l’approccio al paziente sia globale e permetta
il mantenimento della qualità di vita sua e della famiglia che lo circonda.
Tra queste l’idrokinesiterapia rappresenta un approccio riabilitativo diffusamente
utilizzato nel trattamento della Sclerosi Multipla in special modo
nelle prime fasi della malattia. La sua applicazione è con certezza apprezzata
da un certo numero di pazienti che riferiscono di trarne giovamento ma la
carenza di letteratura riguardo questo argomento non ci permette ancora di
arrivare ad alcuna conclusione in merito sia sull’effettiva efficacia del trattamento
che sulla selezione dei pazienti da trattare.
Obiettivi
• Valutare l’efficacia ed i limiti del trattamento riabilitativo in acqua in
pazienti con diagnosi di SM.
• Valutare il sottogruppo di pazienti con SM da indirizzare al trattamento.
Verranno studiati tutti i pazienti ricoverati presso l’IRCCS S. Lucia con
diagnosi di Sclerosi Multipla. Tutti i pazienti verranno valutati dal neurologo
e dal fisiatra e saranno valutate la disabilità funzionale, la fatica e la mobilità
del paziente con le scale funzionali (Expanded Disability Status Scale con i
Sistemi Funzionali, Barthel Index, Fatigue Severity Scale, Rivermead Mobility
Index). Saranno inoltre eseguite le valutazioni pneumologiche, neuropsicologiche,
foniatriche, oculistiche e ortottiche.
Sarà selezionato un gruppo di pazienti che eseguirà un ciclo di Idrokinesiterapia
associato alla Fisiokinesiterapia ed un gruppo che eseguirà soltanto
Fisiokinesiterapia in regime intensivo (2 sedute quotidiane). La durata del
trattamento sarà di 2 mesi. Quando ritenuto necessario i pazienti saranno
inseriti in terapia occupazionale, respiratoria, cognitiva, foniatrica, urologia e
ortottica.
G.2.3 – Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico
con immuno-modulatori in pazienti ambulatoriali
con Sclerosi Multipla (Maria Grazia Grasso)
Negli ultimi anni si stanno utilizzando farmaci immuno-modulatori nella
Sclerosi Multipla per cercare di ridurre la frequenza delle ricadute e rallentare
il decorso clinico. I farmaci più utilizzati sono i Beta-Interferoni, molecole
2006 585

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
fisiologiche prodotte dall’organismo stesso che regolano le risposte immunitarie,
disponibili in tre preparazioni farmacologiche, ed il Copolimero 1 o Glatiramer
acetato, che ha attività simile a quella degli interferoni ed è costituito
da una miscela di aminoacidi che simulano la composizione di una proteina
della mielina, riducendo così la reazione del sistema immunitario contro la
mielina del sistema nervoso.
La situazione attuale dei dati non permette un giudizio di preferenza per
uno degli immuno-modulatori descritti; indicazioni sicure a questo riguardo
deriveranno dagli studi di comparazione diretta in corso, di cui finora sono
stati pubblicati solo dati preliminari.
Obiettivi
Gli scopi del nostro studio saranno quelli di verificare nei pazienti
con SM che afferiscono all’ambulatorio della Fondazione la frequenza del
trattamento farmacologico con immunomodulatori, la sua efficacia in termini
di numero di ricadute cliniche e di disabilità, il numero dei drop-out
e le eventuali modificazioni terapeutiche durante un periodo di follow-up di
3 anni.
Saranno inclusi nello studio pazienti afferenti all’ambulatorio della nostra
struttura, con diagnosi di Sclerosi Multipla, definita secondo i recenti criteri
di Mc Donald (McDonald W.I., Compston A. et al. (2001) Ann Neurol 50:
121-127), con una stabilità clinica di malattia di almeno tre mesi, in terapia
farmacologia con immuno-modulatori. Saranno esclusi i pazienti con un follow-up
inferiore ad un anno e che mostreranno dati insufficienti.
Per valutare lo stato di gravità della malattia, ogni paziente sarà sottoposto
alla somministrazione della Expanded Disability Status Scale di Kurtzke
(EDSS) (Kurtzke J.F. (1983) Neurology 33: 1444-1452) con i sistemi funzionali
alla prima visita ed ogni sei mesi per i tre anni di follow-up.
G.3.1 – Proposta di una nuova batteria neuropsicologica
per la Sindrome di Rett (Maria Rosa Pizzamiglio)
Lo studio, articolato in 24 mesi, si prefigge di contribuire allo studio
delle caratteristiche specifiche del profilo di sviluppo cognitivo della
sindrome di Rett (SR), una malattia genetica rara, che interessa prevalentemente
le persone di sesso femminile, caratterizzata da gravi disturbi
cognitivo-comportamentali, mediante la proposizione di una nuova batteria
neuropsicologica, con caratteristiche potenzialmente di maggiore specificità
e sensibilità rispetto agli strumenti neuropsicologici di uso corrente. La
batteria di test è già stata somministrata a 9 soggetti di età compresa tra
i 3 e gli 11 anni provenienti dalle regioni: Emilia Romagna, Lazio e
Umbria.
I referti genetici forniti dalle famiglie evidenziano come tutti i soggetti
presentino una mutazione de novo. Dalle risonanze magnetiche (RMN) non
emerge alcuna anomalia, mentre i tracciati EEG, nella maggioranza dei casi,
sottolineano la presenza di epilessia. I primi dati evidenziano una maggiore
variabilità nei punteggi ottenuti alla Scala Motoria (Scale Bayley) rispetto a
586 2006

Ricerca clinica traslazionale
quelli ottenuti nella Scala Mentale (Scale Bayley e Scale Ordinali dello Sviluppo
Psicologico di Ugiris-Hunt), confermando così il gravissimo ritardo
cognitivo caratteristico di questa patologia.
I dati ottenuti saranno successivamente sottoposti ad analisi statistica per
individuare l’esistenza di una migliore efficacia valutativa di alcuni strumenti
rispetto agli altri.
G.3.2 – Studio longitudinale in bambini con rilevante disabilità
neurologica afferenti ad un ospedale di neuroriabilitazione
(Daniela Morelli)
Lo studio si propone di studiare in maniera particolareggiata una popolazione
di bambini con rilevante disabilità neurologica afferenti ad un
ospedale di neuroriabilitazione. Tale popolazione è normalmente molto
eterogenea, e comprende bambini con cerebropatie sia non evolutive (essenzialmente
postumi di paralisi cerebrali infantili) che evolutive (sindromi
genetiche).
In particolare, ci si propone, attraverso la creazione di un “ database ”
elettronico, di evidenziare in maniera esaustiva le diverse caratteristiche
della disabilità, individuando per ciascuna patologia i punti di debolezza e di
forza, e di valutare in maniera seriale le variazioni delle prestazioni cognitive
e motorie, partendo dall’inizio dei trattamenti abilitativi e seguendo tale
popolazione durante tutto il suo percorso riabilitativo. In tale modo sarà possibile
preparare attendibili studi di prognosi per cercare di ottimizzare le
risorse disponibili.
G.3.3 – Il profilo neuropsicologico nella sindrome di Wolf-Hirschhorn
(Maria Cristina Cossu)
Attualmente inserito nella Ricerca Corrente della nostra Fondazione
Santa Lucia IRCCS è in corso di svolgimento uno studio sulla sindrome di
Wolf-Hirschhorn, che ha lo scopo di delineare il profilo neuropsicologico
degli individui affetti, al fine di poter formulare protocolli abilitativi/riabilitativi
specifici, finalizzati a massimizzare il loro potenziale di sviluppo. Al
momento, come previsto nello scorso rendiconto, rispetto ai 59 casi conosciuti,
sono stati valutati 55 soggetti; dei restanti quattro, 3 hanno rifiutato e 1
ancora, a causa delle gravi complicazioni mediche, non ha potuto sostenere il
protocollo di screening previsto.
Gli studi preliminari condotti sembrano confermare l’ipotesi del progetto,
ovvero la presenza di un fenotipo neuropsicologico specifico della sindrome
di Wolf-Hirschhorn. Durante la raccolta dati, siamo venuti a conoscenza della
presenza di altri 32 casi presenti sul territorio nazionale; il campione italiano
sembrerebbe essere costituito nella sua totalità da 91 individui.
Sarebbe importante poter proseguire la raccolta dati allo scopo di conoscere
l’intero campione italiano, ed effettuare tutte le elaborazioni previste
sull’intera popolazione. Tale studio sarebbe il primo in relazione a una malattia
genetica rara.
2006 587

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
G.4.1 – Sviluppo di protocolli e linee guida per il trattamento
riabilitativo delle lesioni midollari (Marco Molinari)
Scopo dello studio, articolato in 36 mesi e partito nel 2004, è valutare le
caratteristiche cinematiche del passo di pazienti con postumi di lesione
midollare post-traumatica incompleta, aventi lo stesso punteggio basale di
una specifica scala di valutazione (WISCI), integrando la scala con parametri
derivati da altre valutazioni, e praticanti trattamento riabilitativo intensivo, al
fine di valutare i fattori che influenzano la deambulazione.
I pazienti sono sottoposti a studio clinico mediante varie scale per misurare
lo stato neurologico, l’equilibrio, la spasticità, il dolore; sono stati sottoposti
a studio della deambulazione con WISCI, e prove di deambulazione
(Timed Up and Go, six min walking, ten mt walking); analisi cinematica del
cammino; studio del consumo energetico. Si sta procedendo alla valutazione
della deambulazione in tali pazienti, sia prima che dopo trattamento della
spasticità dei muscoli degli arti inferiori con tossina botulinica, trattamento
appunto volto a ridurre la spasticità stessa. Al momento sono stati esaminati
circa 70 pazienti con lesione midollare incompleta.
G.4.2 – Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione
clinico cinematica del cammino (Giorgio Scivoletto)
Lo studio si propone di sviluppare un protocollo di valutazione clinica e
un’indagine di fattibilità della deambulazione dei soggetti con lesioni midollari
basato sull’utilizzo dell’analisi cinematica del cammino.
L’analisi cinematica del movimento (gait analysis) è stata finora utilizzata
principalmente nell’ambito della ricerca sperimentale e solo saltuariamente
in ambito di ricerca clinica. In realtà la analisi del movimento può
rivestire un ruolo fondamentale anche nella pratica clinica e riabilitativa, e
se associato a un accurato esame obiettivo può rappresentare anche un
valido strumento diagnostico per molteplici patologie dell’apparato locomotorio.
Attraverso l’analisi del movimento è possibile avere i dati cinematici e
cinetici necessari per valutare il grado e il tipo di disabilità del paziente,
mettendo il riabilitatore in condizione di elaborare un ipotetico piano di
trattamento. Successivamente, grazie alle ulteriori valutazioni, è possibile
verificare la reale efficacia dell’intervento riabilitativo. Tale metodica di analisi
della marcia risulta sicuramente di facile realizzazione, ripetibile e più
obiettiva rispetto al tradizionale studio deambulatorio attraverso la semplice
osservazione clinica del paziente e alla somministrazione di scale cliniche
di valutazione.
Attualmente nella pratica clinica è possibile valutare la capacità di deambulazione
dei soggetti con lesione midollare attraverso la valutazione strumentale
del cammino per mezzo di apparecchi in grado di fornire informazioni
sulla cinematica del movimento basati sull’acquisizione delle coordinate
cartesiane relative a specifici markers applicati sui segmenti corporei da analizzare.
Per lo studio della cinematica degli arti inferiori durante la deambulazione
vengono utilizzati specifici apparecchi tra loro interfacciati quale quello
588 2006

Ricerca clinica traslazionale
utilizzato per questo studio rappresentato da una comune videocamera digitale
Canon MV5i, un PC IBM ed il KineView.
Il KineView è un software di analisi del movimento in 2D, sviluppato in
ambiente Windows XP, in grado di rilevare ed analizzare i cambiamenti di posizione
di particolari marcatori applicati sul corpo dei soggetti in esame. I markers
utilizzati in questo progetto sono di tipo passivo, si limitano cioè a trasferire
segnali ottici riflessi ad una telecamera senza emissione di ultrasuoni, ed hanno il
vantaggio di non avere fili per l’alimentazione ad essi collegati garantendo al soggetto
una maggiore libertà di movimento. Tali markers, di colore bianco e del diametro
approssimativo di 2.5 cm, devono essere posizionati con del nastro bi-adesivo
sull’arto di interesse, prima dell’acquisizione video, in corrispondenza di
punti anatomici ben definiti, secondo quanto previsto dal modello biomeccanico
di Helen Hayes (Kadaba M.P., Ramakrishnan H.K.,Wootten M.E. (1990) J Orthop
Res 8(3): 383-392). Le immagini video vengono acquisite ad una frequenza di
campionamento di 25 fotogrammi al secondo con una videocamera digitale posta
ad una distanza di 4 metri dal piano di progressione e perpendicolarmente allo
stesso e vengono poi elaborate attraverso il software in dotazione per ricavarne le
rispettive coordinate in mm su un piano di assi cartesiani. Dal filmato acquisito
mediante KineView vengono quindi ricavati i seguenti parametri spazio-temporali
relativi alla deambulazione del soggetto in esame: velocità del cammino (walk
speed), cadenza (cadence), simmetria del passo (stride simmetry), lunghezza del
passo (stride length), lunghezza del semipasso (step length), durata della fase di
carico (stand phase), durata della fase di oscillazione (swing phase), durata della
fase di doppio appoggio (double support); vengono inoltre calcolate per l’articolazione
tibio-tarsica il valore dell’angolo articolare, la velocità angolare e l’accelerazione
angolare in ciascun fotogramma. Tutti i dati vengono salvati e registrati
sotto forma di grafici ed esportati su Excel per ulteriori elaborazioni e per la
documentazione del lavoro effettuato.
G.4.3 – Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione
del disturbo di analisi sequenziale in soggetti con patologia
cerebellare (Maria G. Leggio)
In conseguenza della dimostrazione sia della complessità di rapporti anatomici
che della stretta interdipendenza funzionale tra cervelletto e corteccia,
l’interpretazione della organizzazione del sistema cerebro cerebellare è stata
oggetto di una profonda revisione negli ultimi anni (Molinari et al., 2002). Di
particolare interesse a tal proposito è il riconoscimento che cervelletto e corteccia
agiscono in sintonia anche in compiti non motori e che il “ coupling ”
funzionale non è limitato alle strutture frontali ma riguarda anche aree associative
parietali, prefrontali e limbiche.
Nell’ambito delle diverse teorie inerenti il funzionamento dei circuiti cerebellari
è stato proposto che una possibile chiave di lettura dell’intervento
cerebellare in ambito motorio sia la capacità di riconoscere e controllare la
generazione delle sequenze necessarie per l’attuazione dei movimenti pluriarticolari
(Braitenberg et al., 1997). È stato ipotizzato, quindi, che un ruolo specifico
del cervelletto tanto in compiti motori (Braitenberg et al., 1997) quanto
2006 589

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
in compiti cognitivi (Molinari and Petrosini, 1997) sia proprio quello di riconoscere
e generare sequenze.
Analizzare ed elaborare informazioni seriali rappresenta un’abilità fondamentale
per acquisire conoscenze sia attraverso l’esperienza (apprendimento
implicito) che intenzionalmente (apprendimento dichiarativo). A
questo proposito, alcune evidenze cliniche sono proprio indicative di un
ruolo cerebellare nell’apprendimento implicito di sequenze visuomotorie
(Pascual-Leone et al., 1993; Molinari et al., 1997). In particolare, lo studio di
soggetti con patologie cerebellari focali ha permesso di individuare l’elemento
cruciale del danno cerebellare nella difficoltà di pazienti di riconoscere
la presenza di sequenze spaziali presentate in modalità visiva (Molinari
et al., 1997). D’altra parte, lo specifico coinvolgimento cerebellare
nell’analisi delle caratteristiche di prevedibilità degli stimoli (Tesche and
Karhu, 2000) e nella fase di attesa del segnale sensoriale (Ivry, 2000) è stato
recentemente dimostrato.
– Braitenberg V., Heck D. and Sultan F. (1997) Behavioural and Brain Sciences 20:
229-277.
– Ivry R. (2000) Hum Brain Mapp 9: 115-118.
– Molinari M., Leggio M.G., Solida A., Ciorra R., Misciagna S., Silveri M.C. and
Petrosini L. (1997) Brain 120: 1753-1762.
– Molinari M. and Petrosini L. (1997) Behav Brain Sci 20: 259-260.
– Molinari M., Filippini V., Leggio M.G. (2002) Neuroscience 111: 863-870.
– Pascual-Leone A., Grafman J., Clark K., Stewart M., Massaquoi S., Lou J.S., Hallett
M. (1993) Ann Neurol 34: 594-602.
– Tesche C.D. and Karhu J.J. (2000) Hum Brain Mapp 9: 119-142.
G.5.1 – I disturbi della consapevolezza e la qualità della vita in paziente
con esiti di trauma cranio-encefalico (TCE) (Rita Formisano)
Il protocollo di studio propone l’impiego di strumenti di valutazione con
l’obiettivo di approfondire i disturbi della consapevolezza nel paziente con
esiti di trauma cranio-encefalico (TCE). I disturbi della consapevolezza del
sé assumono un ruolo cruciale nella partecipazione ed efficacia del trattamento
riabilitativo. Spesso i pazienti con esiti di TCE hanno difficoltà a percepire
i loro deficit o l’impatto che questi possono avere nella loro quotidianità.
Il paziente con disturbi di consapevolezza evidenzia un profilo tipico:
si mostra scarsamente motivato, poco collaborante ed ha un atteggiamento
ostile nei confronti della terapia, con conseguente insuccesso della stessa.
L’ostilità nei confronti dei membri dello staff della riabilitazione, la diminuita
o assente partecipazione attiva al trattamento e la scarsa attitudine al
cambiamento, sono tutti fattori che compromettono la riabilitazione,
aumentano il distress tra paziente e caregiver (la persona maggiormente
coinvolta nell’assistenza) e limitano il reinserimento sociale. Ne consegue
l’importanza di indagare i disordini della consapevolezza in fase precoce e
durante il reinserimento familiare.
590 2006

Ricerca clinica traslazionale
L’indagine vedrà coinvolti il paziente, il caregiver e il clinico, ai quali
saranno somministrate, in separata sede, delle scale di valutazione successivamente
poste a confronto. Il confronto permetterà di valutare la possibile
discrepanza tra la percezione delle problematiche esperite dal paziente con la
reale difficoltà quotidiana vista dal caregiver e la gravità dei deficit cognitivocomportamentali
secondo il giudizio del clinico. L’approfondimento delle
suddette aree risulta importante ai fini di stabilire un piano di intervento
riabilitativo individuale mirato.
Saranno studiati 20 pazienti affetti da esiti di TCE con scala di valutazione
del coma di Glasgow (GCS) in fase acuta, con Levels of Cognitive Functioning
(LCF) maggiore o uguale a 6, di età compresa tra 15 e 60 anni alla
data dell’intervista e di età minima di 15 anni alla data dell’incidente. Ai
pazienti si somministreranno i seguenti strumenti di valutazione: Awareness
Questionnaire versione familiare e paziente; la Patient Competency Rating
Scale (PCRS) nelle versioni per il paziente, familiare e clinico; la Patient Competency
Rating Scale Neurorehabilitativity (PCRS-NR) nelle versioni paziente
e familiare; il Neuropsychiatric Inventory (NPI); il Neurobehavioral Rating
Scale (NBRS); la Self Awareness of deficit Interview (SADI); la Awareness of
deficit Interview (ADI); QOLIBRI’.
G.5.2 – Effetti dell’alcol sulle capacità coinvolte nella guida
dell’automobile (Rita Formisano)
Lo studio si propone di valutare gli effetti dell’alcol, a differenti livelli di
concentrazione nel sangue, sulle capacità cognitive principalmente coinvolte,
ovvero le funzioni attentive ed esecutive, durante la guida di un autoveicolo,
con l’intento di verificare l’adeguatezza dei limiti imposti dalla
legge. In particolare, si propone di valutare la velocità di risposta ad uno stimolo;
la capacità di mantenersi concentrati su un compito per un periodo
prolungato; la capacità di focalizzare la propria attenzione senza distrarsi;
la possibilità di riuscire a svolgere due compiti contemporaneamente;
l’abilità a pianificare le azioni necessarie per risolvere un problema; e la
capacità di valutare il rischio legato al proprio comportamento in situazioni
problematiche. Lo studio si prefigge dunque di valutare le suddette capacità,
in soggetti volontari di entrambi i sessi, in buone condizioni di salute,
di età compresa tra 18 e 60 anni.
Per la gestione della presente sperimentazione, si prevedono trattamenti e
procedure standard di uso corrente costituiti dalla somministrazione di test
computerizzati per la valutazione delle diverse capacità attentive (Test per l’Esame
dell’Attenzione – T.E.A. di Zimmermann e Fimm), di un Test di Fluenza
Verbale e di un Questionario per la valutazione delle competenze strategiche
della guida di un veicolo. La somministrazione delle diverse prove avverrà in
due differenti momenti: in condizioni di sobrietà e dopo assunzione di alcol,
al raggiungimento del tasso alcolico nel sangue previsto dalla vigente normativa
in materia (0,5 g/l). L’etanolo nel sangue è rilevato in maniera indiretta,
tramite un etilometro che, attraverso l’espirazione del soggetto, permette di
ottenere tale parametro.
2006 591

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
Ogni somministrazione sarà eseguita valutando contemporaneamente
anche il flusso sanguigno cerebrale del soggetto sottoposto alle diverse prove,
attraverso l’applicazione del Doppler Transcranico. L’ultrasonografia doppler
transcranica è infatti una metodica che consente di rilevare la velocità, la direzione
e le caratteristiche del flusso nelle arterie cerebrali mediante un fascio
ultrasonoro ad emissione pulsata con frequenza di 2 MHz. Attraverso tale
indagine sarà dunque possibile esaminare l’effetto dell’aumento progressivo
del tasso alcolemico sull’attività emodinamica cerebrale.
G.5.3 – Screening dell’ipopituitarismo in pazienti con trauma cranico
o con emorragia subaracnoidea (Rita Formisano)
Nella letteratura scientifica internazionale e nella comune pratica clinica
la valutazione della funzione ipofisaria non viene effettuata nel management
di pazienti che hanno subito un trauma cranico o emorragie sub-aracnoidee.
Ciò malgrado sia frequente il riscontro in tali condizioni patologiche di alterazioni
significative della funzione ipofisaria sia in considerazione della peculiare
localizzazione dell’ipofisi all’interno della sella turcica, sia per la delicatezza
delle strutture infundibolo-ipotalamiche che ne assicurano la funzione e
per il vulnerabile rifornimento ematico della ghiandola. In effetti studi autoptici
datati più di 30 anni fa, avevano dimostrato che sino ad un terzo dei
pazienti che avevano subito un trauma cranico fatale presentavano la necrosi
dell’ipofisi anteriore.
Pertanto appare stridente il contrasto tra ripetuti singoli casi di pazienti
con ipopituitarismo post-traumatico e la mancanza di trials prospettici diagnostico-terapeutici
miranti a evidenziare il peso epidemiologico dell’insufficienza
ipofisaria correlata con i traumi cranici e altre patologie endocraniche.
A legittimare l’ipotesi di un simile studio è l’evidenza da dati preliminari
recenti che un qualche grado di ipopituitarismo sia presente in circa il 40% di
pazienti che hanno subito traumi cranici moderati e severi.
Obiettivi
Sottoporre i pazienti ad accertamenti basali e dinamici di I e II livello e se
necessario ad ulteriori accertamenti dinamici di III livello, allo scopo di valutare
la funzione ipotalamo-ipofisaria dopo 3 mesi dall’ingresso nell’Unità
Post-Coma (T0) e ad 1 anno dalla dimissione (T1).
G.6.1 – Studio longitudinale degli adattamenti cardio-vascolari
e dello sviluppo delle abilità specifiche in atleti di alto livello
praticanti basket in carrozzina: ottimizzazione delle tecniche
di allenamento (Marco Traballesi)
Lo scopo del presente progetto di ricerca, articolato in 24 mesi e partito nel
2005, è quello di eseguire dei test di valutazione funzionale su una squadra agonistica
di basket in carrozzina, uno dei più popolari sport di squadra nelle competizioni
paraolimpiche, durante le varie fasi della stagione agonistica, al fine
592 2006

Ricerca clinica traslazionale
di fornire agli allenatori e ai preparatori atletici informazioni scientifiche, per
ottimizzare l’allenamento.
Il progetto prevede due fasi. Al momento è stata completata la prima fase,
relativa al periodo di osservazione e scelta dei test di valutazione funzionale ad
inizio della stagione agonistica, su 11 atleti, di cui 7 paraplegici e 4 amputati.
La seconda fase prevede l’applicazione dei test di valutazione funzionale nelle
varie fasi della stagione agonistica.
I test saranno di due tipologie differenti. Il primo tipo di test (massimo consumo
di ossigeno) riguarderà l’aspetto strettamente metabolico e verrà effettuato,
mediante metabolimetro COSMED K4 b2, ad inizio, metà e fine campionato.
Il secondo gruppo di test valuterà le caratteristiche specifiche del gesto
tecnico del basket (capacità di controllo e di regolazione dei movimenti), e
verrà effettuato dall’inizio alla fine del campionato con cadenza bimestrale.
G.6.2 – Validazione di metodiche di misura del movimento
e delle funzioni cognitive da applicare ai disturbi funzionali
conseguenti ad encefalopatia vascolare come strumento utile
a fini riabilitativi (Maura Bragoni)
Il progetto, articolato in 24 mesi e partito nel 2005, si propone di esplorare
le possibilità offerte dalle odierne modalità di interazione multimodale uomomacchina
per dotare il medico di strumenti di misura quantitativa e qualitativa
da applicare agli esiti funzionali successivi ad encefalopatia infartuale. In
particolare lo studio si propone di realizzare un primo prototipo di piattaforma
hardware-software modulare, espandibile nel tempo, che consenta al
medico di disporre, in unico apparecchio, di modalità avanzate, complementari
ed integrate di misura delle funzioni motorie, respiratorie e cognitive, al
fine di rendere tali misure sempre più sensibili e specifiche.
La piattaforma sarà composta da un sistema di acquisizione per la misurazione
di segnali cinestetici provenienti da stoffe sensorializzate (tipo guanto o
maglietta estremamente leggeri e vestibili con numerosi sensori di bending e di
switch realizzati nel laboratorio ISIM_Garage dell’Università di Tor Vergata).
Nella prima parte del progetto ci si è dedicati allo sviluppo di una prima versione
dell’hardware e del software necessari all’acquisizione dei dati biofisici. A
breve cominceranno i test di usabilità del suddetto pannello di controllo.
G.6.3 – Sviluppo di protocolli e linee guida per il trattamento
per l’impiego delle tecniche di stimolazione magnetica transcranica
nel recupero funzionale nello stroke (Marco Molinari)
Il presente progetto, articolato in 24 mesi e partito nel 2005, si propone di
indagare le influenze della stimolazione magnetica ripetitiva transcranica
sulla rappresentazione motoria corticale in Corteccia Motoria Primaria (M1)
in relazione alle diverse fasi del recupero funzionale nei soggetti con postumi
di stroke. La Stimolazione Magnetica Transcranica (SMT) è una tecnica neurofisiologica
non invasiva che permette lo studio della rappresentazione
motoria corticale e della funzionalità delle vie motorie centrali eccitando o
2006 593

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
inibendo la corteccia cerebrale con una risoluzione temporale molto precisa.
La SMT è specificamente utile per l’analisi della riorganizzazione a breve e
lungo termine delle efferenze corticali motorie dopo varie patologie: ablazione
emisferica corticale, lesioni midollari, amputazione, prolungata immobilizzazione,
altre patologie del SNC. È noto ormai da alcuni decenni che l’attività
motoria ed in generale il flusso informativo di circuiti cerebrali tendono a
modellare l’attività corticale con variazioni anche significative dell’organizzazione
spaziale delle mappe somatotopiche sia motorie che sensitive, in particolare
nelle aree primarie.
Si è già proceduto alla definizione dei parametri di stimolazione ripetitiva
e della soglia di eccitabilità motoria dopo stimolazione magnetica focale delle
aree motorie dell’emisfero affetto e di quello controlaterale ed è stata iniziata
una valutazione preliminare per lo sviluppo di un protocollo di trattamento
per soggetti con spasticità secondaria a lesione vascolare ischemica.
G.6.4 – Trattamento riabilitativo con uso di biofeedback elettromiografico
e articolare in pazienti con esiti di stroke (Luca Pratesi)
Scopo dello studio, articolato in 24 mesi e partito nel 2005, è valutare
l’efficacia di un programma di biofeedback elettromiografico applicato in condizioni
statiche e dinamiche e finalizzato al recupero della funzione deambulatoria
in pazienti affetti da esiti di stroke, comparati con un gruppo di soggetti
affetti dalla stessa patologia e trattati con metodiche neuromotorie tradizionali.
Il biofeedback è una metodica che permette un auto-apprendimento e
condizionamento e rappresenta una metodica in grado di migliorare alcune
prestazioni riabilitative, sia in termini di reclutamento che di rilasciamento.
L’apparecchio in uso rappresenta un’evoluzione dal punto di vista tecnologico,
in quanto permette il controllo e la registrazione di vari parametri clinici. La
peculiarità di questo tipo d’intervento riabilitativo è che può agire, a differenza
di altre metodiche, anche sulla qualità del passo, parametro spesso trascurato.
Attualmente sono stati studiati sei pazienti (tre soggetti trattati con biofeedback
e tre di controllo).
G.6.5 – Trattamento riabilitativo con uso di apparecchiature
per scarico parziale del peso corporeo in pazienti
con esiti di stroke (Luca Pratesi)
Il trattamento riabilitativo dello stroke deve mirare a minimizzare la
menomazione, prevenire le complicanze e migliorare le prestazioni funzionali
dei soggetti colpiti, sia per incrementare il benessere psico-fisico e la qualità
di vita degli stessi, che per un’ottimale distribuzione delle risorse economiche
a disposizione della comunità. Già da anni è emerso in riabilitazione il concetto
di un approccio “ task-specific ” (Carr J. and Shepherd R. (1998) Neurological
Rehabilitation. Oxford: Butterworth & Heinemann), per cui il soggetto
che deve essere riabilitato in una determinata prestazione funzionale deve
esercitarsi ripetutamente in quel compito: così la rieducazione del cammino
implica che il paziente venga esercitato nella marcia, piuttosto che essere sot-
594 2006

Ricerca clinica traslazionale
toposto a lunghe, preliminari sedute di esercizi sul lettino per tentare di inibire
l’ipertonia (Hesse S. (2004) Restor Neurol Neurosci 22: 359-369).
Per questo obiettivo si dimostra interessante il trattamento terapeutico del
recupero della deambulazione di pazienti affetti da esiti di stroke, su treadmill
con parziale sospensione del carico, che ha il suo razionale nella possibilità di
allenare i central pattern generators, responsabili di schemi elementari di
deambulazione in animali da esperimento portatori di lesioni spinali, attraverso
un compito locomotorio ripetitivo. Il trattamento su treadmill con
sospensione di carico, ha tuttavia lo svantaggio di richiedere un elevato impegno
assistenziale, di due o tre terapisti per assistere i pazienti più gravemente
compromessi, durante l’esercitazione terapeutica. Apparecchiature quali il
Gait-Trainer I della Reha-Stim®, consentono di esercitare i pazienti con lo
stesso risultato funzionale, impegnando un solo terapista e con un innegabile
vantaggio in termini di utilizzazione delle risorse disponibili.
G.6.6 – Effetti dell’esercizio fisico regolare sullo stile di vita, lo stato
funzionale e psicologico del soggetto anziano (Marco Traballesi)
L’obiettivo del presente progetto è quello di incrementare il livello di attività
fisica in soggetti ultrasessantenni e di valutare gli effetti dell’esercizio
regolare sullo stile di vita e sui parametri fisiologici, psicologici e funzionali.
Verrà effettuata una visita clinica con elettrocardiogramma e spirometria al
fine di valutare le condizioni cliniche di base dei soggetti arruolati nello studio
ed escludere coloro che presentano patologie controindicanti la pratica
dell’ attività programmata.
Nei soggetti arruolati verranno quindi effettuati prima dell’inizio dell’attività
fisica test di valutazione funzionale dello stato di efficienza fisica, test psicologici
e sulla qualità della vita, valutazione antropometrica. Il periodo di
attività fisica prevede, per 6 mesi, 2-3 sedute di allenamento settimanali della
durata ciascuna di un’ora, ad intensità submassimale per le varie tipologie di
esercizi. L’allenamento verrà effettuato in gruppi di 10-15 persone, sotto la
guida di tecnici sportivi laureati in Scienze Motorie con specializzazione in
Attività Motoria Preventiva e Adattativa. Le sedute di allenamento prevedranno
una parte costituita da attività di tipo aerobico ed una parte costituita
da esercizi a carico naturale e/o con attrezzi di facile reperibilità eseguiti
anche sotto forma di circuito.
Al termine del protocollo di allenamento i soggetti saranno sottoposti
nuovamente agli esami clinico-strumentali e di valutazione funzionale e psicologica
sopra menzionati.
G.6.7 – Studio longitudinale degli adattamenti cardiovascolari e metabolici
in atleti disabili di alto livello praticanti nuoto (Marco Traballesi)
Il nuoto è uno dei più popolari sport di squadra nelle competizioni paralimpiche.
Come in tutte le discipline sportive, e a maggior ragione in quelle di
tipo agonistico ad alto livello, l’allenamento determina adattamenti cui vanno
incontro l’apparato cardiovascolare e il sistema metabolico.
2006 595

Sezione III: Linea di ricerca corrente G
Lo scopo del presente progetto di ricerca è quello di studiare gli adattamenti
cardiovascolari e metabolici, nonché effettuare il controllo dell’allenamento
degli atleti della squadra del nuoto del S. Lucia Sport, durante le varie
fasi della stagione agonistica. Questi dati saranno forniti all’allenatore e al
preparatore atletico al fine di programmare i carichi di lavoro, durante la stagione
agonistica, per ciascun atleta. Gli adattamenti saranno studiati attraverso
l’esecuzione di test valutazione funzionale e di esami strumentali. La
valutazione funzionale verrà effettuata con test all’ergometro a manovella e
con metabolimetro COSMED K4 b2. Gli adattamenti cardiovascolari saranno
studiati attraverso l’esecuzione di un ecocardiogramma-color Doppler.
La valutazione funzionale e l’ecocardiogramma-color Doppler saranno
effettuati all’inizio della preparazione atletica, durante il periodo di massima
forma e dopo la fine della stagione agonistica.
596 2006

Attività
per progetti

ANALISI ELETTROFISIOLOGICA, BIOLOGICA
E COMPORTAMENTALE IN MODELLI ANIMALI
DI DISTONIA
Coordinatore scientifico di progetto
NICOLA BIAGIO MERCURI
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
U.O. 1 – Nicola Biagio Mercuri
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
U.O. 2 – Antonio Pisani
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
U.O. 3 – Stefano Puglisi-Allegra
Università di Roma La Sapienza – IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2005 – Ministero della Salute “ Programmi speciali ”
Art. 12 bis, d.lgs. 229/99

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Laboratorio di Neurologia sperimentale (Fondazione Santa Lucia
IRCCS, Roma) – Nicola Biagio Mercuri
U.O. 2 – Laboratorio Neurofisiologia (Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma) –
Antonio Pisani
U.O. 3 – Laboratorio di Neurobiologia del comportamento (Fondazione Santa
Lucia IRCCS, Roma) – Stefano Puglisi-Allegra
U.O. 4 – Laboratorio di Neurofarmacologia Dipartimento di Scienze Farmacobiologiche
(Università degli Studi Magna Graecia di Catanzaro) –
Maria Tiziana Corasaniti
MOTIVAZIONI E OBIETTIVO FINALE
L’identificazione delle disfunzioni, a livello neuronale e sinaptico, ed ad
un livello più integrato “ comportamentale ”, che occorrono nella distonia è un
requisito assoluto per sviluppare una terapia che possa bloccare o ritardare
la progressione della malattia distonica. Pertanto, partendo da questa considerazione,
nel presente studio, ci prefiggiamo di ottenere delle importanti
informazioni sul ruolo della torsina A e sulle alterazioni funzionali che avvengono
nei neuroni nigrali, striatali ed ippocampali, nonché a livello dei neuroni
sensitivi spinali in modelli murini di distonia generalizzata. Lo studio sarà
articolato basandosi su validate tecniche elettrofisiologiche, comportamentali,
farmacologiche e biochimiche.
Il nostro principale obiettivo è di analizzare alcune proprietà elettrofisiologiche
e farmacologiche di base in neuroni nigrali, striatali e ippocampali
di topi mutanti. Sarà anche valutata la risposta degli animali
mutati a situazioni stressanti, il loro grado di ansia e le modalità di reazione
a stimoli edonici. In relazione ad un’alterazione generalizzata della reattività
che questi animali possono avere di fronte a stimoli stressanti, verranno
anche esaminate le modifiche comportamentali e biochimiche indotte da
stimoli nocicettivi applicati a livello periferico che influenzano l’attività del
midollo spinale.
Valuteremo quindi, possibili differenze, somiglianze e meccanismi convergenti
delle varie funzioni cellulari sia in animali di controllo che in
animali affetti da distonia. La ricerca valuterà inoltre l’ipotesi che la depressione,
spesso associata ai disturbi motori, possa essere collegata ad un deficit
di trasmissione dopaminergica del sistema nigro-striatale nei topi DYT1
analizzandone i fenotipi comportamentali e neurochimici in modelli animali
di depressione. La reattività degli animali mutati a stimoli nocicettivi
periferici ci darà informazioni sul processamento e mantenimento degli stimoli
dolorosi. Dall’esame integrato delle possibili disfunzioni presenti a
livello degli animali DYT1 si spera di ricavare informazioni atte ad indirizzare
nuove strategie terapeutiche per correggere i disturbi motori e psicologici
della distonia umana.
600 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
I risultati ottenuti dalla collaborazione delle diverse unità operative saranno
oggetto di pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali sottoposte a procedimento
di “ peer-review ”. Inoltre, i dati raccolti saranno presentati, sotto forma
di poster o comunicazioni orali ai maggiori convegni nazionali ed internazionali
sia di scienze di base (SINS, Società italiana di neuroscienze, Società italiana
di farmacologia, Società americana di neuroscienze) che cliniche (Società
italiana di neurologia, Movement disorder society).
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
Gli obiettivi consistono nell’identificazione delle possibili alterazioni delle
proprietà di membrana e sinaptiche dei neuroni in un modello animale di
distonia. Un ulteriore scopo della presente ricerca è lo studio di possibili
modificazioni neurotrasmettitoriali che possano determinare le alterazioni
comportamentali presenti in questi animali.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
La validità e gli avanzamenti della ricerca svolta saranno oggetto di verifiche
semestrali con le altre unità operative coinvolte nel progetto. In particolare,
un obiettivo intermedio sarà di discutere i dati scientifici ottenuti dalla
collaborazione tra le unità stesse, al fine di preparare la stesura di pubblicazioni
da sottomettere a riviste internazionali. Annualmente, i dati saranno
oggetto di presentazioni a congressi nazionali ed internazionali (Società italiana
di neurologia, Società italiana di neuroscienze, Società americana di
neuroscienze, Società italiana di farmacologia, ecc).
METODOLOGIA
Elettrofisiologia – Preparazione del tessuto cerebrale (sostanza nera,
striato, ippocampo). Saranno utilizzati topi della linea transgenica di controllo
(hWT) e topi della linea transgenica mutata (hMT). Saranno usati anche
topi controllo, che non esprimono nessuna forma di torsina A, il transgene
umano, né la sua forma mutata. I topi saranno sacrificati tramite dislocazione
cervicale, previa anestesia. Il cervello sarà rapidamente rimosso dalla scatola
cranica e fettine cerebrali (180-200 micron) saranno estratte dal cervello in
toto, tramite taglio coronale eseguito con l’ausilio di un vibratomo ed in Krebs
ossigenato (vedi oltre per la composizione) mantenuto a 33 °C. Una singola
fettina è trasferita nella camera di registrazione (0.5-1 ml di volume), montata
su un microscopio verticale (BX50WI, Olimpus), equipaggiato con un obiettivo
60 × 0.90 n.a. ad immersione (LUMPlan FI, Olympus), ed è sommersa in
una soluzione a flusso continuo (2-3 ml/min), mantenuta alla temperatura di
32°C e ossigenata da una miscela di carbossigeno 95% O2/ 5% CO2. La composizione
della soluzione di perfusione è la seguente: (in mM): 126 NaCl, 2.5
KCl, 1.3 MgCl2, 1.2 NaH2PO4, 2.4 CaCl2, 10 glucosio, 18 NaHCO3.
2006 601

Sezione III: Attività per progetti
Le registrazioni intracellulari con microelettrodi (riempiti con una soluzione
2 M di KCl, resistenza 40-60 Mega-Ohm) vengono eseguite secondo la
metodica del current-clamp. Un elettrodo bipolare di stimolazione è collocato
vicino all’elettrodo di registrazione, ed entrambi i poli si trovano a contatto
con la sostanza bianca tra la corteccia e lo striato. La stimolazione delle fibre
cortico striatali e di Shaffer ippocampali evoca un potenziale post-sinaptico
eccitatorio (EPSP). Per gli esperimenti di cui sopra, viene utilizzato un Amplificatore,
modello Axoclamp 2B (Axon Instruments). Le tracce elettrofisiologiche
sono visualizzate attraverso l’ausilio di un oscilloscopio (Gould Classic
6000), e quindi acquisite e catalogate mediante il programma pClamp 9 (Axon
Instruments), ed analizzate successivamente con il programma Clampfit (Axon
Instruments). La stimolazione alta frequenza è ottenuta attraverso uno stimolo
(HFS, 3 treni, 100Hz, 3 secondi per treno, con 20 sec d’intervallo), indotto sulle
fibre afferenti. Le registrazioni di patch clamp, in configurazione whole-cell,
sono eseguite attraverso microcapillari di vetro-borosilicato (3-5 Mega-Ohm di
resistenza), contenenti la seguente soluzione (in mM): 125 K+-gluconate,
10 NaCl, 1 CaCl2, 2 MgCl2, 0.5 acido 1.2-bis(2-aminofenoxy)etano-N,N,N,N
–tetracetico, 19 acido N-(2-idrossietil)-piperazina-N-s-etansolfonico, 0.3 guanosina
trifosfato (GTP), 1 Mg-adenosina trifosfato (Mg-ATP), pH finale 7.3 aggiustato
con KOH. La corrente di membrana è monitorata usando un amplificatore
Axopatch 1D per patch clamp (Axon Instruments). La resistenza ottenuta
dopo fusione dell’elettrodo con la membrana è misurata in modalità voltageclamp,
e si assesta in un range di 5-30 Mega-Ohm. I test di voltaggio (Ramps) e
le opportune sottrazioni digitali delle correnti risultanti sono ottenuti mediante
l’utilizzo del programma pClamp 9 (Axon Instruments). Per comparare chiaramente
le curve corrente-voltaggio, prima e dopo la perfusione di agenti farmacologici,
viene controllata la resistenza attraverso l’ampiezza del picco delle
correnti transienti capacitive indotte con steps di 5 mV, applicati prima del test
di voltaggio (da -120 mV a -40 mV, 6 mV/s). I valori saranno poi riportati come
medie +/- SEM dei cambiamenti nelle rispettive popolazioni cellulari.
Microfluorimetria – Le misurazioni di [Na+] e [Ca2+] intracellulare
saranno fatte su neuroni caricati col colorante sodio-sensibile (sodiumbinding
benzofuran isophthalate, SBFI) e con il fura-2 (Calcio). Tutti gli indicatori
fluorescenti saranno applicati attraverso l’elettrodo di patch. Il segnale
fluorescente proveniente dal citoplasma neuronale sarà ottenuto con un
sistema d’eccitazione e detenzione della Photonic Science, UK.
Comportamento – Tutti i test comportamentali saranno registrati da una
telecamera connessa ad un computer PC dotato del sistema d’analisi Ethovision2
(Noldus, Wageningen). Il sistema permette di quantificare in maniera
automatica le misure comportamentali.
Microdialisi intracerebrale – Ai soggetti sperimentali sarà impiantata unilateralmente
una cannula guida 24 ore prima dell’inserimento del “ probe ”
per la dialisi (Metalant AB, Stockholm). I campioni di dialisato saranno analizzati
per mezzo di HPLC (sistema Alliance, Waters Corporation, Milford,
MA) con detezione coulometrica (ESA Model 5200A Coulochem II) dotato di
una cella di condizionamento (M 5021) e di una cella analitica (M 5011).
602 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
Immunoistochimica – Per l’analisi immunoistochimica saranno utilizzati
anticorpi primari prodotti dalla ditta Santa Cruz Biotechnology: (c-Fos
(sc-52), FosB/∆FosB (sc-7203), p-CREB-1 (Ser-133): sc-7978) e per l’identificazione
dell’afferentazione dopaminergica; il trasportatore della dopamina DAT
(monoclonal rat anti-DAT, Chemicon, 1:10000). Le sezioni trattate saranno
analizzate con l’aiuto di un microscopio (Zeiss, Axiotop), fotografate con una
telecamera CCD CoolSnap connessa al microscopio. La quantificazione utilizzerà
il programma Metamorph (Universal Imaging Corporation).
Studio del dolore neuropatico e tests comportamentali – Il modello della
legatura del nervo spinale descritta da Kim & Chung (1992) prevede l’esposizione
e la legatura (silk thread n. 6) del nervo spinale L5 nel topo. Gli animali
(topi di almeno 5 settimane di età) vengono anestetizzati con isoflurano. Un’incisione
mediana viene fatta nella pelle della schiena a livello L2-S2 e i muscoli
paraspinali del lato sinistro vengono separati dai processi spinali, dalle articolazioni
e dai processi transversi a livello L4-S1. Il nervo spinale sinistro L5
viene isolato e strettamente legato (silk thread 6-0) e la ferita suturata (vycril
suture 3-0). La procedura chirurgica prevista per il gruppo sham è identica a
quella del gruppo neuropatico eccetto che per la legatura del nervo spinale. In
seguito, sia la postura che il comportamento generale vengono monitorati per
tutto il periodo post-operatorio. Infine, gli animali vengono sacrificati con la
somministrazione (i.p.) di una dose letale di anestetico (cloralio idrato). I tests
per lo studio della sensibilità meccanica e termica (von Frey e Haregreaves’
test, rispettivamente) vengono effettuati prima dell’induzione del dolore neuropatico
per la determinazione dei livelli basali e nel periodo post-operatorio a 1,
3, 7, 10, 14, 17, 21, 24 e 28 giorni dalla ligatura del nervo spinale.
Il test von Frey è stato descritto da diversi autori (Fuchs et al., 1999; Kim
& Chung, 1992; Seltzer et al., 1990) come metodo per determinare la presenza
di allodinia meccanica utilizzando filamenti numerati (von Frey hairs)
di diversa rigidità che imprimono una forza incrementale secondo una scala
logaritmica. Inizialmente gli animali vengono acclimatati in un box di perspex
(75 mm per 90 mm) con pavimento metallico per un periodo di circa 60
minuti. In seguito, i filamenti di von Frey vengono applicati sulla superficie
glabra della zampa posteriore sinistra per 3-5 secondi al fine di determinare
il tempo di soglia della zampa. Per determinare la “ withdrawal threshold ”
esistono due metodi: il full battery testing (Fuchs et al., 1999) che permette di
calcolare la percentuale di risposta in seguito all’applicazione di otto filamenti,
in ordine ascendente di forza compresa tra gli 0.219g e i 7.59g, per
cinque volte ciascuno e l’up-down method (Chaplan et al., 1994; Dixon, 1980)
che consente di determinare il valore corrispondente al 50% della soglia di
withdrawal. Tra questi viene utilizzato l’up-down che consiste nell’applicare
come primo filamento quello corrispondente al 50 % della soglia di withdrawal
in condizioni basali e successivamente un filamento di forza decrescente
in seguito a presenza di risposta nocicettiva e uno di forza crescente in
seguito ad assenza di risposta. Il test continua fino a che si ottengono almeno
sei misurazioni intorno al valore del 50 % di withdrawal threshold. Ogni
misurazione viene eseguita a distanza di 3 minuti dalla successiva per evitare
la presenza di risposte amplificate a causa delle ravvicinate stimolazioni.
2006 603

Sezione III: Attività per progetti
Il test di Haregreaves (Haregreaves et al., 1988) permette di determinare la
presenza di iperalgesia termica misurando il tempo di reazione del topo allo
stimolo termico e consiste nella proiezione di una sorgente di calore radiante
sulla zampa. In seguito alla cessazione dell’attività esplorativa dell’animale, si
proietta tale sorgente sulla zampa posteriore sinistra utilizzando un’intensità
del 20 % e un cut-off di 20 secondi per evitare eventuali danni tessutali. I risultati
saranno espressi come media ± ES e le differenze valutate statisticamente
utilizzando l’analisi della varianza ad una via (ANOVA) seguita, dove appropriato,
da un test per comparazioni multiple come il test di Turkey.
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
I risultati della ricerca in oggetto potranno avere sia una trasferibilità dal
punto di vista conoscitivo che una ricaduta clinica che basandosi sulle informazioni
ottenute possa identificare nuove terapie atte a contrastare il progredire
della malattia. Infatti, l’individuazione di fattori cellulari e molecolari responsabili
di patologie del sistema extrapiramidale può avere un diretto impatto nelle
eventuali strategie farmacologiche da intraprendere. Ciò porterebbe in prima
istanza alla presentazione ed alla registrazione di brevetti ed inoltre potrebbe
indurre il coinvolgimento di gruppi farmaceutici in grado di approfondire e
mediare la trasferibilità delle conoscenze verso progetti produttivi.
La rilevanza scientifica del progetto e la divulgazione delle conoscenze
derivate sarà documentata dalla presentazione e discussione effettuata presso
le sedi scientifiche preposte (meeting, workshops) e dalla sottomissione dei
risultati ottenuti a riviste scientifiche internazionali ad alto fattore di impatto,
seguita dalla pubblicazione degli stessi.
BASE DI PARTENZA SCIENTIFICA
La “ distonia di torsione primaria generalizzata ad esordio precoce ” è una
malattia autosomica dominante correlata alla delezione di una tripletta GAG
a carico del gene DYT1 sul cromosoma 9q34, con conseguente perdita di un
residuo di acido glutammico nella regione carbossi-terminale della proteina
torsina A. Circa il 60 % degli individui affetti da tale malattia presenta la
mutazione. Inoltre, è noto che la mutazione ha una penetranza del 30/40 %.
Dati clinici molto recenti indicano che la mutazione DYT1 GAG è associata a
episodi di depressione maggiore ricorrenti ad esordio precoce.
La torsina A è una proteina ATPasica la cui funzione è ancora in gran
parte sconosciuta. Recentemente sono stati prodotti dei modelli di topo transgenico
in cui è stata espressa la proteina umana normale torsina-A (wild-type,
hWT), o quella mutata (hMT). Un ceppo di topi transgenici presenta movimenti
normali nei primi mesi di vita, accompagnati però da anomalie dell’apprendimento
motorio e da postura distonica patologica a carico degli arti. In
un altro tipo di animale transgenico è evidente, già nel primo mese di vita,
un’iperattività motoria associata a movimenti simil distonici degli arti.
Dal momento che i gangli della base svolgono un ruolo importante nel
controllo del movimento e nell’apprendimento motorio, e l’ippocampo è coin-
604 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
volto nella memoria spaziale, è utile valutare e comparare la funzione di tali
aree cerebrali in topi normali e DYT1. Poiché i topi transgenici DYT1
mostrano livelli ridotti di metaboliti della dopamina nel sistema nigrostriatale
e stati depressivi ricorrenti sono stati anche osservati in pazienti parkinsoniani,
è stato ipotizzato che la depressione associata ai disturbi motori distonici
possa essere collegata ad un deficit di trasmissione dopaminergica nel
sistema nigro-striatale. La ricerca proposta valuterà quest’ultima ipotesi nei
topi DYT1 analizzando i fenotipi comportamentali e neurochimici in modelli
animali di depressione.
Inoltre, esperimenti elettrofisiologici preliminari (Mercuri & Pisani)
suggeriscono un’alterazione della LTD corticostriatale, in supporto alle modifiche
degli schemi motori e della memorizzazione di programmi motori negli
animali transgenici. Questi risultati sembrano essere in accordo con le anormalità
comportamentali già osservate nei topi mutanti (Sharma et al., 2005).
Tuttavia, il limitato numero di studi esistenti non consente di escludere una
più generale alterazione dei meccanismi alla base della plasticità sinaptica.
Assume, pertanto, importanza stabilire se la mutazione della torsina A oltre a
determinare alterazioni neuronali che sostengono deficit motori e cognitivi,
sia in grado di causare una più generale alterazione nella trasmissione in contesti
non propriamente motori. Quindi, riveste importanza un’analisi della
trasmissione nocicettiva che riconosce anche meccanismi di plasticità neuronale.
Sarà quindi utile stabilire se esistano e siano accentuati fenomeni di sensitizzazione
nei topi DYT1 che possano causare il dolore neuropatico.
Infine, dati clinici molto recenti indicano che la mutazione DYT1 GAG è
anche associata a episodi di depressione maggiore ricorrenti ad esordio precoce
che non sembrano correlare con la gravità dei disturbi distonici. Poiché i
topi transgenici DYT1 mostrano livelli ridotti di metaboliti della dopamina nel
sistema nigrostriatale e stati depressivi ricorrenti sono da attribuire ad una
carenza di catecolamine, è utile stabilire se la depressione associata ai
disturbi motori distonici possa essere collegata ad un deficit di trasmissione
dopaminergica del sistema nigro-striatale.
– Augood S.J., Penney J.B.Jr. Friberg I.K., Breakefield X.O., Young A.B., Ozelius L.J.,
Standaert D.G. (1998) Ann Neurol 43: 669-673.
– Doheny D., Danisi F., Smith C., Morrison C., Velickovic M., de Leon D., Bressman S.B.,
Leung J., Ozelius L., Klein C., Breakefield X.O., Brin M.F., Silverman J.M. (2002) Neurology
59: 1244-1246.
– Furukawa Y., Rajput A.H. (2002) Neurology 59: 1130-1131.
– Ozelius L.J., Hewett J.W., Page C.E., Bressman S.B., Kramer P.L., Shalish C., de
Leon D., Brin M.F., Raymond D., Corey D.P., Fahn S., Risch N.J., Buckler A.J.,
Gusella J.F., Breakefield X.O. (1997) Nature Genet 17: 40-48.
– Dang M.T., Yokoi F., Pence M.A., Li Y. (2006) Neurosci Res 56(4): 470-474.
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– Sharma N., Baxter M.G., Petravicz J., Bragg D.C., Schienda A., Standaert D.G.,
Breakefield X.O. (2005) J Neurosci 25(22): 5351-5355.
– Walker R.H., Shashidharan P. (2003) Mov Disord 18(10): 1102-1107. Review.
2006 605

Sezione III: Attività per progetti
ARTICOLAZIONE DEL PROGRAMMA
Il programma sarà così articolato. In una prima fase verranno validate le
tecniche sperimentali che riguardano il progetto. Saranno inoltre stabiliti dei
criteri relativi ai tempi ed ai modi di collaborazione tra le diverse Unità.
Primo obiettivo sarà di mantenere ed espandere presso gli stabulari della
Fondazione Santa Lucia le colonie di animali (topi) transgenici per la proteina
umana Torsina A, inizialmente forniteci dai nostri collaboratori statunitensi.
Il controllo del genotipo sarà effettuato in doppio cieco presso i laboratori
di biologia molecolare della Fondazione Santa Lucia, ed anche presso i
laboratori di origine negli Stati Uniti. Dopo il sacrificio degli animali, verrà
asportata una porzione di coda, catalogata, opportunamente, congelata ed
inviata a mezzo corriere negli Stati Uniti. Nello stesso tempo le varie unità
operative lavoreranno per stabilire i modelli elettrofisiologici, comportamentali
e biochimico/farmacologici.
In una seconda fase, le varie Unità cominceranno a lavorare sul materiale
costituito da topi normali e transgenici per poter ottenere dei risultati preliminari
che possano indirizzare la ricerca secondo i programmi prefissati e/o
secondo obiettivi che si rendano interessanti durante questa fase preliminare.
Sarà anche importante, in questa fase, stabilire delle frequenti e scadenzate
riunioni tra i gruppi allo scopo di informare le varie unità sullo stato dell’arte
della ricerca e di discutere e indirizzare gli sforzi su obiettivi comuni.
In particolare, l’Unità di neurologia sperimentale diretta dal Prof. Mercuri
(U.O. 1) cercherà di stabilire le proprietà delle cellule dopaminergiche e dei
neuroni CA1 ippocampali in topi di controllo e transgenici utilizzando tecniche
di registrazioni elettrofisiologiche, extracellulari, intracellulari e di patchclamp.
La valutazione delle funzioni dei neuroni dopaminergici mesencefalici
sarà principalmente condotta utilizzando registrazioni elettrofisiologiche. Le
cellule, registrate in modalità single-elettrode o patch-clamp, verranno esaminate
per stabilire le modalità di scarica delle spikes, l’ampiezza dei potenziali
sinaptici eccitatori ed inibitori, le risposte ad agonisti per i recettori dopaminergici
e serotoninergici. In una seconda fase verranno effettuate delle registrazioni
elettrofisiologiche in patch-clamp associate a misurazioni fluorimetriche
del contenuto ionico intracellulare per determinare i livelli di calcio e
sodio nei neuroni dopaminergici. In una terza fase si valuterà la funzione dei
neuroni ippocampali (CA1) utilizzando tecniche di registrazione extracellulare
(potenziali di campo) per stabilire le modalità di induzione e mantenimento
di fenomeni sinaptici plastici (long-term potentiation, LTP; long-term,
depression, LTD).
L’Unità di Neurofisiologia coordinata dal prof. Pisani (U.O. 2) valuterà le
caratteristiche dei neuroni striatali, registrati con metodiche di registrazione
convenzionali e di patch-clamp. Il neostriato contiene diversi sottotipi neuronali
con caratteristiche peculiari e distintive. In una precedente fase di studio, è
stato dimostrato che un sottotipo di interneuroni striatali, gli interneuroni colinergici,
mostrano un’alterata responsività allo stimolo dopaminergico, correlata
ad un’anomala espressione di canali del calcio (Pisani et al., 2006). Test farmacologici
con agonisti GABAergici e glutammatergici hanno dato risultati
606 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
comparabili ai controlli. Al contrario, rispetto ai controlli, questi interneuroni
mostrano una anormale sensibilità a dosi basse di quinpirolo, agonista dei
recettori dopaminergici di tipo D2. Ciò potrebbe suggerire un incremento compensatorio
di questi recettori. Un’accurata analisi del meccanismo sottostante
(assemblaggio dei recettori, funzione della proteina G, attività dei canali del calcio
accoppiati a recettori) merita ulteriori ricerche sperimentali. Questa osservazione
appare di particolare interesse alla luce del ben noto coinvolgimento
della trasmissione colinergica nella distonia (Augood et al., 2002; Albin et al.,
2003) e, di conseguenza, delle potenziali strategie terapeutiche. Tale accurata
analisi elettrofisiologica e farmacologica sarà anche focalizzata ai neuroni
nigrali ed ippocampali.
Nella prima fase di questa ricerca, nei laboratori del prof. Pisani analizzeremo
le proprietà intrinseche e sinaptiche dei neuroni principali dello
striato, i neuroni medium spiny (MS). Risultati sperimentali preliminari
ottenuti da un piccolo numero di topi che esprimono la Torsina umana
mutata suggeriscono che le proprietà intrinseche di membrana dei neuroni
MS registrati da fettine acute non mostrano grossolane alterazioni. La curva
corrente-voltaggio ottenuta con registrazioni elettrofisiologiche nella modalità
del patch-clamp non ha infatti mostrato differenze significative rispetto
a topi WT e di controllo. La frequenza di scarica dei potenziali d’azione, il
potenziale di riposo delle cellule e la resistenza in ingresso erano non significativamente
diverse nei topi mutati rispetto ai controlli. La stimolazione
corticale evoca un potenziale postsinaptico eccitatorio nei neuroni MS, che
presenta una prevalente componente mediata dai recettori ionotropici del
glutammato di tipo AMPA, ed una di minore entità mediata da recettori
NMDA. Valuteremo le singole componenti del potenziale sinaptico tramite
esperimenti farmacologici in cui le singole componenti verranno isolate ed
analizzate.
Nella seconda fase, condurremo una serie di esperimenti in “ whole-cell
patch-clamp ” e valuteremo le correnti sinaptiche in neuroni MS. Lo stimolo
sinaptico determina, nelle cellule registrate, la comparsa di correnti sinaptiche
sia con prevalente componente eccitatoria, glutammatergica (EPSC) che
correnti inibitorie, mediate dal GABA (IPSC). In questa fase dello studio verranno
esaminate le possibili differenze esistenti nei neuroni ottenuti da topi di
diversi genotipi. Verrà inoltre valutata l’attività spontanea sia glutammatergica
che GABAergica in condizioni di isolamento farmacologico. Le singole
componenti sinaptiche verranno inoltre sottoposte a test farmacologici con
agonisti dopaminergici in neuroni registrati da topi mutanti e i dati ottenuti
saranno confrontati con quelli di controllo.
In una terza fase della ricerca, l’U.O. 2 valuterà le possibili alterazioni
della plasticità sinaptica cortico-striatale nei topi hMT, rispetto a topi WT e
topi di controllo. Sono stati condotti esperimenti preliminari sulla induzione
di Long-term depression (LTD) in neuroni MS. I primi risultati sembrano suggerire
l’assenza di LTD corticostriatale, che supportano l’ipotesi che alla base
del disturbo distonico esista un’alterazione nell’apprendimento motorio e
nella memorizzazione di programmi motori. In questa fase cercheremo di
confermare le osservazioni preliminari su di un vasto numero di animali.
2006 607

Sezione III: Attività per progetti
Inoltre, approfondiremo i meccanismi cellulari alla base dell’alterazione
osservata. In particolare, valuteremo tramite esperimenti di farmacologia, la
possibilità di ripristinare la LTD corticostriatale, previo trattamento farmacologico
con sostanze ad azione dopaminergica, come agonisti recettoriali
(D1 e D2), farmaci che inibiscano il reuptake di dopamina (amfetamina) e che
ne facilitino il rilascio dai terminali sinaptici (nicotina). Tali esperimenti
verranno condotti tramite tecniche di registrazioni convenzionali con “ sharpmicroelectrodes
”, al fine di preservare l’integrità del contenuto citoplasmatico.
Una complessa serie di meccanismi recettoriali e postrecettoriali sottostanno
la generazione dell’LTD striatale.
L’unità di Neurobiologia diretta dal Prof. Puglisi-Allegra (U.O. 3) in una
prima fase valuterà la liberazione di dopamina ed eventualmente di noradrenalina
mediante la tecnica della microdialisi intracerebrale in topi normali e
transgenici (distonici liberi di muoversi). In una seconda fase verranno valutate,
insieme al rilascio di neurotrasmettitori, le risposte comportamentali
degli animali a stimoli avversivi o appetitivi. In una terza fase le risposte
motorie di attivazione e di blocco, nonché le loro modificazioni causate dalla
somministrazione di farmaci antidepressivi.
L’unità di Neurofarmacologia Facoltà di Farmacia, UNICZ diretta dalla
Prof. Maria Tiziana Corasaniti (U.O. 4) valuterà la sensibilità meccanica e termica
(von Frey e Haregreave’ test, rispettivamente) con tests che verranno
effettuati prima dell’induzione del dolore neuropatico, per la determinazione
dei livelli basali, e nel periodo post-operatorio a 1, 3, 7, 10, 14, 17, 21, 24 e 28
giorni dalla ligatura del nervo spinale in topi normali e transgenici. Dopo aver
esaminato la plasticità della risposta nocicettiva, valuterà con un’analisi
biochimica l’espressione della torsina A nel midollo spinale.
OUTPUT DEL PROGRAMMA
I risultati della ricerca in oggetto potranno avere sia una trasferibilità dal
punto di vista conoscitivo che una diretta ricaduta clinica delle informazioni
ottenute attraverso l’identificazione di nuove terapie farmacologiche atte a
contrastare il progredire della distonia. L’individuazione di fattori cellulari e
molecolari responsabili di patologie del sistema extrapiramidale può avere un
diretto impatto nelle strategie farmacologiche da intraprendere. Ciò porterebbe
in prima istanza alla presentazione ed alla registrazione di brevetti ed
inoltre indurrebbe il coinvolgimento di gruppi farmaceutici in grado di approfondire
ulteriormente e mediare la trasferibilità delle conoscenze ottenute
verso progetti di produzione di farmaci. La rilevanza scientifica del progetto e
la divulgazione delle conoscenze ottenute sarà documentata dalla sottomissione
dei risultati a riviste scientifiche internazionali ad alto fattore di
impatto, seguita dalla pubblicazione degli stessi.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1, 2 e 3 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia IRCCS.
608 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
U.O. 1 – Laboratorio di Neurologia Sperimentale
Nicola Biagio Mercuri
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
Col presente studio, ci prefiggiamo di ottenere delle importanti informazioni
sul ruolo della torsina A e sulle alterazioni funzionali che occorrono
nei neuroni nigrali ed ippocampali, in modelli murini di distonia
generalizzata. Tali informazioni, ricavate con tecniche elettrofisiologiche e
fluorimetriche in neuroni mantenuti in vivo in fettine di tessuto cerebrale,
ci permetteranno di capire importanti elementi patofisiologici che sottengono
al disfunzionamento neuronale dovuto alla presenza della proteina
Torsina A umana nei topi transgenici. Riteniamo pertanto che tale analisi
sperimentale possa risultare utile per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche
nella distonia.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
La nostra ricerca sarà validata da comunicazioni (in forma di posters o
relazioni) alla comunità scientifica e da pubblicazioni su riviste internazionali
con peer review. L’interazione e lo scambio delle informazioni tra i vari ricercatori
dello stesso e/o di altri gruppi stimolerà l’esecuzione di un lavoro scientifico
sempre più focalizzato ed efficace.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
In una prima fase sarà molto importante la validazione delle metodiche
usate. Infatti, i nostri sforzi saranno indirizzati allo stabilire la colonia di animali
transgenici presso il nostro Istituto. In seguito, si otterranno risultati
riguardanti le risposte neuronali a stimoli fisici (stimolazione elettrica sinaptica)
e farmacologici in topi controllo e transgenici (distonici).
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Le unità operative verificheranno tra di loro i risultati della ricerca attraverso
delle riunioni semestrali. In particolare, obiettivo intermedio sarà produrre dati
scientifici ottenuti dalla collaborazione tra le unità stesse, al fine di preparare la
stesura di pubblicazioni da sottomettere a riviste internazionali. Annualmente, i
dati saranno oggetto di presentazioni a congressi nazionali ed internazionali.
METODOLOGIA
Elettrofisiologia – Preparazione del tessuto cerebrale (sostanza nera,
striato, ippocampo). Saranno utilizzati topi della linea transgenica di controllo
(hWT) e topi della linea transgenica mutata (hMT). Saranno usati anche
topi controllo, che non esprimono nessuna forma di torsina A, il transgene
umano, né la sua forma mutata. I topi saranno sacrificati tramite dislocazione
2006 609

Sezione III: Attività per progetti
cervicale, previa anestesia. Il cervello sarà rapidamente rimosso dalla scatola
cranica e fettine cerebrali (180-200 µm) saranno estratte dal cervello in toto,
tramite taglio coronale eseguito con l’ausilio di un vibratomo ed in Krebs ossigenato
(vedi oltre per la composizione) mantenuto a 33 °C. Una singola fettina
è trasferita nella camera di registrazione (0.5-1 ml di volume), montata su
un microscopio verticale (BX50WI, Olimpus), equipaggiato con un obiettivo
60 × 0.90 n.a. ad immersione (LUMPlan FI, Olympus), ed è sommersa in una
soluzione a flusso continuo (2-3 ml/min), mantenuta alla temperatura di 32°C
e ossigenata da una miscela di carbossigeno 95% O2/ 5% CO2. La composizione
della soluzione di perfusione è la seguente: (in mM): 126 NaCl, 2.5 KCl,
1.3 MgCl2, 1.2 NaH2PO4, 2.4 CaCl2, 10 glucosio, 18 NaHCO3.
Le registrazioni intracellulari con microelettrodi (riempiti con una soluzione
2 M di KCl, resistenza 40-60 Mega-Ohm) vengono eseguite secondo la
metodica del current-clamp. Un elettrodo bipolare di stimolazione è collocato
vicino all’elettrodo di registrazione, ed entrambi i poli si trovano a contatto con
la sostanza bianca tra la corteccia e lo striato. La stimolazione delle fibre cortico
striatali e di Shaffer ippocampali evoca un potenziale post-sinaptico eccitatorio
(EPSP). Per gli esperimenti di cui sopra, viene utlizzato un Amplificatore,
modello Axoclamp 2B (Axon Instruments). Le tracce elettrofisiologiche sono
visualizzate attraverso l’ausilio di un oscilloscopio (Gould Classic 6000), e
quindi acquisite e catalogate mediante il programma pClamp 9 (Axon Instruments),
ed analizzate successivamente con il programma Clampfit (Axon
Instruments). La stimolazione alta frequenza è ottenuta attraverso uno stimolo
(HFS, 3 treni, 100Hz, 3 secondi per treno, con 20 sec d’intervallo), indotto sulle
fibre afferenti. Le registrazioni di patch clamp, in configurazione whole-cell,
sono eseguite attraverso microcapillari di vetro-borosilicato (3-5 Mega-Ohm di
resistenza), contenenti la seguente soluzione (in mM): 125 K+-gluconate, 10
NaCl, 1 CaCl2, 2 MgCl2, 0.5 acido 1.2-bis(2-aminofenoxy)etano-N,N,N,N –tetracetico,
19 acido N-(2-idrossietil)-piperazina-N-s-etansolfonico, 0.3 guanosina trifosfato
(GTP), 1 Mg-adenosina trifosfato (Mg-ATP), pH finale 7.3 aggiustato con
KOH. La corrente di membrana è monitorata usando un amplificatore Axopatch
1D per patch clamp (Axon Instruments). La resistenza ottenuta dopo
fusione dell’elettrodo con la membrana è misurata in modalità voltage-clamp, e
si assesta in un range di 5-30 Mega- Ohm. I test di voltaggio (Ramps) e le opportune
sottrazioni digitali delle correnti risultanti, sono ottenuti mediante
l’utilizzo del programma pClamp 9 (Axon Instruments). Per comparare chiaramente
le curve corrente-voltaggio, prima e dopo la perfusione di agenti farmacologici,
viene controllata la resistenza attraverso l’ampiezza del picco delle
correnti transienti capacitive indotte con steps di 5 mV, applicati prima del test
di voltaggio (da -120 mV a -40 mV, 6mV/s). I valori saranno poi riportati come
medie +/- SEM dei cambiamenti nelle rispettive popolazioni cellulari.
Microfluorimetria – Le misurazioni di [Na+] and [Ca2+] intracellulare
saranno fatte su neuroni caricati col colorante sodio-sensibile (sodium-binding
benzofuran isophthalate (SBFI))e con il fura-2 (Calcio). (Tutti gli indicatori
fluorescenti saranno applicati attraverso l’elettrodo di patch. Il segnale
fluorescente proveniente dal citoplasma neuronale sarà ottenuto con un
sistema d’eccitazione e detenzione della Photonic Science, UK.
610 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
U.O. 2 – Laboratorio di Neurofisiologia
Antonio Pisani
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
Obiettivo principale di tale Unità Operativa sarà la caratterizzazione dei
meccanismi cellulari e molecolari alla base delle alterazioni osservate nella
plasticità sinaptica del neostriato in un modello animale di Distonia Primaria.
appare di notevole interesse confrontare i dati ottenuti da topi che esprimono
la torsina umana con i topi transgenici per la torsina umana mutata. Ad oggi
non è infatti chiaro il ruolo funzionale della proteina torsina. Tramite un
approccio elettrofisiologico, ed in stretta collaborazione con le altre Unità
Operative, valuteremo le proprietà intrinseche e sinaptiche dei neuroni di
neostriatali. Valuteremo inoltre le peculiari caratteristiche della plasticità
sinaptica,. tramite un approccio farmacologico analizzeremo il contributo di
singoli trasmettitori, quali GABA, glutammato, dopamina, nella genesi di questo
fenomeno.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
I risultati ottenuti nel corso dello svolgimento del presente progetto verranno
pubblicati su riviste scientifiche nazionali ed internazionali. inoltre, i
dati ottenuti da questo progetto verranno presentati a congressi nazionali ed
internazionali (Società italiana di neurologia; società italiana di neuroscienze;
società americana di neuroscienze, ecc) quindi discussi con scienziati attivamente
impegnati nella ricerca clinica e di base riguardante tale patologia.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
1. Analizzare le proprietà elettrofisiologiche e farmacologiche di base in
neuroni striatali di topi che esprimono la torsina umana mutata (hMT).
Saranno registrati neuroni “ medium spiny ” e interneuroni colinergici da
fettine corticostriatali di topi Wild type (hWT) e topi mutanti (hMT) forniti
dal nostro collaboratore scientifico della Harvard Medical School (Sharma
et al., 2005). Ogni alterazione nelle proprietà intrinseche di membrana così
come nella trasmissione sinaptica di questi neuroni verrà caratterizzata in
dettaglio.
2. Determinare se i topi DYT1 mostrano una alterazione della plasticità
sinaptica nel circuito corticostriatale. Analizzeremo le possibili differenze
nella plasticità sinaptica tra topi hWT e topi hMT.
3. Nei nostri studi effettueremo esperimenti di patch-clamp su fettine di
tessuto cerebrale ottenute da topi hWT e hMT. Saranno registrati sia neuroni
striatali “ medium spiny ” che interneuroni colinergici. Verrà determinato il
contributo relativo apportato dalle differenti correnti eccitatorie ed inibitorie.
2006 611

Sezione III: Attività per progetti
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
La validità e gli avanzamenti della ricerca svolta saranno oggetto di verifiche
semestrali con le altre unità operative coinvolte nel progetto. In particolare,
obiettivo intermedio sarà di produrre dati scientifici ottenuti dalla
collaborazione tra le unità stesse, al fine di preparare la stesura di pubblicazioni
da sottomettere a riviste internazionali. Annualmente, i dati saranno
comunque oggetto di presentazioni a congressi nazionali ed internazionali.
METODOLOGIA
Preparazione del tessuto striatale. Saranno utilizzati quindi topi della
linea transgenica di controllo (hWT) e topi della linea transgenica mutata
(hMT). Saranno registrati anche topi controllo, che non esprimono nessuna
forma di torsina A, il transgene umano, ne la sua forma mutata. I topi
saranno sacrificati tramite dislocazione cervicale, previa anestesia. Il cervello
sarà rapidamente rimosso dalla scatola cranica e le fettine corticostriatali
(180-200 micron) saranno estratte dal cervello in toto, tramite taglio coronale
eseguito con l’ausilio di un vibratomo ed in presenza di tampone di Krebs
ossigenato (vedi oltre per la composizione del tampone) mantenute a 33 °C.
Una singola fettina viene trasferita nella camera di registrazione (0.5-1 ml di
volume), montata su un microscopio verticale (BX50WI, Olimpus), equipaggiato
con un obiettivo 60 × 0.90 n.a. ad immersione (LUMPlan FI, Olympus),
ed è sommersa in una soluzione a flusso continuo (2-3 ml/min), mantenuta
alla temperatura di 32°C e ossigenata da una miscela di carbossigeno medicale
95% O2/ 5% CO2. La composizione della soluzione di perfusione è la
seguente: (in mM): 126 NaCl, 2.5 KCl, 1.3 MgCl2, 1.2 NaH2PO4, 2.4 CaCl2, 10
glucosio, 18 NaHCO3.
Registrazioni Elettrofisiologiche. Le registrazioni intracellulari con
microelettrodi (riempiti con una soluzione 2M di KCl, resistenza 40-60 Mega-
Ohm) vengono eseguite secondo metodica del current-clamp. Un elettrodo
bipolare di stimolazione è collocato vicino all’elettrodo di registrazione, ed
entrambi i poli si trovano a contatto con la sostanza bianca tra la corteccia e
lo striato. La stimolazione delle fibre cortico striatali evoca un potenziale
post-sinaptico eccitatorio (EPSP). Per gli esperimenti di cui sopra, viene utilizzato
un Amplificatore, modello Axoclamp 2B (Axon Instruments). Le tracce
elettrofisiologiche sono visualizzate attraverso l’ausilio di un oscilloscopio
(Gould Classic 6000), e quindi acquisite e catalogate mediante il programma
pClamp 9 (Axon Instruments), ed analizzate successivamente con il programma
Clampfit (Axon Instruments). La stimolazione tetanica è ottenuta
attraverso uno stimolo ad alta frequenza (HFS, 3 treni, 100Hz, 3 secondi per
treno, con 20 sec di intervallo), indotto sulle fibre afferenti. Le registrazioni di
patch clamp, in configurazione whole-cell, sono eseguite attraverso microcapillari
di vetro-borosilicato (3-5 Mega-Ohm di resistenza), contenenti la
seguente soluzione (in mM): 125 K+-gluconate, 10 NaCl, 1 CaCl2, 2 MgCl2,
0.5 acido 1.2-bis(2-aminofenoxy)etano-N,N,N,N –tetracetico, 19 acido N-(2-
612 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
idrossietil)-piperazina-N-s-etansolfonico, 0.3 guanosina trifosfato (GTP),
1 Mg-adenosina trifosfato (Mg-ATP), pH finale 7.3 aggiustato con KOH. La
corrente di membrana è monitorata usando un amplificatore Axopatch 1D
per patch clamp (Axon Instruments). La resistenza ottenuta dopo fusione dell’elettrodo
con la membrana è misurata in modalità voltage-clamp, e si assesta
in un range di 5-30 Mega-Ohm; previa compensazione elettronica. I test di
voltaggio (Ramps) e le opportune sottrazioni digitali delle correnti risultanti,
sono ottenuti mediante l’utilizzo del programma pClamp 9 (Axon Instruments).
Per comparare chiaramente il legame corrente-voltaggio, prima e
dopo la perfusione di agenti farmacologici, viene controllata la resistenza
attraverso l’ampiezza del picco delle correnti transienti capacitive indotte con
steps di 5 mV, applicati prima del test di voltaggio (da -120 mV a -40 mV,
6mV/s). I valori saranno poi riportati nel testo e nelle figure come medie
+/- SEM dei cambiamenti nelle rispettive popolazioni cellulari. Il test T di
Student verrà utilizzato per la valutazione della significatività statistica. Valutazioni
statistiche post-hoc (Turkey test) saranno effettuate ove necessario.
2006 613

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 3 – Laboratorio di Neurobiologia del Comportamento
Stefano Puglisi-Allegra
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
L’identificazione delle disfunzioni, a livello neuronale e sinaptico, ed ad
un livello più integrato “ comportamentale ”, che occorrono nella distonia è un
requisito assoluto per sviluppare una terapia che possa bloccare o ritardare la
progressione della malattia distonica. L’attività di ricerca sarà rivolta alla verifica
dell’ipotesi che la depressione associata ai disturbi motori possa essere
collegata ad un deficit della trasmissione dopaminergica nel sistema nigrostriatale
e meso-cortico-limbico nei topi DYT1 analizzando i fenotipi comportamentali
e neurochimici in modelli di depressione. In particolare topi transgenici,
i controlli ‘wild-type’ e gli eterozigoti saranno sottoposti: (a) al test di
Porsolt come modello di depressione, (b) al test di preferenza spaziale condizionata
mantenuta da un cibo appetibile come misura di anedonia, (c) al test
del Plus-Maze e dell’esplorazione sociale come misure di ansia.
Sulla base dei dati ottenuti dallo screening comportamentale si procederà
ad analizzare la risposta di attivazione dei geni precoci (c-FOS, FOSB, ∆FOSB,
p-CREB) promossa dalle condizioni di test che avranno prodotto i dati di maggior
interesse, utilizzando procedure immunoistochimiche e di Western blot. In
altri gruppi di animali verrà analizzata la risposta da stress dei sistemi dopaminergico
nigro-striatale e meso-corticale. Il rilascio di dopamina (DA) nello
striato dorsale, nello striato ventrale e nella corteccia pre-frontale sarà misurato
mediante la tecnica della microdialisi intracerebrale in topi liberi di muoversi.
L’obiettivo sarà la verifica di un fenotipo “ depressive-like ” nei topi DYT1
che sia in relazione con la trasmissione catecolaminergica e la sua attivazione
nei modelli sperimentali volti a valutare la risposta dell’organismo sia a stimoli
positivi (gratificazione/anedonia) o avversivi (stress/coping).
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
I risultati finali dovranno essere in grado di dimostrare che quanto formulato
nelle ipotesi alla base del progetto sia verificato o meno sulla base di
evidenze sperimentali pubblicabili. In particolare dovrà essere verificato un
fenotipo comportamentale che modelli la depressione e l’eventuale relazione
con la trasmissione dopaminergica e i sistemi neurali che la regolano.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
Si prevede che nel medio termine il programma di ricerca abbia acquisito
dati sperimentali nei test comportamentali, test di Porsolt (o “ forced swimming
test ”), nella preferenza spaziale condizionata e nel test del “ plus maze ”.
In particolare, dovrà essere verificato se i topi distonici presentano una maggiore
propensione al “ behavioral despair ” rispetto ai wild-type, se sono meno
614 2006

Analisi elettrofisiologica, biologica e comportamentale in modelli animali di distonia
suscettibili di apprezzare stimoli gratificanti e di attribuire salienza incentivante
a stimoli condizionati, se la risposta catecolaminergica nelle aree cerebrali
implicate nella gratificazione e nello stress sia ridotta.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
L’acquisizione di dati sperimentali che indichino in modo chiaro la valutazione
del fenotipo comportamentale in almeno un modello sperimentale e
la risposta dopaminergica cerebrale a stimolazioni positive o avversive.
METODOLOGIA
La liberazione di dopamina ed eventualmente di noradrenalina sarà misurata
mediante la tecnica della microdialisi intracerebrale in topi liberi di muoversi.
La microdialisi sarà effettuata in topi nei quali sarà impiantata unilateralmente
nel caudatus putamen (CP), nella corteccia prefrontale mediale
mpFC o nel nucleus accumbens NAc una cannula guida 24 ore prima dell’inserimento
del “ probe ” per la dialisi. Il probe [membrana da dialisi di 2 mm
(CP e mpFC) o 1 mm (NAc) e diametro esterno di 0.24 mm (del tipo MAB 4
cuprophane prodotto dalla Metalant AB)] sarà testato per la capacità di recupero
in vitro. I campioni di dialisato saranno analizzati per mezzo di HPLC
(sistema Alliance, Waters Corporation, Milford, MA) con detezione coulometrica
(ESA Model 5200A Coulochem II) dotato di una cella di condizionamento
(M 5021) e di una cella analitica (M 5011). La cella di condizionamento sarà
regolata a 400 mV, l’elettrodo 1 a 250 mV, e l’elettrodo 2 a – 250 mV. La
colonna, una Nova-Pack C18 (3.9 × 150 mm, Waters) verrà mantenuta a 33°C e
il flusso della fase mobile a 1.1 ml/min (Ventura et al., 2003; 2004; 2005). Sarà,
in particolare, misurata la liberazione di neuromediatore in topi wild-type ed
in topi DYT1 esposti a cibo o ad alimenti appetibili (es. cioccolata) o a stimoli
avversivi (stimoli anche adoperati nel test di condizionamento spaziale).
Saranno eventualmente testati gli effetti di farmaci antidepressivi e/o di inibitori
della ricaptazione della dopamina.
Il condizionamento spaziale verrà effettuato in gabbie test costituite
da due compartimenti (15 × 15 × 20 cm) collegate da un corridoio centrale
(15 × 5 × 20) come descritto in precedenza (Cabib et al., 2000; Ventura et al.,
2003). In breve, la procedura sperimentale seguirà 3 fasi: Il giorno 1(pretest),
i topi saranno liberi di esplorare l’intero apparato per 20 min. Durante
i successivi 8 giorni (fase di condizionamento), i topi saranno confinati giornalmente
per 40 min. alternativamente in una delle 2 camere. Per ciascun
animale, durante la fase di condizionamento, uno dei 2 pattern sarà sempre
appaiato con salina o con uno stimolo poco saliente e l’altro con lo stimolo
saliente (appetitivi o avversivo o farmacologico). L’appaiamento sarà bilanciato
così che per metà di ciascun gruppo sperimentale lo stimolo saliente
sarà appaiato con un pattern e per l’altra metà con l’altro pattern. Per il
gruppo di controllo, entrambe le camere saranno appaiate con salina o con
uno stimolo non saliente (Ventura et al. 2007). Il test verrà eseguito il giorno
10, allo steso modo del prestest.
2006 615

Sezione III: Attività per progetti
Il comportamento degli animali durante pretest e test sarà registrato da
una telecamera connessa ad un computer PC dotato del sistema d’analisi
Ethovision2 (Noldus, Wageningen). Il sistema permette di quantificare in
maniera automatica i tempi di permanenza (sec) e il numero di entrate (frequenze)
nelle diverse aree dell’apparato sperimentale. Sarà valutata anche
l’attività locomotoria durante l’intero test.
Il test di Porsolt (Forced Swimming Test) consiste nel immergere l’animale
(5-10 min) in una recipiente contenente acqua. Il rapporto tra il tempo
del nuoto o dei tentativi di fuga e l’immobilità è un indice del fenotipo
“ depressive like ”. L’immobilità è antagonizzata dal trattamento con farmaci
antidepressivi.
L’Elevated Plus Maze (labirinto a croce rialzato) è comunemente utilizzato
per valutare i livelli di ansia nei roditori. L’appartato consiste in un labirinto
a croce rialzato da 50 cm da terra costituito da quattro bracci disposti in
modo da formare una croce: due bracci non adiacenti sono chiusi da pareti
mentre gli altri due sono aperti. Il test si basa sulla naturale tendenza dei roditori
di evitare gli spazi aperti e di preferire invece gli spazi chiusi (dove è
più facile nascondersi). L’esplorazione dei bracci aperti rispetto a quelli chiusi
(in termine di tempo trascorso o di ingressi effettuati) fornisce una misura dei
livelli di ansia dell’animale.
616 2006

A COMPARISON OF THE PHARMACOLOGICAL
EFFECTS BETWEEN CARBAMAZEPINE
AND OXCARBAZEPINE
An electrophysiological study in vitro
Coordinatori scientifici di progetto
NICOLA BERRETTA – ROBERT NISTICÒ
IRCCS S. Lucia
U.O. 1 – Nicola Biagio Mercuri
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
Finanziamento privato

Sezione III: Attività per progetti
INTRODUCTION
Oxcarbazepine is a new antiepileptic drug (AED) that has been registered
in more than 50 countries worldwide since 1990 and is indicated for the treatment
of partial seizures (including the seizure subtypes of simple, complex and
partial seizures evolving to secondarily generalized seizures) as both monotherapy
and combination therapy in adults and children with epilepsy (1) .
Oxcarbazepine (OXC) was developed to provide a compound chemically similar
enough to Carbamazepine (CBZ) to mimic its efficacy and overall safety
while improving its side-effect profile. There are also evidences that this drug
is effective on neuropathic pain (ie trigeminal neuralgia) and in the treatment
of refractory bipolar disorder.
Like CBZ, Oxcarbazepine is considered to exert its pharmacological effects
based on the following mechanisms:
– Limitation of sustained high-frequency repetitive firing of sodium
dependent action potentials of neurons in cell culture at therapeutic concentrations,
an effect most probably due to modulation of voltage-sensitive
sodium channels (2-5) .
– Modulation of potassium channels due to increased early outward K +
current and delayed rectification in rat hippocampal neurons (3,5) .
– Reduction of high-voltage activated, non-L-type calcium currents in rat
cortical and striatal neurons (6-7) .
Each of the mechanisms related to the antiepileptic effects of Oxcarbazepine
have also been shown to limit ischemic brain damage in animal models
of focal and global cerebral ischemia (8-9) .
For this reason, we plan to perform an in depth analysis of possible modulations
by Oxcarbazepine and Carbamazepine of the calcium and sodium
intracellular dynamics in pyramidal neurons of the hippocampus and the neocortex,
and also evaluate its potential protective effects on an in vitro model of
oxygen-glucose deprivation (OGD).
METHODS AND EXPERIMENTAL PLAN
Slice preparation – Wistar rats (18-35 days old) will be anaesthetized by
inhalation of 2-bromo-2-chloro-1,1,1-trifluoroethane and killed by decapitation.
The brain will be rapidly removed and a tissue block containing the hippocampus/neocortex
will be submerged in artificial cerebrospinal fluid solution
(aCSF) composed of (in mM): NaCl (126), KCl (2.5), MgCl 2
(1.2), CaCl 2
(2.4), NaH 2
PO 4
(1.2), NaHCO 3
(24), glucose (11); saturated with 95% O 2
, 5%
CO 2
(pH 7.4, 303 mOsm). Brain slices (250-400 µm) of the hippocampus/neocortex
will be cut at 0-5 °C using a vibratome. A single slice will then be transferred
to a submerged recording chamber at 33.5 °C on the stage of an upright
microscope, equipped for infrared video microscopy, allowing a direct visualization
of the recorded neuron.
618 2006

A comparison of the pharmacological effects between carbamazepine and oxcarbazepine
Microfluorometry – Microfluorometric measurements of intracellular
[Na + ] and [Ca 2+ ] will be performed in cells loaded with the sodium-sensitive
indicator sodium-binding benzofuran isophthalate (SBFI) and fura-2
(K 5
salt), through the patch pipette. Fluorescence will be excited in fura-2
and SBFI-loaded neurons via a water immersion objective by epi-illumination
with light provided by a 75 W Xenon lamp bandpass, alternatively
filtered at 340 and 380 nm wavelength. Emission light will be monitored
using a 500 nm barrier filter and detected by a CCD camera. Each fluorescence
value will be obtained from pairs of 340 and 380 nm images and analyzed
off-line. Ratio images will be calculated from pairs of 340 and 380 nm
images corrected for background fluorescence, measured from image
regions free of dye fluorescence.
The levels of free intracellular calcium and sodium will be measured in
neocortical and hippocampal pyramidal neurons, in basal conditions, following
membrane depolarization and stimulation of specific glutamate receptors.
An increase of the intracellular ionic concentrations will be also obtained by
exposing the slices to brief episodes of ipoxia/ischemia. Specifically, we will follow
the amplitude and kinetics of calcium and sodium rise in response to local
application of glutamate agonists, in response to trains of afferent stimuli, and
during an episode of energy deprivation. Once we have standardized the
results obtained with these procedures, we will re-examine the sodium and calcium
dynamics in the presence of AMPA, mGluR and GABA receptor antagonists.
The results obtained will be then compared with those recorded in the
presence of Oxcarbazepine and Carbamazepine.
Extracellular recordings – For extracellular recordings test pulses will be
delivered through a bipolar nichrome electrode positioned in the stratum
radiatum of the CA1 region of the hippocampus. Evoked extracellular potentials
will be recorded with glass microelectrodes (2-4MΩ), filled with 3M NaCl.
Responses are amplified (Neurolog NL 104, Digitimer Ltd, Welwyn Garden
City, U.K.), digitized (sample rate, 33.33 kHz), and stored for later analysis
using pCLAMP 6 software facilities (Axon Instruments, Foster City, CA, USA).
In vitro OGD will be obtained by superfusing the slices with D-glucosedeficient
aCSF equilibrated with a 95% N 2
/5% CO 2
gas mixture. At the end
of the ischemic period, the slice will be again superfused with normal
(glucose-containing) oxygenated aCSF. The time course of fEPSPs amplitude,
before and during different time durations of OGD and after reperfusion
in normal oxygenated aCSF will be assessed. Our aim is to evaluate
whether Oxcarbazepine and Carbamazepine could partially or fully protect
synaptic transmission from an irreversible ischemic insult obtained with the
Oxygen-Glucose deprivation model given for a defined time course in control
experiments.
Drug application – Drugs will be applied by switching the standard aCSF
to one containing a known concentration of the drug(s). Full exchange of the
solution in the recording chamber occurs over about 1 minute. Drugs will be
applied beginning 30 min after the establishment of a stable baseline response.
A drug-naive hippocampal or neocortical slice will be used in each experiment.
2006 619

Sezione III: Attività per progetti
CONCLUSIONS
Our fluorimetric and electrophysiologycal investigation on the possible
regulatory effects by Oxcarbazepine and Carbamazepine on the calcium and
sodium dynamics could provide new prospective for the clinical use of this
drug in common pathologies of the CNS such those caused by stroke and excitotoxicity.
Therefore, we hypothesize that by controlling the influx of calcium
and sodium in the neurons, on top of contributing to the antiepileptic properties,
Oxcarbazepine and Carbamazepine may also yield an additional neuroprotective
potential.
1. Trileptal prescribing information, Novartis Pharmaceuticals Corporation, August
2003.
2. Courtney K.R. et al. (1983) Eur J Pharmacol 88: 1-9.
3. Wamil AW. et al. (1994) Eur J Pharmacol 271: 301-308.
4. Schmutz M. et al. (1994) Epilepsia 35 (Suppl 5): 47-50.
5. McLean J. et al. (1994) Epilepsia 35: S5-S9.
6. Calabresi P. et al. (1995) Epilepsia 36: 990-996.
7. Stefani A. et al. (1997) Epilepsia 38: 959-965.
8. Obrenovitch T.P. (1997) Int Rev Neurobiol 40: 109-135.
9. Ikonomodou C., Turski L. (1995) Curr Opin Neurol 8: 487-497.
620 2006

CROSS-TALK BETWEEN NON RECEPTOR
TYROSINE KINASES AND CASPASES
IN CANCER AND IN APOPTOSIS
Responsabile scientifico di progetto
DANIELA BARILÀ
IRCCS S. Lucia – Università di Roma Tor Vergata
Finanziamento 2006 – Associazione Italiana Ricerca sul Cancro (AIRC)

Sezione III: Attività per progetti
ABSTRACT
The goal of this project is the study of the cross-talk between non receptor
tyrosine kinases that are usually implied in proliferation signals transduction,
and caspases which are key players in the apoptotic signal transduction. These
studies may contribute significantly to understanding the molecular bases of
cancer development. We will investigate the mechanisms that allow a cell to
block its programmed cell death. This block is important to prevent undesired
cell death but can also lead to the expansion of a neoplastic cell population and
to cancer cells resistance to apoptosis (1) . Interestingly, the activity of caspases
has been shown to be repressed by ser/thr phosphorylation by Akt (2) , MAPK (3)
and p38 kinase (4) . The possibility that the activity of caspases, that are central
executors of the apoptotic program, might be regulated by tyrosine phosphorylation,
mediated by non receptor tyrosine kinases, whose activity is
upregulated in many tumors, will be fully investigated. Significantly, tyrosine
phosphorylation not only directly affects the activity of several enzymes, but
can also modulate new protein-protein interactions.
We have recently identified Caspase-8, as new substrate of the c-Src tyrosine
kinase. We reported that c-Src expression affects death receptor mediated
cell death and represses Caspase-8 enzymatic activity. Src family non receptor
kinases, are often aberrantly activated in a variety of epithelial and non-epithelial
cancers (5) and the extent of increased Src family activity often correlates
with malignant potential. However, the mechanisms through which Src
promotes tumorigenesis are still largely obscure. Interestingly, we were able
to show that Caspase-8 is tyrosine phosphorylated in human colon cancer.
The mechanism that allows tyrosine phosphorylation to modulate Caspase-8
activity will be further investigated. We will test the possibility that indeed
Caspase-8 is tyrosine phosphorylated in other tumors and that this event contributes
to tumor progression and to tumor resistance to chemotherapy and
irradiation induced apoptosis. Our studies might lead to the identification of a
completely novel pathway that allows Src kinase to contribute to tumor progression
and to the comprehension of a new mechanism that controls caspases
activity and function.
Conversely, during the apoptotic process, the activity of some non receptor
tyrosine kinases is induced upon caspase cleavage during apoptosis (6-9) .
Anoikis is a programmed cell death caused by the loss of cell adhesion. Malignant
cells in order to metastasize have obviously to become resistant to loss of
cell anchorage (10) . Therefore, understanding anoikis is crucial for cancer
research. We have identified the non receptor tyrosine kinase c-Abl as a new
caspase substrate during Fas-induced apoptosis (8) . Caspase cleavage removes
Abl Nuclear Export Signal (NES) and the actin binding domain. As a consequence,
Abl accumulates in the nucleus where it plays a positive role in
apoptosis (11) . Arg is the other member of the Abl family, characterized by actin
binding regions and putative NLSs and NES. The activity of Abl and Arg is
essential during development (12) and during many F-actin-dependent
processes, such as, adhesion and migration (13) . Since anoikis occurs in
response to alterations of cell adhesion, we will test whether Abl and Arg are
622 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
cleaved by caspases in this apoptotic response and how this event contributes
to the execution of the program. Our experiments may lead to the identification
of Arg as a new player of the apoptotic response and will help to understand
the mechanism that control anoikis.
PROPOSAL RELEVANCE
Our proposal is focused on the study of the molecular mechanisms that
allow the cross-regulation of two large families of proteins, the non receptor
tyrosine kinases and the caspases, that play a crucial role in the cellsurvival/cell-death
balance. The lack of this equilibrium is associated to severe
pathologies in humans. In particular, it has been well established that tumors
arise from the development of genetic modifications that affect genes implicated
in cell proliferation as well as in apoptosis control. Therefore the investigation
of the cross-talk of non receptor tyrosine kinases and caspases should
definitely have a primary relevance for cancer research.
The first part of the project is centred on the role of tyrosine kinases in the
control of caspases activity. Despite the absolute requirement for caspases
activity regulation in order to prevent undesired cell death, very little is known
about the molecular mechanisms that control and ensure this regulation. Tyrosine
phosphorylation has been shown to modulate the activity and the proteinprotein
interactions of several molecules and therefore to play a crucial role in
signal transduction in general. Some evidence suggests a role of tyrosine phosphorylation
in the apoptotic signal; one intriguing possibility is that tyrosine
kinases might directly phosphorylate and regulate the activity and the function
of caspases. We have recently identified the upstream activator Caspase-8 as a
new substrate of the proto-oncogene c-Src. Caspase-8 tyrosine phosphorylation
may severely affect Caspase-8 activity and function resulting in resistance
to death receptors-induced apoptosis. It is significant that Src kinase is often
up-regulated in tumors, especially in colon and breast cancers (14) . We identified
the presence of tyrosine phosphorylated Caspase-8 in human colon cancer.
The possibility that this event contributes to tumor progression and to tumor
resistance to chemotherapy and irradiation induced apoptosis is intriguing.
Support for this project might lead to the identification of a completely new
mechanism that allows Src kinase to contribute to tumor progression and to
the comprehension of a new mechanism that controls caspases activity and
function. Moreover, Caspase-8 Tyr380 phosphorylation may be clearly linked
with cancer and could be considered as a novel tumor marker.
The second part of the project is focused on the cross-talk of non receptor
tyrosine kinases and caspases in the control and execution of anoikis. Anoikis
is a programmed cell death caused by the loss of interactions of epithelial cells,
where caspases activation has been described. This mechanism ensures that
epithelial cells that have lost interaction with their extracellular matrix,
undergo cell death and prevents their migration. The comprehension of the
molecular mechanisms of anoikis is of particular importance for cancer
research, because anoikis resistance acquired by cancer cells, allows the formation
of metastasis.
2006 623

Sezione III: Attività per progetti
We have recently identified c-Abl as a novel caspase substrate in apoptosis
upon death receptor stimulation. Caspases cleave c-Abl in the cytoplasmatic
compartment, generating a truncated Abl protein that lacks the
nuclear export signal and therefore accumulates in the nuclear compartment,
where Abl activity has a pro-apototic function. Abl caspase cleavage
causes the loss of a C-terminal region of the protein where a nuclear export
signal and an actin binding domain have been mapped (8-9) . These sequences
are also present in C-terminal portion of Arg, the Abl Related Gene product.
Abl and Arg constitute the Abl family of non receptor tyrosine kinases, characterized
by binding to F-actin. Indeed these proteins have a crucial function
in the regulation of many F-actin-dependent processes, such as cell death,
cell adhesion, cell migration and neurite extension. Since anoikis is induced
by a loss of cell adhesion activation of we will test the possibility that caspase
cleavage recruits the Abl family proteins to this apoptotic response. Support
for this project is essential to allow studies on molecular mechanisms of
anoikis and will help to clarify Arg’s putative role in the apoptotic signal
transduction.
BACKGROUND AND RATIONALE
Non receptor tyrosine kinases and caspases are two large families of proteins
that play a central role in the regulation of cell survival and cell death.
Some evidence supports the idea of a cross-talk between these molecules. Caspase
cleavage can induce the activity of many non receptor tyrosine kinases
during apoptosis (6-7) and, tyrosine phosphorylation can modulate the apoptotic
signal (15-18) . Caspases might be phosphorylated on serine and threonine,
and phosphorylation affects their activity (2,19) .
Caspases – Caspases are a family of cystein-proteases highly conserved
through evolution. All known caspases cleave substrates after an aspartic acid
residue. These enzymes are activated by several stimuli and trigger all the morphological
and biochemical changes resulting in the systematic and orderly
disassembly of the dying cell into apoptotic bodies (20) . Caspases are synthesized
as enzymatically inactive proenzymes composed of three domains: an
N-terminal prodomain, a large subunit and a small subunit. Their activation
occurs through a series of proteolytic cleavages always mediated by caspases
that result in the release of the prodomain and assembly of an active tetramer
composed of two large and two small subunits (21-22) .
Fas (CD95) death receptor – The transmembrane Fas receptor belongs to
the death receptor family. These molecules are activated upon specific ligand
binding (23) , which triggers the assembly of a complex of adaptor proteins that
induce oligomerization of the upstream activator Caspase-8 and caspase-10 (24) .
This complex is named Death-Inducing Signaling Complex (DISC). According
to this model, caspases’ recruitment to the DISC results in their self-cleavage
and self-activation that then triggers the cleavage and activation of more downstream
executor caspases. These finally cleave several cellular substrates leading
to the execution of the apoptotic program.
624 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
Src family kinases and tumor progression – The Src family of non-receptor
protein tyrosine kinases plays critical role in a variety of cellular signal transduction
pathways, regulating such diverse processes as cell division, motility,
adhesion, angiogenesis, and survival. Constitutively activated Src variants,
induce malignant transformation of variety of cell types. Src family kinases,
are often aberrantly activated in a variety of epithelial and non-epithelial cancers,
such as, colorectal and breast cancers (5) . Further, the extent of increased
Src family activity often correlates with malignant potential and patient survival.
Exactly how Src family kinases contribute to individual tumors remains
to be defined completely. However, they appear to be important for multiple
aspects of tumor progression, including proliferation, disruption of cell/cell
contacts, migration, invasiveness, resistance to apoptosis, and angiogenesis (25) .
Role of protein phosphorylation in the control and execution of apoptosis –
The function of many components of the apoptotic machinery is modulated
through serine/threonine phosphorylation. Very little is known about caspases’
phosphorylation. It has been shown that Akt and MAPK can phosphorylate
and repress caspase-9 activity (2) , while p38 has been proposed to modulate caspase-3
and Caspase-8 activity (4) . Tyrosine kinases have been reported to modulate
Fas-induced apoptosis (15-16) . However, none of the caspases or of the Bcl2
family members have been yet identified as direct substrates of tyrosine
kinases.
Src family kinases trigger Caspase-8 tyrosine phosphorylation and modulate
its activity – We identified Caspase-8 as a new substrate for Src kinase. Phosphorylation
occurs on Tyr380, situated in the linker region between the large
and the small subunits of human Procaspase-8, and results in down-regulation
of Caspase-8 proapototic function. Src activation triggers Caspase-8 phosphorylation
on Tyr380 and impairs Fas-induced apoptosis. Accordingly, Src failed
to protect Caspase-8-defective human cells in which a Caspase-8-Y380F
mutant is expressed from Fas-induced cell death.
Remarkably, Src activation upon EGF-receptor stimulation, triggers
endogenous Caspase-8 phosphorylation and prevents Fas-induced apoptosis.
Tyr380 is phosphorylated also in human colon cancers where Src is aberrantly
activated. These data provide the first evidence for a direct role of tyrosine
phosphorylation in the control of caspases and reveal a new mechanism
through which tyrosine kinases inhibit apoptosis and participate in tumor progression.
These data suggest that Src kinases could modulate apoptosis
through direct phosphorylation of Caspase-8. This event might play a role in
tumorigenesis and might be targeted for the development of new therapeutic
approaches (14) .
Anoikis – The loss of cell anchorage to cell matrix of normally adherent
cells triggers a particular form of apoptosis, named anoikis. Understanding
anoikis is particularly relevant for cancer research since malignant cells, once
they begin to metastasize, have obviously acquired properties rendering them
resistant to loss of cell anchorage and anoikis, because they are able to detach
from the primary tumor without undergoing apoptosis. The molecular mechanisms
that regulate anoikis are still largely obscure. Evidences for a clear role
2006 625

Sezione III: Attività per progetti
of Caspase-8 and FADD have been provided (26-27) . Moreover several oncogenes
like v-HA-ras and v-src induce resistance to anoikis (28) . The role of kinases and
of cytoskeletal components involved in this apoptotic response, needs further
investigation.
Abl family of non receptor tyrosine kinases – In mammals the Abl family
consists of two c-Abl isoforms (1a, 1b) and two Arg isoforms (1a, 1b). The 1b
isoforms shows a myristoylation site that allows interactions with the membranes.
Three nuclear localization signals (NLSs) and a nuclear export signal
(NES) allow Abl to shuttle between the cytoplasmic and the nuclear compartments.
Putative NLSs and a NES are also present in the Arg protein, although
their function has not been clarified yet. Binding sites for F actin and G actin
allow Abl and Arg to interact with the cytoskeleton (reviewed in (29) ).
The cellular localization plays a crucial role on Abl signaling. In the cytoplasm
Abl is activated in response to cell adhesion (30) and to growth factors
stimulation (31-32) . Conversely, in the nucleus c-Abl activation participates to the
apoptotic response, upon DNA damage (reviewed in (11) ).
Arg functions have been much less investigated. It is clear that Abl and Arg
have redundant function during development and that Abl/Arg -/- mice show
severe defects in neurulation (12) . These non receptor tyrosine kinases can
directly bind to actin and play an essential role in many actin-dependent
processes, such as cell death, cell adhesion, cell migration and neurite extension
(reviewed in (33) ).
Cleavage of c-Abl and Arg by caspases in Fas-induced apoptosis – We have
recently identified c-Abl as a new substrate of caspases during Fas-induced apoptosis
(8) . Caspase cleavage generates a fragment of Abl which has lost the NES and
the actin binding region, but retains the NLSs and kinase activity. This fragment
rapidly accumulates in the nucleus, where Abl activity has been described to
exert a proapoptotic function (11) . Significantly, the expression of wt and caspase
cleaved fragment of Abl sensitizes lymphoid cells to Fas-induced apoptosis, while
a caspase-resistant mutant of Abl significantly delays apoptosis (8) .
A role of Arg in apoptosis has not been described yet. Preliminary experiments
suggest that Arg might also be cleaved by caspases. We have identified
a putative cleavage site at the C-terminal of the protein. Cleavage at that site
would result in the loss of the NES and of the C-terminal actin binding
domain, this being similar to what is reported for c-Abl (8) .
PRELIMINARY RESULTS
Tasks A and B rely on (14) . This manuscript got positive comments from three
referees and we are submitting a revised version by the end of December 2005.
A summary of the experimental data supporting these findings has been
enclosed below as they have been fully reported in the enclosed manuscript,
along with some pictures (numbered as in the complete manuscript). The
manuscript has been sent along with the copies of publications. By the time
this proposal will be evaluated, we should be able to provide an accepted version
of the manuscript.
626 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
Src kinase triggers Caspase-8 phosphorylation on Tyr380 – To test whether
Caspase-8 could be a substrate for non receptor tyrosine kinases, we transiently
transfected Caspase-8 in human embryo kidney (HEK) 293 cells,
together with several constructs encoding different forms of Src and of Abl
kinases. The constitutively active Src, SrcY527F, but not its kinase inactive
counterpart, caused a strong tyrosine phosphorylation of co-transfected Caspase-8,
as shown by immunoblotting (not shown) and in immunoprecipitation
experiments (Fig. 1, left panel).
Mass spectrometry and point mutagenesis allowed us to identify Tyr380 as
a unique Src phosphorylation site (Fig. 3). In vitro experiments also confirmed
that Tyr 380 is directly phosphorylated by Src kinase (data not shown).
Phosphorylation on Tyr 380 impairs Caspase-8 activity and Fas induced
apoptosis – Caspase-8 is absolutely required for Fas-induced cell death (34) and
defective Caspase-8 activity results in the impairment of this apoptotic
response. To test whether tyrosine phosphorylation could affect Caspase-8
activity and function, HeLa cells, which are sensitive to Fas, were transfected
with a construct encoding the constitutively active form of Src, SrcY527F,
along with a plasmid encoding GFP to allow detection of transfected cells.
SrcY527F overexpression drives tyrosine phosphorylation of endogenous
Caspase-8 (Fig. 2A). Interestingly, SrcY527F but not its kinase inactive counterpart,
SrcY527F-kin - , protected cells from Fas-induced apoptosis indicating
that Src activity is necessary to mediate its anti-apoptotic effect (Fig. 2B).
These data suggest that tyrosine phosphorylation affects Caspase-8 proapoptotic
function. To explore whether Src-induced resistance to Fas could be
directly linked to Caspase-8 phosphorylation we analyzed the activation
of Caspase-8, upon Fas-stimulation, in HeLa cells transfected with the
constitutively active Src. SrcY527F overexpression delayed Fas-induced
Caspase-8 activation, measured as its ability to cleave its substrate peptide
IETD, to an extent remarkably similar to the strong caspase viral inhibitor
CrmA (Fig. 2C).
To investigate the effect of Tyr380 phosphorylation on Caspase-8 activity
we chose a Caspase-8 mammalian cell system, the Jurkat Caspase-8 -/- cell line.
These cells do not express Caspase-8 and therefore do not undergo apoptosis
upon Fas-receptor stimulation, yet the reconstitution of Caspase-8 expression
restores the sensitivity to Fas-induced apoptosis (34) . Since Caspase-8 overexpression
triggers its own activation, which induces cell death per se, these
experiments require the expression of very low levels of transfected Caspase-
8, which allow the detection of Fas-induced apoptosis. Caspase-8-wt and
Caspase-8-Y380F restore Fas-sensitivity to the same extent, confirming that
the substitution of Tyr380 with Phe, which impairs phosphorylation, does
not affect per se Caspase-8 function. Importantly, co-expression of the constitutively
active Src, SrcY527F, suppressed Fas-induced apoptosis in cells
reconstituted with Caspase-8 wt, but not in those reconstituted with Caspase-
8-Y380F, indicating that Src mediated protection requires Caspase-8 Tyr380
phosphorylation (Fig. 5) and suggesting that the phosphorylation of Tyr380
modulates Caspase-8 activity and function.
2006 627

Sezione III: Attività per progetti
EGF triggers endogenous Caspase-8 phosphorylation and counteracts Fas
induced apoptosis – Endogenous Src kinase activity is tightly regulated and is
induced upon different stimuli. To further investigate whether the activation of
endogenous Src could trigger Caspase-8 phosphorylation, HeLa cells were
treated with EGF, which directly activates Src kinase (Fig. 6A). Immunoblotting
with anti-phosphotyrosine antibodies on immunoprecipitated Caspase-8
showed that EGF treatment triggered Caspase-8 phosphorylation (Fig. 6A). We
further asked whether Caspase-8 phosphorylation could affect Fas-sensitivity
in this context. Exposure to EGF caused a significant delay in Fas induced
apoptosis of HeLa cells (Fig. 6B). Interestingly, EGF failed to protect cells stably
transfected with a kinase defective version of Src (SrcY527Fkin - ) from Fasinduced
apoptosis, suggesting that the anti-apoptotic effect of EGF relies on
Src kinase activity (Fig. 6B) and, most likely, on Caspase-8 phosphorylation.
Caspase-8 is phosphorylated on Tyr380 in colon cancer – We asked whether
Caspase-8 may be tyrosine phosphorylated in those pathological situations
were Src kinase is aberrantly up regulated such as different types of tumors (25) .
We speculated that tyrosine phosphorylation of Caspase-8, may represent a
new mechanism through which transformed cells evade apoptosis and promote
cancer. We analyzed the profile of Caspase-8 in colonic adenocarcinomas
from 23 patients. While the levels of Src protein in cancer mucosa and in the
adjacent normal mucosa are comparable (Fig. 7A, left panel), the kinase activity
of Src is significantly increased in about 80% of the tumors (Fig. 7A, middle
panel), according to previous reports from other laboratories (35) . To address
whether Tyr380 was the phosphorylated residue, we raised a monoclonal antibody
against a phosphopeptide containing phospho-Tyr380. Indeed, this antibody
detected Caspase-8 only after Src phosphorylation, whereas mutation of
Tyr380 to Phe abolished recognition, demonstrating that the antibody specifically
reacts with the phosphorylated site (Fig. 7B). Using this antibody, we
were able to show that Caspase-8 is phosphorylated on Tyr380 in primary
colon cancer from 18 out of 23 analyzed patients (Fig. 7C).
DESCRIPTION OF THE PROPOSED RESEARCH
Task A: Role of tyrosine phosphorylation
in the control of Caspase-8 activity
In vivo activation of proCaspase-8 upon Fas stimulation is triggered by its
recruitment to the DISC that leads to its dimerization. This event is sufficient
to trigger proCaspase-8 activation, which in turn results in the interdimer processing
required for the production and the release into the cytoplasm of the
large (p18) and of the small subunits (p10). Structural studies have confirmed
that the active cytoplasmatic Caspase-8 is a tetrameric complex constituted by
two large subunits and two small subunits (36) .
Interestingly tyrosine phosphorylation occurs on Tyr380 that lies in a
linker of 10 aminoacidic residues between two aspartic residues that are
sequentially cleaved to allow the release of the p10 subunit. This linker is only
628 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
2006 629

Sezione III: Attività per progetti
630 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
present on the Procaspase-8 molecule and it is therefore lost during autoprocessing
and in the tetrameric complex.
The lack of structural data for the procaspase, containing Tyr380, does not
allow structural and modeling approaches to address the effect of phosphorylation
on the structure and on the function of Caspase-8. Tyrosine phosphorylation
may modulate one of the steps of Caspase-8 activation, such as DISC
recruitment, dimerization and activation, processing and release of the active
tetramer. Alternatively, phosphorylation on Tyr380 may drive new proteinprotein
interactions that either change the conformation of Caspase-8 preventing
its activation, or sequester it far from its substrates, impinging on its apoptotic
function. At present all these models are merely speculative only further
experiments will address this point.
Milestone A1: Analysis of the effect of Caspase-8 tyrosine phosphorylation on
the Death Inducing Signaling Complex – To address the possibility that tyrosine
phosphorylation might somehow affect DISC formation or Caspase-8 activation
and release at the DISC, Fas-sensitive cell lines that stably overexpress a
constitutive active form of Src will be generated. These cell lines, along with
the parental cell lines as a control, will be stimulated to undergo apoptosis by
anti-Fas antibodies. The recruitment of Caspase-8 to the DISC will be revealed
upon DISC immunoprecipitation and immunoblot with specific anti-Caspase-8
antibodies (24) . The use of the phospho-Tyr380-Caspase-8 antibody will help
to clarify whether phosphorylation interferes or not with the recruitment of
Caspase-8 to the DISC.
Milestone A2: Studies to address whether tyrosine phosphorylation might
interfere with Caspase-8 dimerization – Recently it has been proposed that two
dimers of procaspase in which the large and small subunits have not been yet
separated by cleavage, are already active. Receptor trimerization would allow the
formation of dimers of proCaspase-8 at the DISC level. Dimerization would then
allow proCaspase-8 activation, resulting in the first cleavage that separates the
large and the small subunit, the so-called “ interdimer processing ”. The produced
tetramers would then be able to perform the second cleavage event
between the prodomain and the large subunit, resulting in the release of the
active Caspase-8 from the DISC (37) . To test whether tyrosine phosphorylation
impairs proCaspase-8 dimerization we will take advantage of an in vitro translation
approach based on FK506 binding protein (FKBP). This system allows the
production of Caspase-8 in vitro which can be further induced to dimerize by the
addition of a compound that recognizes the FKBP sequence allowing dimerization.
Upon dimerization the procaspase will be activated and the autoprocessing
will occur (37) . In vitro translated proCaspase-8 might be phosphorylated in vitro
by Src kinase before the induction of its dimerization. The dimerization-induced
processing of in vitro translated phosphorylated proCaspase-8 will be compared
to the one of unphosphorylated proCaspase-8. The Caspase-8-Y380F mutant will
be used as a negative control.
An alternative approach will be based on experiments where proCaspase-8
dimerization will be induced by incubation of protein extracts from cells transfected
with the constitutively active SrcY527F or with the empty vector as con-
2006 631

Sezione III: Attività per progetti
trol, in the presence of sodium citrate as described in (38) . Dimerized pro-
Caspase-8 will be recovered upon incubation with Biotinyl-VAD-FMK that
specifically binds to activated proCaspase-8, followed by the addition of
agarose conjugated streptavidin to capture the affinity-bound proteins. The
ability of tyrosine-phosphorylated-proCaspase-8 and of un-phosphorylatedproCaspase-8
to dimerize will be then revealed by immunoblotting with anti-
Caspase-8 and anti-phospho-Ty3380-Caspase-8 antibodies.
Milestone A3: Analysis in vitro of the effect of phosphorylation of Y380 on the
processing of Caspase-8 – To test whether phosphorylation affects accessibility of
the linker region to cleavage by an active Caspase-8 tetramer an in vitro translation
based approach will be set up. It has been reported that in vitro translated
proCaspase-8 accumulates as proenzyme that it is not able per se to auto-process
and auto-activate itself (37) . However, purified recombinant Caspase-8 can be
used to process in vitro translated proCaspase-8 with the classical ordered cleavages.
35 S-labelled in vitro translate proCaspase-8 will be used as a substrate for
kinase assay in the presence or not of active Src kinase and the effect of tyrosine
phosphorylation will be measured upon in vitro caspase cleavage assay using
purified Caspase-8. If tyrosine phosphorylation impairs cleavage/s this should
result at least in the delay of processing. The same experiment will be also carried
out with the Caspase-8-Y380F as a control. The processing of this mutant
should not in principle be modulated by Src-mediated phosphorylation.
An alternative approach will be based on the development of in vitro
Caspase-8 activity assays where we will compare the ability of recombinant
tetrameric Caspase-8 or of recombinant dimeric uncleavable Caspase-8 to
process a substrate peptide containing the aminoacidic sequence of the linker
region where the Tyr380 is either unphosphorylated or phosphorylated.
Milestone A4: Phosphorylation of Tyr380 could lead to Caspase-8-Src complex
– It has been clearly shown that many nonreceptor tyrosine kinases can
bind through their SH2 domain to the phosphorylated substrate (39) . We will
test the possibility that upon phosphorylation Caspase-8 and Src form a stable
complex. Pull down experiments from extracts of cells cotransfected with Caspase-8
and SrcY527F, with a GST-SH2-Src fusion protein will be performed.
Coimmunoprecipitation experiments will further allow testing of this hypothesis.
Colocalization of Src kinase and tyrosine phosphorylated Caspase-8 will
be investigated by immunofluorescence on mammalian cells taking advange of
the avaibility of phospho-specific-Tyr380-Caspase-8 antibodies.
Milestone A5: Molecular mechanisms that downregulate Caspase-8 phosphorylation
on Tyr380 – The Src family of non receptor tyrosine kinases have been
reported to modulate Fas-signaling. Interestingly, defective expression of the
SHP-1 tyrosine phosphatase in lymphoid cells blocks Fas-mediated apoptosis
(40) while in neutrophils SHP-1 can bind death receptors and block cytokineinduced
anti-apoptotic signaling (41) enforcing the idea that tyrosine dephosphorylation
of specific substrates is a prerequisite for death receptor-induced
apoptosis. Interestingly SHP1 expression has also been reported to be
decreased in lymphoma as well as in solid tumors (42) .
We will test whether SHP-1 tyrosine phosphatase may directly modulate
632 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
Caspase-8 tyrosine phosphorylation. Caspase-8 tyrosine phosphorylation will
be assayed in cells where Src activity has been induced, in the presence or in
the absence of active or inactive forms of SHP-1. Caspase-8 tyrosine phosphorylation
will be analyzed using the specific phospho-Tyr380-Caspase-8 antibody.
Overexpression of SHP-1, as well as ablation of SHP-1 expression with
specific siRNA will set up as parallel complementary approaches.
Task B: Role of Caspase-8 tyrosine phosphorylation
in tumor progression and in anoikis
It has been well established that constitutively activated Src variants,
induce malignant transformation of variety of cell types. Activation of Src family
kinases in human cancers may occur through a variety of mechanisms and
is frequently a critical event in tumor progression (5,25) .
Alterations in the apoptotic machinery contribute to the process of carcinogenesis.
Moreover, because chemotherapy and irradiation act primary by
inducing apoptosis, tumor resistance to apoptosis constitutes an important
clinical problem (reviewed in (1, 43) ). In many neuroblastomas and in many pediatric
tumors the gene for Caspase-8 is frequently inactivated by gene deletion
or methylation (44-45) . Caspase-8 deficient neuroblastoma cells are resistant to
death-receptor- and doxorubicin-mediated apoptosis.
We would like to propose that one possible mechanism through which
Src can promote tumor progression is the interference with the apoptotic
machinery. Phosphorylation of Caspase-8 on Tyr380 could provide a novel
mechanism to inhibit cell death, supporting tumor progression as well as
resistance of tumors to therapeutic approaches aimed at the induction of
apoptosis.
Milestone B1: Analysis of the presence of Caspase-8 tyrosine phosphorylation
in other tumors – Src family kinases, are often overexpressed and/or aberrantly
activated in a variety of epithelial and non-epithelial cancers. Activation is very
common in colorectal and breast cancers, and somewhat less frequent in
melanomas, ovarian cancer, gastric cancer, head and neck cancers, pancreatic
cancers, lung cancers, brain cancers, and blood cancers. Furthermore, the
extent of increased Src family activity often correlates with malignant potential
and patient survival (5, 25) .
Several tumors will be analysed both for Src kinase activity and for Caspase-8
tyrosine phosphorylation. Src kinase activity will be measured by in
vitro kinases assay, as well as by immunoblots using an antibody that selectively
recognizes the active form of Src kinase. Caspase-8 tyrosine phosphorylation
will be investigated by immunoprecipitation and immunoblot analysis
using anti-phosphotyrosine antibodies or the specific phospho-Tyr380-
Caspase-8 antibody. These experiments will be carried out in collaboration
with dr. Luigi Coppola at Ospedale San Filippo Neri, Rome, Italy, who will provide
us the surgical samples.
An alternative approach will be based on the collaboration with the Tissue
Microarray Facility, IFOM, Milan, Italy, coordinated by Dr. Maria Capra. This
approach relies on the availability of our phospho-specific antibody that rec-
2006 633

Sezione III: Attività per progetti
ognizes endogenous amounts of Tyr380 phosphorylated Caspase-8 (14 and
data not shown). In the tissue microarray technology, small tissue cylinders are
removed from hundreds formalin-fixed and paraffin-embedded different
tumors, and placed into a single “ empty ” recipient block, using a custom-built
precision instrument (46) . Hundreds of serial sections are obtainable from each
array block. This technology provides a rapid, very large-scale molecular analysis
of hundreds of tumor samples. Multi-tumors (composed of the most common
different tumor types) as well as specific-tumor and progression-tumors
(that collect samples of a specific organ at different step of progression to the
malignancy) will be analyzed by immunohystochemistry with Caspase-8
phospho-specific antibodies.
These approaches might provide more insight on the tissue and stage
specificity of Caspase-8 Tyr380 phosphorylation and lead to the identification
of a new marker of tumorigenesis.
Milestone B2: Screening of human colorectal cancer cell lines for Src kinase
activation and Caspase-8 phosphorylation on Tyr380 – We have identified Caspase-8
phosphorylation on Tyr380 in human colon cancer (14) . Moreover we
were able to detect Caspase-8 phosphorylation in a colon cancer cell line, HT29
(data not shown), where Src kinase activity has been previously reported to be
aberrantly upregulated (28) . Therefore these cells may provide a good in vitro
system to develop approaches to study the role of Caspase-8 Tyr380 phosphorylation
in colon cancer.
However, to select the optimal in vitro colon cancer cellular system to
study the role of Caspase-8 phosphorylation on Tyr380, several colorectal
metastatic and non-metastatic colon cancer cell lines, including KM12L4,
KM12C, HCT116, HT29, SW480 and SW260 will be screened for the presence
of Caspase-8 Y380 phosphorylation. Moreover we will further investigate the
correlation between Tyr380 phosphorylation and Src kinase activity. For this
purpose we will take advantage of several cell lines that have been stably transfected
with constructs that allow the doxocycline inducible expression of: (a)
wild type Src, (b) constitutively active Src, (c) kinase dead Src, (d) the luciferase
reporter only vector control. An alternative approach will be based on
the use of specific Src kinase inhibitors.
These approaches, will be carried out in collaboration with Dr. Caroline
Dive at the Paterson Institute, Manchester, UK, and they will allow us to identify
the best colon cancer cell line where Caspase-8 is phosphorylated dependently
on Src kinase activity. These cells will be important for the development
of Milestones B3-B6.
Milestone B3: Caspase-8 tyrosine phosphorylation as a mechanism to modulate
cancer sensitivity to different chemiotherapic drugs – Src family kinase
activity is up-regulated in many tumors. We have shown that treatment with
the Src kinase inhibitor PP2, significantly sensitizes HT29 cells to Fas-induced
apoptosis. Interestingly, treatment with PP2 promotes Fas-induced Caspase-8
autoprocessing and activation (data not shown). These data suggest a role of
Caspase-8 tyrosine phosphorylation in resistance of colon cancer cells to Fasinduced
apoptosis.
634 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
One of the major concerns of cancer research is the resistance of many
tumors to chemotherapic drugs, irradiation and death receptors stimulation.
Therefore an important target is the study of mechanisms that can selectively
sensitize tumor cells, and not normal ones, to the induction of apoptosis. The
aim of this part of the project is to test the hypothesis that the impairment of
phosphorylation of Caspase-8 could sensitize tumor cells to apoptosis.
Tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)
exhibits potent antitumor activity upon systemic administration in mice without
showing the harmful side effects observed with other apoptosis-inducing
members of the death receptor family such as TNF and Fas. Therefore, TRAIL
might have great potential in the treatment of human cancer (47) . However,
about 60% of tumor cell lines are resistant to TRAIL and many labs are setting
up different approaches to sensitize these cell lines to TRAIL (48) .
Many tumors are also resistant to more classical treatments, such as
chemotherapic drugs (doxorubicin, bleomycin, 5-FU, etoposide, cisplatin) and
radiation.
Different tumor cell lines, selected as described in Milestone B2, will be
induced to undergo apoptosis upon Fas or TRAIL stimulation as well as by
drug or radiation treatments, in the presence or in the absence of a panel of
Src kinase inhibitors (49) .
We are aware that these experiments will provide evidence for a general
role of Src kinase activity in the resistance of these cells to apoptosis. To
investigate whether tyrosine phosphorylation of Caspase-8 might contribute
to this event the levels of tyrosine phosphorylated Caspase-8 will be analyzed
by immunoblotting with the specific phospho-Tyr380-Caspase-8 antibody.
These experiments, although mainly correlative, will provide preliminary evidences
for a role of Caspase-8 tyrosine phosphorylation in tumor resistance
to apoptosis and will be useful in designing more specific approaches (Milestone
B5).
Milestone B4: Generation of a cell culture/xenograft model that allows to
study the contribute of Caspase-8 phosphorylation on Tyr380 in colon cancer
development – To further investigate the role of Caspase-8 tyrosine phosphorylation
in cancer, a cell culture/xenograft approach will be developed (50) . This
approach is aimed at the elucidation of the correlation between Src activity,
caspase-Tyr380 phosphorylation and tumor development. Therefore, colon
cancer cell lines where Caspase-8 phosphorylation on Tyr380 has been previously
identified and correlated with Src kinase activity (Milestone B2), will be
injected in the flank of SCID mice and allowed to form palpable tumors for few
days. The role of Caspase-8 Tyr phosphorylation will be investigated comparing
the tumor development triggered by cells that show Caspase-8 phosphorylation
with the same cells where Caspase-8 phosphorylation has been impaired
by Src kinase defective expression. Moreover, the effect on tumor growth of
several Src kinase inhibitors as well as chemoterapeutic agents, previously
shown to downregulate Caspase-8 Tyr phosphorylation in vitro (Milestone B3),
will be investigated by treatment of the xenografted animals with these compounds
followed by tumor volume calculation.
2006 635

Sezione III: Attività per progetti
Milestone B5: Generation of colon cancer cell lines that stably express either
Caspase-8-wt or Caspase-8-Y380F – All the experiments described before will
provide a correlative connection between Src activity, Caspase-8 phosphorylation
on Tyr380 and cancer development. However, we are aware that the
impairment of Src kinase activity has a broad effect on the oncogenic potential
of these cells, which may be only partially linked to Caspase-8 phosphorylation.
To unambiguously address the functional contribution of Tyr380
phosphorylation on colon cancer progression, based on the results of the
screening performed in Milestone B2, we will develop colon cancer cell lines
where endogenous Caspase-8 expression has been genetically ablated by
siRNA. Caspase-8 deficiency often correlates with Fas-resistance. Therefore, an
alternative approach to generate colon cancer cells that express low or no levels
of Caspase-8, will be the selection in the presence of anti-Fas antibodies of
clones resistant to Fas-induced apoptosis. Those clones resistant to Fas that
indeed express low levels of Caspase-8 will be then selected. Cells with low levels
of Caspase-8 will be then reconstituted by stable constitutive or inducible
expression with Caspase-8-wt (phosphorylatable) or caspase-8-Y380F
(unphosphorylatable).
Overall these approaches will identify cell lines that will be used to perform
all the experiments described in Milestone B3-4 in the presence or in the
absence of phosphorylated Caspase-8 and to unambiguously identify the contribution
of Tyr380 phosphorylation in tumor progression.
Milestone B6: Caspase-8 tyrosine phosphorylation in anoikis – Apoptosis
can be induced by numerous triggers, one of them being the loss of cell
anchorage of normally adherent cells.It has been reported that the expression
of the oncogenic form of Src, v-Src confers resistance to anoikis (10) .
Moreover, Src activation in human metastatic colon tumor cells impairs
anoikis of these cells (28) . The possibility that Src activation prevents anoikis
also through Caspase-8 tyrosine phosphorylation will be investigated. Caspase-8
tyrosine phosphorylation will be assayed by immunoblots on
immunoprecipitated Caspase-8 from cell extract from human colon tumor
cell lines, using antiphosphotyrosines and the phospho-Tyr380-Caspase-8
antibodies. Moreover, colon cancer cell lines generated in B5, that express
either Caspase-8-wt or Caspase-8Y380F, will be used in anoikis experiment in
the presence or in the absence of a panel of Src kinases inhibitors. These
studies might allow the identification of a new mechanism involved in tumor
progression and in the metastasis process.
Task C: Role of caspase-mediated cleavage of Abl family
non receptor tyrosine kinases in anoikis
Milestone C1: Role of caspase-mediated cleavage of c-Abl in anoikis –We
have previously reported that c-Abl is cleaved by caspases in the cytoplasm
upon stimulation of death receptors. Cleavage causes the loss of a C-terminal
fragment of about 20kDa, containing the Nuclear Export Signal (NES) and the
actin binding region. The loss of the NES upon caspase cleavage, causes the
636 2006

Cross-talk between non receptor tyrosine kinases and caspases in cancer and in apoptosis
relocalization of the cleavage fragment containing the kinase domain, in the
nucleus where Abl participates in the trasduction of the apoptotic signal (8) .
Caspase cleavage also causes the loss of the actin binding region. It is very well
known that the Abl family of non receptor tyrosine kinases plays a central role
in many F-actin dependent processes, such as cell adhesion, membrane ruffling,
cell spreading, cell migration and neurite extension in response to growth
factor and extracellular matrix signals (13) . Since anoikis is triggered by the loss
of cell adhesion and Abl function in cell adhesion is mediated by its actin binding
domain, it is intriguing to speculate that Abl cleavage upon caspase activation
might play a role in the anoikis response.
To test this hypothesis epithelial cell lines, like MDCK, which have been
widely used to study anoikis (10,51) , will be stimulated so as to undergo anoikis.
Abl cleavage will be assayed by immunoblot analysis with specific anti-Abl
antibodies. Moreover, cells will be transiently transfected with a mutant of Abl
that carries point mutations of the aspartic residues recognized by caspases
and cannot therefore be cleaved. The effect of this construct on anoikis will be
assayed. Moreover we will perform the same kind of experiments in the presence
of the truncated forms of Abl generated by this cleavage event. Besides
cell death, the tyrosine phosphorylation and the cleavage of cytoskeletal elements
will be analyzed.
Milestone C2: c-Arg function in apoptosis and anoikis – The Abl family in
mammals includes c-Abl and Arg. Both proteins have an actin binding domain
and a NES at the very C-terminal. Arg has an additional actin binding domain,
and has been described to localize mainly in the cytoplasm. However, the presence
of a NES and of some putative NLSs might suggest that this protein can
shuttle between the nucleus and the cytoplasm as well (13) .
Preliminary experiments on HeLa cells transiently transfected with Arg
and induced to undergo apoptosis by Fas receptor stimulation, suggest that
Arg might be a caspase substrate too. To further investigate this issue cells will
be stimulated so as to undergo apoptosis by several stimuli. Moreover, experiments
in the presence of the general caspase inhibitor z-VAD will further confirm
that the cleavage is caspase dependent. If these experiments will confirm
our initial findings, the significance of Arg cleavage by caspase will be further
investigated.
The analysis of the aminoacidic sequence of Arg shows the presence of
putative caspase cleavage sites at the C-terminal of the protein, where the
cleavage would result, similarly to Abl, in loss of the NES and of the C-terminal
actin binding domain. A mutagenesis approach will allow the identification of
the cleavage sites.
The possibility that caspase cleavage might result in the loss of the C-
terminal actin binding domain and of the NES is very intriguing. However, Arg
accumulation in the nucleus has not been reported so far. It is possible that
caspase cleavage allows Arg translocation to the nucleus. Immunofluorences
and cell fractionation experiments will allow this hypothesis to be tested. It is
possible that, as reported for Abl, the relocalization of Arg in the nucleus provides
a proapoptotic signal. This hypothesis will also be tested.
2006 637

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51. Grossmann J. (2002) Apoptosis 7: 247-260.
2006 639

DIAGNOSI TEMPESTIVA
DI DEMENZA A CORPI DI LEWY MEDIANTE
TECNICHE AVANZATE DI NEUROIMAGING
Coordinatore scientifico di progetto
MARCO BOZZALI
IRCCS S. Lucia
U.O. 1 – Marco Bozzali
IRCCS S. Lucia
U.O. 2 – Emiliano Macaluso
IRCCS S. Lucia
U.O. 3 – Gianfranco Spalletta
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2005 – Ministero della Salute “ Programmi speciali ”
Art. 12 bis, d.lgs. 229/99

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Laboratorio di Neuroimmagini: sezione applicazioni cliniche (MRI
Strutturale) (Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma) – Marco Bozzali
U.O. 2 – Laboratorio di Neuroimmagini Funzionali: sezione cognitiva (Fondazione
Santa Lucia IRCCS, Roma) – Emiliano Macaluso
U.O. 3 – Neurologia clinica e comportamentale: Laboratorio di Neuropsichiatria
(Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma) – Gianfranco Spalletta
U.O. 4 – Dipartimento di Neuroradiologia (Istituto Scientifico e Università
Ospedale San Raffaele, Milano) – Andrea Falini
U.O. 5 – Dipartimento di Neuroscienze (II Facoltà di Medicina e Chirurgia Università
La Sapienza Ospedale Sant’Andrea, Roma) – Franco Giubilei
MOTIVAZIONI E OBIETTIVO FINALE
Nel mondo occidentale, i decadimenti cognitivi presentano, da un punto
di vista epidemiologico, una grossa fetta di patologia, con rilevanti conseguenze
di ordine socio-sanitario. La malattia di alzheimer (AD) costituisce la
più comune forma di demenza, immediatamente seguita dalla Demenza a
Corpi di Lewy (DLB), che secondo recenti studi anatomopatologici costituisce
la seconda più rilevante causa di decadimento cognitivo. la discrepanza tra la
prevalenza epidemiologica valutata da studi anatomopatologici e quella stimata
clinicamente suggerisce che, ad oggi, una larga percentuale di pazienti
affetti da DLB venga misdiagnosticata come affetta da AD. Queste due entità
nosologiche risultano spesso difficilmente differenziabili tra loro mediante
parametri clinici e neuropsicologici, specialmente nelle fasi più iniziali di
malattia. La diagnosi differenziale viene solitamente accertata sulla base dell’evoluzione
clinica, mediante l’esecuzione di follow-up seriati nel tempo. D’altro
canto, la DLB e la AD presentano problematiche cliniche differenti e
necessitano di distinti approcci gestionali e terapeutici, sia di tipo farmacologico
che riabilitativo. Con l’avvento di nuove, costose terapie farmacologiche
(non prive di effetti collaterali) e riabilitative, una diagnosi precoce risulta
critica in termini di costo-beneficio, sia per il paziente che per il sistema sanitario
nazionale.
L’individuazione di marker precoci che assistano nella diagnosi differenziale
tra le due principali forme di demenza e che forniscano elementi
prognostici circa diversi sottogruppi di pazienti (per esempio pazienti maggiormente
responsivi ai diversi trattamenti terapeutici) risulterebbe di
cardinale importanza. Inoltre, la presenza di strumenti che consentano di
monitorare, mediante trials clinici con reclutamento di un numero ristretto di
pazienti, sia la storia naturale di malattia che l’efficacia di terapie supposte
modificarne il decorso, aprirebbe la strada per l’individuazione di nuovi e più
razionali protocolli terapeutici. Relativamente ai trial clinci, l’individuazione
di misure neuroradiologiche acquisibili su pazienti in vivo, in modo totalmente
non invasivo, consentirebbe inoltre la selezione di popolazioni più
642 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
omogenee di pazienti e tempi di monitoraggio etremamente più brevi rispetto
a quelli stimabili per studi fondati su parametri clinici e psicometrici.
Obiettivo finale del presente progetto di ricerca è dunque quello di esplorare,
mediante l’utilizzo delle più avanzate tecniche di risonanza magnetica
quantitativa (sia strutturale che funzionale), il ruolo del neuroimaging applicato
alle due principali forme di demenza. Il raggiungimento di tale obiettivo,
costituirà la base per i seguenti avanzamenti: (a) individuazione di nuovi protocolli
di valore sia diagnostico che prognostico potenzialmente applicabili
alla pratica clinica; (b) individuazione di protocolli neuroradiologici di acquisizione
e post-processing applicabili a trial clinici; (c) miglioramento della
comprensione dei meccanismi fisiopatologici sottostanti le due principali
forme di demenza; (d) individuazione di parametri clinici e psicometrici che
meglio correlino con l’evoluzione del danno tissutale cerebrale nelle due principali
forme di demenza.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
1. Messa a punto del protocollo di studio, reclutamento dei pazienti e
completamento dell’acquisizione dei dati clinico-psicometrici e neuroradiologici
(baseline e follow-up).
2. Completamento dell’analisi dei dati ottenuti a baseline (studio trasversale)
e a follow-up (studio longitudinale).
3. Interpretazione dei risultati.
4. Messa a punto di protocolli multiparametrici applicabili a studi di storia
naturale di malattia, a trials clinici e, potenzialmente, a protocolli clinici
su singolo soggetto.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
Al termine del primo anno:
• messa a punto del protocollo di studio (testistica neuropsicologica,
sequenze di acquisizione di risonanza magnetica);
• completamento del reclutamento della casistica ed esecuzione dello
studio neuroradiologico e neuropsicologico a baseline;
• completamento della raccolta dati di follow-up clinico-neuropsicologico
a 6 mesi;
• inizio del follow-up clinico-neuropsicologico e neuroradiologico ad
un anno;
• analisi dei dati acquisiti a baseline (studio trasversale).
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
1. Completamento del reclutamento della casistica ed esecuzione dello
studio neuroradiologico e neuropsicologico a baseline.
2006 643

Sezione III: Attività per progetti
2. Completamento raccolta dati di follow-up clinico neuropsicologico
a 6 mesi.
3. Inizio raccolta dati di follow-up ad un anno.
METODOLOGIA
Verranno reclutati per il presente progetto di ricerca un gruppo di 20 soggetti
affetti da DLB probabile, un gruppo di 20 soggetti affetti da AD probabile
e un gruppo di 20 soggetti sani di controllo. In tutti i soggetti reclutati verranno
accuratamente escluse patologie internistiche e psichiatriche che possano
rendere la loro diagnosi di decadimento cognitivo o appartenenza alla
popolazione sana meno probabile.
Sulla base dello studio con MRI convenzionale, verranno inoltre esclusi
tutti quei soggetti che risultassero essere portatori di altre patologie o di anormalità
suggestive di concomitante patologia cerebrovascolare. Relativamente
ai pazienti affetti da DLB e AD probabile verranno inclusi pazienti con livello
cognitivo globale relativamente preservato, affinché lo svolgimento del protocollo
di studio, che richiede un livello adeguato di collaborazione, possa
essere attuato. A tal fine, verranno inclusi pazienti che riportino un punteggio
al test del Mini Mental State Examination (MMSE), corretto per età e scolarità,
uguale o superiore a 16.
Eseguita la selezione dei pazienti (sulla base dello screening sopradescritto)
e l’individuazione di una popolazione sana di controllo, tutti i soggetti
eligibili per il presente studio verranno dettagliatamente informati sulle finalità
dello studio stesso e su tutti i dettagli pratici inerenti la loro partecipazione.
Al termine del processo informativo, verrà chiesto loro di sottoscrivere
il proprio consenso informato. In caso di pazienti incapaci di intendere e
di volere, lo stesso consenso informato richiederà la sottoscrizione contemporanea
da parte del tutore legale o, in assenza di un formale processo di inabilitazione
o interdizione, da parte dei familiari o delle persone incaricate di
accudire il paziente. Tutti i soggetti inclusi sulla base dello screening clinico e
neuropsicologico verranno successivamente sottoposti ad una estensiva batteria
testistica neuropsicologica (NPS), che, in aggiunta al test del MMSE eseguito
in fase di screening, includerà:
1. Test delle parole di Rey a richiamo immediato e differito (memoria
verbale a breve e lungo termine).
2. Test di memoria visiva immediata (memoria visiva a breve termine).
3. Rievocazione della figura complessa di Rey-Osterrieth (memoria
visuo-spaziale a lungo termine); Double Barrage test (abilità di attenzione
visiva); Stroop test ridotto (abilità attentive superiori); Copia di disegni a
mano libera e copia con elementi di programmazione (prassia costruttiva
semplice); Copia della figura complessa di Rey-Osterrieth (prassia costruttiva
complessa); Matrici colorate progressive di Raven 47 (abilità di ragionamento
logico-induttivo); Fluidità verbale fonologica e semantica (fluenza verbale);
Test di riconoscimento di volti di Bentos (prosopognosia). Verrà inoltre effettuata
una valutazione comportamentale comprensiva, che, in aggiunta al
644 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
CDR già valutato in fase di screening, includerà la seguente batteria testistica:
Neuropsychiatric Inventory (NPI); Dementia Apathy Interview and Raiting
(DAIR) e Apathy scale (AS); CERAD Dysphoria; Clinical Dementia Rating
(CDR); Clinical Insight Rating Scale (CIRS).
Entro 48 ore dall’esecuzione della valutazione NPS e comportamentale, lo
studio di neuroimaging verrà condotto mediante tre differenti sessioni, da
eseguirsi in tre distinte giornate nell’arco di tempo massimo di una settimana.
Prima sessione: include l’acquisizione di un protocollo di RM convenzionale
[sequenze T2 pesate e fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) in
orientamento assiale], di un volume T1 pesato [sequenza d’acquisizione ottimizzata
per l’analisi voxel based morphometry (VBM)] e di una sequenza di
diffusion tensor imaging (DTI). La durata complessiva di questa sessione si
aggirerà attorno ai 40 minuti. Le immagini convenzionali verranno ispezionate
da neuroradiologi esperti. In caso di alterazioni patologiche inattese che
rendano la diagnosi clinica meno sicura, o in caso di significativa componente
cerebrovascolare, i soggetti non proseguiranno il protocollo di ricerca
(criteri di esclusione MRI).
Seconda sessione: include lo studio con 1H-MR-Spectroscopy. Verranno
riacquisite sequenze veloci di RM convenzionale al fine di selezionare le
regioni anatomiche di interesse sulle quali eseguire lo studio di spettroscopia.
Successivamente, l’acquisizione di una sequenza per la 1H-MR-Spectroscopy
a tempo di echo breve verrà acquisita con tecnica multi-voxel (Chemical Shift
Imaging, CSI), al fine di coprire le strutture occipitali e gran parte di quelle
temporali. Tale sessione avrà una durata media di 45 minuti.
Terza sessione: in questa terza giornata i soggetti verranno sottoposti a
studio di RM funzionale (fMRI), caratterizzato da due differenti paradigmi di
stimolazione visiva, semplice e complessa. Al fine di valutare la corretta esecuzione
dello studio, verrà monitorato il movimento dei bulbi oculari
mediante l’utilizzo dell’eye-tracker. Tale condizione sperimentale non richiede
l’esecuzione di complessi compiti cognitivi, che risulterebbero di difficile esecuzione,
specialmente in pazienti a stadio avanzato di malattia. L’aspettativa è
che la maggior parte dei pazienti riescano a portare a termine anche questa
fase di studio con successo. La durata approssimativa di questa sessione è di
circa 30-40 min.
Limitatamente all’Unità Operativa 4, verrà investigato, mediante analoghe
tecniche di RM strutturale e funzionale, un gruppo di 10 soggetti affetti da
REM Sleep Behavior Disorder (RBD) e di 10 soggetti di controllo appaiati per
sesso e per età. Questa condizione (RBD) costituisce da un punto di vista epidemiologico
un fattore predisponente lo sviluppo di patologie neurodegenerative,
segnatamente la DLB.
Finalità di questa parte del progetto è quella di investigare e riconoscere
eventuali modificazioni morfo-funzionali precoci nel gruppo di soggetti con
RBD, suggestive per la successiva comparsa di Demenza a Corpi di Lewy.
L’Unità operativa 4 adotterà lo stesso protocollo fMRI e di RM strutturale
adottato per il resto dello studio, con l’esclusione della sola spettroscopia.
2006 645

Sezione III: Attività per progetti
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
La maggior parte degli scanner di RM di nuova generazione disponibili
sul territorio consente oggi l’acquisizione di sequenze T1-pesate tridimensionali
e di DTI, e l’esecuzione di studi di 1H-Spectroscopy e fMRI. L’individuazione
di marker neuroradiologici specifici, applicabili al caso singolo,
potrebbe incrementare l’informazione ottenibile da un esame neuroradiologico
clinico e aumentare la confidenza diagnostica nella differenziazione della
DLB da altre forme di demenza, in particolare dalla AD in fase precoce di
malattia. Tale contributo potrebbe migliorare l’attuale approccio diagnostico,
prognostico e terapeutico nella pratica clinica. La ricerca di tali indicatori
appare pertanto di assoluta rilevanza sotto diversi profili. Anzitutto, l’approccio
terapeutico di pazienti affetti da DLB e AD risulta sostanzialmente differente.
Esso sarà tanto più mirato ed efficace quanto più precocemente verrà
posto un corretto inquadramento diagnostico. All’interno delle due popolazioni
di pazienti (DLB e AD) inoltre coesistono sottogruppi di pazienti prognosticamente
differenti, i quali esibiscono livelli di responsività differente a
trattamenti particolarmente costosi e non privi di effetti collaterali. L’individuazione
di una stratificazione prognostica di pazienti porterebbe ad una
massimizzazione in termini di costi/benefici sia per i singoli pazienti che per
il sistema sanitario nazionale.
I risultati della presente ricerca consentiranno inoltre di individuare e
ottimizzare appropriati protocolli di monitoraggio dell’evoluzione naturale di
malattia, sia nella DLB che nell’AD. Gli stessi protocolli saranno inoltre applicabili
alla selezione di popolazioni omogenee di pazienti nel reclutamento di
soggetti per trial clinici e potranno costituirne strumenti di monitoraggio.
Mediante l’acquisizione contemporanea di sequenze strutturali convenzionali
e quantitative, sarà inoltre possibile chiarire meglio la natura e la rilevanza
clinica di iperintensità a carico della sostanza bianca encefalica, maggiormente
rappresentate in individui sani anziani rispetto a quelli giovani e a
pazienti affetti da demenza degenerativa rispetto a controlli sani di pari età.
Il confine quantitativo (numero, estensione delle lesioni) che distingue
popolazioni sane e popolazioni affette da demenza degenerativa da popolazioni
affette da demenza vascolare consiste ad oggi in un problema discusso e
senza una chiara soluzione. L’analisi dei dati raccolti nel presente studio
potrebbe fornire alcune indicazioni anche a questo riguardo.
BASE DI PARTENZA SCIENTIFICA
Le patologie neurodegenerative associate a decadimento cognitivo di tipo
non Alzheimer (AD) continuano a rappresentare una sfida quotidiana sia sul
versante diagnostico che su quello della comprensione dei sottostanti meccanismi
fisiopatologici. In particolare, di difficile inquadramento nosologico,
continuano a rimanere le demenze associate a parkinsonismo e i loro rapporti
con la malattia di Parkinson (PD) propriamente detta. La demenza a corpi di
Lewy (DLB) – per la quale sono stati delineati nel 1996 i criteri per la diagnosi
clinica (1) – costituisce un’entità nosologica ben caratterizzata di demenza
646 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
associata a parkinsonismo e condivide con la PD il danno patologico elementare,
oltre ad una serie di caratteristiche cliniche e psicometriche. In un
recente studio neuropatologico (2) condotto dalla Florida Brain Bank, la DLB è
stata riconosciuta come la seconda più comune forma di decadimento cognitivo
(frequenza relativa [FR]: 8-26%) dopo la AD (FR: 42-77%), seguita dalla
demenza vascolare (FR: 3-18%) e dalla demenza frontotemporale (FR: 4-5%).
Nonostante l’applicazione dei criteri per la diagnosi clinica di DLB abbia
dimostrato un’elevata specificità, ad essi si associa una sensibilità relativamente
bassa, con una percentuale di mancate diagnosi variabile tra il 17 e il
78% dei casi (3) . In Italia è stato recentemente condotto uno studio epidemiologico
(4) , che ha coinvolto 72 centri neurologici e reclutato 1549 pazienti, con la
finalità di validare l’applicazione delle linee guida per la diagnosi di demenza
introdotte nell’anno 2000 (5) . Le frequenze relative per le diverse forme di
demenza diagnosticate sono risultate essere sostanzialmente coerenti con
quelle riportate nello studio della Florida Brain Bank (1) , con la sola eccezione
della DLB, che è risultata essere sottostimata (FR:4%). La frequenza relativa
riportata per la AD (76%) si è invece collocata ai limiti superiori del ‘range’
individuato dallo studio della Florida Brain Bank (42-77%), suggerendo che
un considerevole numero di pazienti affetti da DLB sia stato misdiagnosticato
come affetto da AD.
Questo studio ha quindi portato alla prima revisione delle linee guida per
la diagnosi di demenza (6) , la quale è stata introdotta nella pratica clinica a partire
dal 2004. Tra i punti chiave di questa revisione spiccano gli aspetti di diagnosi
differenziale, specialmente tra le diverse forme dementigene primarie di
tipo degenerativo. Attualmente, il ruolo principale del neuroimaging nell’iter
diagnostico dei decadimenti cognitivi consiste nell’esclusione di forme secondarie
(e.g. idrocefalo normoteso, neoplasie cerebrali, demenza vascolare) e
nella quantificazione della concomitante componente cerebrovascolare, che
può coesistere con quella primariamente degenerativa nelle cosiddette forme
miste. Attualmente, nell’iter diagnostico del decadimento cognitivo, la testistica
neuropsicologica continua a ricoprire un ruolo centrale, ancorché, specialmente
nelle fasi precoci di malattia, si renda necessario un riesame a
distanza di sei mesi per la formulazione di una diagnosi definitiva. Come sottolineato
dallo studio italiano di validazione delle linee guida (4) e alla luce
delle nuove terapie attualmente disponibili, una corretta diagnosi di demenza
(nelle sue diverse varianti) in fase precoce di malattia si associa ad un
migliore outcome clinico per il paziente. Pertanto, tecniche strumentali che
possano indirizzare un tempestivo orientamento diagnostico sono auspicabili.
Precedenti studi di Risonanza magnetica (RM) convenzionale, condotti
su pazienti affetti da DLB, risultano di difficile comparazione per la varietà
delle tecniche di misura adottate, i criteri di selezione dei pazienti, l’esiguo
numero di soggetti studiati. Tuttavia, tra i reperti più consolidati va menzionata
una riduzione volumetrica a carico dei lobi temporali e delle strutture
ippocampali, di entità inferiore rispetto a quanto rilevabile nella AD (7-9) . Studi
funzionali con metodica SPECT e PET, d’altro canto, hanno fornito informazioni
più specifiche per la diagnosi di DLB, mostrando alterazioni caratteristiche
a carico dei lobi occipitali (10-11) e dei gangli della base (6) .
2006 647

Sezione III: Attività per progetti
Nel corso degli ultimi anni, la RM si è arricchita di una serie di tecniche
strutturali quantitative [e.g. Diffusion Tensor Imaging (DTI); Voxel Based
Morphometry (VBM); 1H-Spectroscopy] utili a caratterizzare non solo il
danno tissutale cerebrale macroscopico (atrofia) ma anche quello microscopico,
non altrimenti rilevabile in vivo mediante l’uso di tecniche convenzionali
di RM. La tecnica del DTI si basa sul fenomeno fisico della diffusione, a cui la
RM è sensibile, e consente di rilevare il movimento microscopico delle molecole
d’acqua che compongono i tessuti biologici. In conseguenza delle interazioni
tra le molecole d’acqua e le strutture cellulari (membrane, organelli, filamenti,
ecc.), la misura del coefficiente di diffusione fornisce informazioni
quantitative circa le dimensioni, la morfologia, l’orientamento e la geometria
delle strutture cerebrali (13) . Processi patologici che vadano a modificare l’integrità
tissutale, come i processi neurodegenerativi, producono una variazione
del coefficiente di diffusione stesso. Tale coefficiente è generalmente dipendente
dalla direzione in cui viene effettuata la misura. Questa proprietà è nota
con il termine di anisotropia.
Nel sistema nervoso centrale, la quantificazione dell’anisotropia riflette la
microstruttura delle fibre sottostanti, che hanno la caratteristica di presentare
una dimensione (lunghezza dell’assone) preponderante rispetto alle altre due.
Questa osservazione ha portato allo sviluppo della tecnica del DTI (14) , che consente
di derivare, dalla stima del tensore, due importanti misure quantitative:
la diffusività media (mean diffusivity, MD) e l’anisotropia frazionaria (fractional
anisotropy, FA) (15) , la quale rappresenta una delle più robuste misure dell’anisotropia.
La stima di MD e FA a livello del parenchima cerebrale fornisce
indici di danno microscopico regionale. A partire dalla stima della FA è stata
inoltre recentemente sviluppata una nuova tecnica, nota con il nome di DTI
based tractography, che consente di ricostruire e segmentare i principali fasci
di sostanza bianca encefalica.
La tecnica della VBM rappresenta un metodo di analisi quantitativa di
immagini di RM in grado di riflettere, voxel per voxel, con elevata risoluzione
spaziale, misure di densità neuronale a livello della sostanza grigia encefalica,
offrendo pertanto una quantificazione regionale del grado di atrofia (18-19) .
La 1H-Spectroscopy, infine, fornisce informazioni di tipo metabolico,
che ancora una volta, possono offrire indici di danno tissutale, in termini di
alterato metabolismo di membrana (alterazioni del picco della colina) o di
integrità neuronale (alterazioni del picco dell’N-Acetilaspartato) ed è stata
precedentemente utilizzata nell’ambito delle demenze (20-21) .
Un recente studio con DTI condotto su una popolazione di pazienti affetti
da DLB probabile (16) ha mostrato la presenza di alterazioni patologiche microstrutturali
con un pattern di distribuzione regionale (cortico-sottocorticale)
caratteristico per la DLB e completamente diverso se paragonato a quello rilevato
in un precedente studio, eseguito con tecnica analoga, su una popolazione
di pazienti affetti da AD (17) . In particolare, in accordo, con i precedenti
studi PET e SPECT, le alterazioni microstrutturali rilevate a carico dei lobi
occipitali e dei nuclei della base possono contribuire alla comprensione fisiopatologica
di sintomi caratteristici della DLB (allucinazioni visive e parkinsonismo)
e suggerire marker neuroradiologici di potenziale valore diagnostico.
648 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
Altri studi recenti, condotti su pazienti con DLB mediante la tecnica della
VBM (18-19) , hanno rilevato aree di atrofia regionale con differente distribuzione
rispetto a quanto osservato nella AD.
La RM funzionale (fMRI), infine, consente lo studio in vivo, ad elevata
risoluzione spaziale, dei pattern di attivazione cerebrale durante stimolazione
sensoriale o durante lo svolgimento di compiti neuropsicologici. In particolare,
un recente studio fMRI con stimolazione visiva, eseguito su pazienti
affetti da PD con e senza allucinazioni visive, ha mostrato pattern di attivazione
cerebrale differenti nei due gruppi (22) .
1. McKeith I.G., Galasko D., Kosaka K., et al. (1996) Neurology 47: 1113-1124.
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20. Kantarci K., Xu Y., Shiung M.M., et al. (2002) Dement Geriatr Cogn Disord 14:
198-207.
21. Falini A., Bozzali M., Magnani G., et al. (2005) Neuroimage 26: 1159-1163.
22. Stebbins G.T., Goez C.G., Carrello M.C., et al. (2004) Neurology 26: 1409-1416.
ARTICOLAZIONE
Durante il primo mese di attività, verranno ottimizzate le sequenze di
acquisizione (neuroimaging strutturale e funzionale) e verranno prodotti i
paradigmi di stimolazione (neuroimaging funzionale), al fine di mettere a
punto il protocollo di acquisizione che verrà utilizzato per l’intero progetto.
2006 649

Sezione III: Attività per progetti
Questa fase vedrà principalmente impegnate le prime due unità operative
(Unità di neuroimaging strutturale e unità di neuroimaging funzionale) della
Fondazione Santa Lucia.
Durante il secondo mese di attività, il protocollo di acquisizione stabilito
verrà adattato (con l’esclusione della sola spettroscopia protonica [1H-MRS])
ed implementato sulle apparecchiature del Dipartimento di Neuroradiologia
dell’Ospedale San Raffaele (quarta unità operativa), con la finalità di ottenere
dati omogenei, inseribili in un’analisi centralizzata. Questa fase vedrà principalmente
impegnate la prima, la seconda e la quarta unità operativa.
Durante il terzo mese di attività, tutte le unità operative si riuniranno
per stabilire i criteri di inclusione ed esclusione (per i diversi gruppi di
pazienti) da adottare in fase di reclutamento e studio. Allo stesso tempo, le
unità operative 1, 2 e 4, eseguiranno uno studio imaging pilota (includendo
cinque soggetti sani per ciascuna unità) al fine di verificare che il protocollo
di acquisizione non presenti problemi tecnici e sia applicabile alla popolazione
in studio. In questa stessa fase, verranno apportate le eventuali modifiche
del caso.
Dal quarto all’undicesimo mese di attività, avverrà il progressivo reclutamento
dei soggetti (pazienti e controlli sani) che prenderanno parte allo
studio. Essi verranno dapprima sottoposti a screening da un punto di vista
clinico-neuropsicologico e successivamente arruolati per lo studio di neuroiimaging
strutturale e funzionale. Verranno pertanto raccolti i dati di baseline.
Questa fase vedrà impegnate tutte le unità operative.
Dal decimo al sedicesimo mese di attività, le unità operative terza e quinta
saranno impegnate nel follow up clinico-neuropsicologico, di tutti i soggetti
reclutati, a sei mesi dal baseline.
Dal dodicesimo al sedicesimo mese avverrà l’analisi dei dati cliniconeuropsicologici
e di neuroimaging (si veda oltre) raccolti al baseline. Questa
fase vedrà impegnate tutte le unità operative.
Dal sedicesimo al ventunesimo mese di attività, tutti i soggetti reclutati e
studiati al baseline verranno sottoposti a follow-up (clinico-neuropsicologico
e di imaging) ad un anno. Le unità operative 1,2 e 5 saranno impegnate. Limitatamente
allo studio condotto dall’U.O. 4 su soggetti affetti da REM Sleep
Behavior Disorder lo studio sarà di ordine solamente trasversale, senza esecuzione
di Follow up. Infatti la REM Sleep Behavior Disorder costituisce una
condizione predisponente il successivo sviluppo di demenza a corpi di Lewy,
che tuttavia ha probabilità di avvenire a distanza di anni. L’interesse sarà pertanto
limitato ad una analisi trasversale dei dati sia strutturale che funzionale,
non prevedendo variazioni attese nel ristretto arco di tempo previsto dal presente
programma di ricerca.
Dal ventunesimo al ventiquattresimo mese di attività, verrà eseguita l’analisi
dei dati raccolti al follow-up e verrà iniziata l’analisi longitudinale dei dati,
che includerà l’intero data-set (baseline e follow-up). L’analisi dei dati di RM
si articolerà pertanto in due distinte fasi: 1) analisi trasversale; 2) analisi longitudinale.
Al termine dell’acquisizione dei dati al baseline, avrà immediatamente inizio
la prima fase dell’analisi. L’analisi longitudinale verrà eseguita al termine
650 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
dell’intero protocollo di acquisizione, quando tutti i soggetti reclutati saranno
stati sottoposti a follow-up.
Un ultimo livello di analisi e interpretazione dei dati prevede il lavoro
congiunto di tutte le unità, dove tutte le analisi svolte e le diverse competenze
verranno utilizzate per l’identificazione dei risultati complessivi dell’intero
progetto e la loro interpretazione.
OUTPUT
Durante lo svolgimento del progetto
– Presentazione dei risultati dell’analisi trasversale dei dati a congressi
scientifici nazionali ed internazionali.
– Organizzazione di corsi di formazione circa l’approccio diagnostico alle
demenze.
Al temine del progetto
– Presentazione dei risultati longitudinali e complessivi a congressi scientifici
nazionali ed internazionali.
– Sottomissione di articoli scientifici a riviste internazionali.
– Produzione di protocolli di studio applicabili a trias clinici.
– Organizzazione di corsi di formazione per la diffusione dei risultati e
dei protocolli proposti.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1, 2 e 3 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia IRCCS.
2006 651

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 1 – Laboratorio di Neuroimmagini
Marco Bozzali
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
Il contributo della presente unità di ricerca al programma consiste nell’acquisizione,
nell’analisi e nell’interpretazione dei dati di Risonanza magnetica
strutturale. I soggetti reclutati e sottoposti a valutazione clinica e neuropsicologica
(25 pazienti con demenza a corpi di Lewy, 25 con malattia di Alzheimer
e 25 soggetti sani di controllo) verranno studiati a baseline, in due
distinte sessioni, mediante il protocollo di risonanza magnetica strutturale,
inclusivo di sequenze sia convenzionali che non convenzionali (Diffusion Tensor
Imaging; 1H-Spectroscopy). Il medesimo protocollo verrà successivamente
ripetuto ad un anno di distanza (follow-up). Verrà pertanto condotta un’analisi
sia trasversale che longitudinale dei dati di RM magnetica strutturale.
L’obiettivo consiste nella definizione quantitativa della distribuzione
regionale del danno tissutale sia macro- che micro-scopico nel gruppo di
pazienti affetti da demenza a corpi di Lewy, confrontati con le due popolazioni
di controllo (soggetti sani e pazienti affetti da malattia di Alzheimer). I
dati strutturali verranno dapprima analizzati per singola tecnica (Volumetria;
analisi degli spettri; analisi dei dati di Diffusion Tensor Imaging). Successivamente,
l’insieme dei parametri misurati verrà integrato con i dati di risonanza
magnetica funzionale e clinico-neuropsicologici.
Il contributo finale al programma consiste pertanto nella produzione di
parametri di neuroimaging strutturale, che verranno successivamente inclusi
in un’analisi multiparametrica (sia trasversale che longitudinale) che terrà
conto di tutti i dati raccolti, sugli stessi pazienti, dalle altre Unità Operative.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
1. Acquisizione dei dati di Risonanza Magnetica strutturale nei due
gruppi di pazienti (con Demenza a corpi di Lewy e con demenza di Alzheimer)
e nella popolazione sana di controllo, sia a baseline che a follow-up a
distanza di un anno.
2. Analisi trasversale (fra gruppi) e longitudinale (all’interno di ogni
gruppo) dei dati di Risonanza Magnetica strutturale.
3. Valutazione di possibili correlazioni fra l’insieme dei parametri di RM
strutturale e di quelli misurati dalle altre Unità Operative: es. variazioni di
indici funzionali e/o neuro-psicologici.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
• Il primo obiettivo intermedio del progetto è di implementare ed ottimizzare
le sequenze di acquisizione dei dati strutturali.
652 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
• Il secondo obiettivo intermedio sarà di valutare l’adeguatezza del protocollo
(in termini di sostenibilità e fattibilità) da parte dei soggetti oggetto
del presente studio, mediante l’esecuzione di uno studio pilota su 5 soggetti
rappresentativi.
• Il terzo e più importante obiettivo intermedio risiede nell’acquisizione ed
analisi di un primo data-set (a baseline) sia nei pazienti DLB, che nei soggetti di
controllo. Lo stesso data-set verrà poi sfruttato per valutare possibili correlazioni
fra indici volumetrici, neuro-psicologici e di fMRI ottenuti a baseline.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
1. Messa a punto del protocollo di Risonanza Magnetica strutturale.
2. Acquisizione dei dati di Risonanza Magnetica strutturale.
3. Analisi trasversale dei dati di Risonanza Magnetica strutturale alla fine
del primo anno di attività. Questa si baserà sul confronto dei tre gruppi (DBL
e popolazioni di controllo) di soggetti, permettendo dunque di valutare eventuali
differenze nei patterns di distribuzione regionale del danno tissutale sia
macro- che micro-scopico.
METODOLOGIA
Per tutti i soggetti verranno acquisiti i seguenti dati: sequenze di RM convenzionale
(pesate in T2, T1, e FLAIR); volume 3D ad alta risoluzione pesato
in T1; sequenza di Diffusion Tensor Imaging (DTI); Spettroscopia protonica
(1H-MRS);
Verrà in primo luogo eseguita un’analisi combinata dei dati strutturali
che include la tecnica della Voxel Based Morphometry (mediante utilizzo
dei volumi T1-pesati) e del Diffusion Tensor Imaging (DTI) con approccio
statistico voxel by voxel. Verranno dapprima utilizzati protocolli standard di
prepropressing: metodo ottimizzato per la VBM, calcolo del tensore con
derivazione delle mappe quantitative di mean diffusivity e fractional anisotropy
per la tecnica del DTI. L’analisi statistica verrà successivamente eseguita
con SPM 5 (Wellcome Dept. Cogn. Neurol., London; http://www.fil.ion.
ucl.ac.uk/spm), mediante modelizzazione separata dei diversi gruppi
e sottogruppi di soggetti studiati. Risultati attesi sono: (a) una diversa
distribuzione del danno sia macro- (atrofia) che micro-scopico nelle due
entità cliniche considerate, con differenze già in stadi precoci di malattia;
(b) danno micro-scopico regionale più esteso di quello macroscopico.
Verranno inoltre costruiti modelli statistici addizionali, al fine di testare
correlazioni tra il danno patologico regionale, punteggi ottenuti alla testistica
neuropsicologica e dati di attivazione funzionale (fMRI).
La presente analisi verrà ripetuta nella valutazione longitudinale dei soggetti.
Oltre a correlazioni tra test somministrati a follow up e immagini acquisite
a follow up, sarà interessante testare l’ipotesi che gli score NPS ottenuti a
baseline siano predittivi circa la distribuzione del danno tissutale a distanza
di un anno di tempo.
2006 653

Sezione III: Attività per progetti
I dati di DTI verranno inoltre analizzati mediante la tecnica della DTIbased-tractography,
che consente la ricostruzione in vivo dei principali tratti
di sostanza bianca cerebrale. Questa tecnica verrà sfruttata per segmentare
specifici tratti e valutare al loro interno misure di danno microscopico (mean
diffusivity). Inoltre, questi dati verranno correlati con i pattern di attivazione
funzionale nei tre diversi gruppi di soggetti studiati. In termini di postprocessing
per l’ottenimento dello studio trattografico, verranno preliminarmente
testati differenti software esistenti, tra cui FSL (http://www.fmrib.ox.ac.
uk/fsl) e CAMINO (Department of Computer Science, London http://www.cs.
ucl.ac.uk/research/medic/camino). Se necessario, verranno inoltre sviluppati
protocolli ad hoc all’interno del laboratorio. L’analisi di questi dati, combinata
alla spettroscopia e all’fMRI, ci si attende, possa contribuire ad una migliore
comprensione dei fenomeni allucinatori caratteristici della DLB (alterazioni
occipitali vs. alterazioni temporali mediali), oltre a fornire pattern caratteristici
di potenziale valore diagnostico e prognostico, applicabili al singolo caso.
Per i dati ottenuti mediante 1H-MR-Spectroscopy, le singole Free Induction
Decay (FID) dei dati acquisiti con tecnica CSI verranno preliminarmente
controllate mediante una routine automatizzata per escludere la presenza di
effetti di rifocalizzazione spuria. Tali effetti saranno eventualmente filtrati.
Sarà applicata una correzione per gli effetti di fase dovuti alle correnti parassite,
stimati in base al segnale dell’acqua (correzione di Klose). Successivamente
i dati saranno sottoposti ad analisi nel dominio delle frequenze. La
concentrazione dei metaboliti d’interesse sarà dedotta tramite procedure di
fitting iterativo dei dati con un modello costituito dalla sovrapposizione
lineare degli spettri di metaboliti puri (approccio LCModel). Infine, le concentrazioni
dei metaboliti saranno, per ciascun soggetto, riferite al segnale
interno dell’acqua e corrette per effetti di volume parziale, calcolati sulla base
della segmentazione delle immagini T 1
pesate ad alta risoluzione acquisite in
altra parte del protocollo. Successivamente verrà eseguita un’analisi statistica
di gruppo. I risultati attesi riguardano un selettivo coinvolgimento delle
regioni occipitali in pazienti affetti da DLB e marcate alterazioni temporali in
pazienti della serie alzheimeriana. Tutti i dati strutturali verranno integrati
con quelli di fMRI e clinico-psicometrici.
654 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
U.O. 2 – Laboratorio di Neuroimmagini Funzionali:
sezione cognitiva
Emiliano Macaluso
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
• Individuazione di pattern di alterazione cerebrale funzionale, che consentano
la caratterizzazione in vivo del danno patologico caratteristico della
DLB paragonata alla AD.
• Studio dei differenti meccanismi fisiopatologici alla base della DLB
rispetto alla AD, con riferimento alla differente presentazione ed evoluzione
clinico-neuropsicologica.
• Individuazione di possibili relazioni fra variazioni di pattern di attivazione
cerebrale e parametri morfologici e/o neuro-psicologici tramite studio
multi-parametrico e longitudinale di uno stesso gruppo di pazienti DBL paragonata
a pazienti con AD e controlli sani.
• Individuazione di un protocollo fMRI applicabile ad ampie popolazioni
di pazienti con DLB e AD, finalizzati allo studio della storia naturale di malattia
e al monitoraggio di trial clinici farmacologici.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
1. Acquisizione di dati fMRI durante stimolazione visiva complessa in
due gruppi (DBL e pazienti), e in due sessioni a distanza di circa 1 anno.
2. Analisi trasversale (fra gruppi) e longitudinale (all’interno di ogni
gruppo) dei dati fMRI.
3. Valutazione di possibili correlazioni fra il livello d’attivazione misurato
con fMRI e i parametri misurati dalle altre unità operative: es. variazioni di
indici morfologici e/o neuro-psicologici.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
• Il primo obiettivo intermedio del progetto è di creare uno stimolo
visivo dinamico e di valutare dal punto di vista comportamentale la reazione
di pazienti DLB, AD e soggetti di controlli durante l’esposizione a questi
stimoli.
• Il secondo obiettivo intermedio sarà di interfacciare la presentazione
degli stimoli con l’acquisizione dei dati fMRI. Questo includerà anche la
messa a punto del sistema per il monitoraggio dei movimenti oculari.
• Il terzo e più importante obiettivo intermedio risiede nell’acquisizione
ed analisi di un primo data-set (a baseline) sia nei pazienti DLB, che nel
gruppo di controllo. Questo permetterà lo svolgimento delle analisi trasver-
2006 655

Sezione III: Attività per progetti
sali, confrontando il livello d’attivazione nei due gruppi durante la percezione
di stimoli visivi complessi.
• Lo stesso data-set verrà poi utilizzato per valutare possibili correlazioni
fra indici volumetrici, e/o neuro-psicologici, e l’ampiezza delle risposte fMRI
durante stimolazione visiva. In particolare ci attendiamo che possa esistere
una correlazione fra alterazioni funzionali (stimolazione visiva) e variazioni
strutturali regionali nei pazienti affetti da DLB rispetto ai gruppi di controllo.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
1. Messa a punto del protocollo fMRI per lo studio della percezione visiva
(stimoli dinamici).
2. Verificare l’efficacia del protocollo di stimolazione in un gruppo di
volontari sani.
3. Analisi trasversale dei dati fMRI acquisiti alla fine del primo anno di
attività. Queste si baseranno su tre gruppi (DB, AD e soggetti sani) di soggetti,
permettendo dunque di valutare eventuali differenze nei patterns d’attivazione
associati all’elaborazione di stimoli visivi complessi.
METODOLOGIA
L’attività principale dell’U.O. 2 riguarderà lo studio delle attivazioni cerebrali
associate a stimolazioni visive, tramite risonanza magnetica funzionale
(fMRI) ad alto campo (3 Tesla). Il protocollo prevede sia il confronto dell’attività
osservata in pazienti DLB rispetto a pazienti con AD e soggetti sani di
controllo, che la valutazione di possibili variazioni dei pattern funzionali nei
pazienti in relazione all’evoluzione della malattia (studio longitudinale). I dati
fMRI verranno poi combinati con le misure RM strutturali e le valutazioni cliniche
al fine di caratterizzare i meccanismi fisiopatologici sottostanti la DLB
paragonata con la più comune AD.
Soggetti – Saranno sottoposti al protocollo fMRI tutti i volontari che prenderanno
parte al progetto di ricerca, ovvero un gruppo di 25 soggetti affetti da
DLB probabile, un gruppo di 25 pazienti con AD e un gruppo di 25 soggetti
sani. I criteri d’inclusione ed esclusione, comuni alle indagini eseguite dalle
diverse Unità Operative, sono comuni e descritti altrove.
Protocollo fMRI – Lo studio fMRI prevede una stimolazione del campo
visivo centrale (10 gradi). Utilizzeremo tre tipi di stimoli, una baseline senza
stimolazione visiva. Lo stimolo visivo sarà costituito da 2000 linee della lunghezza
di 110 pixels (larghezza 1 pix). Tutte le linee saranno di colore grigio,
ma di diverse gradazioni. Nella condizione uno le linee si sposteranno nel
campo visivo in maniera randomica, con una velocità di traslazione media di
150 pix/s. In questa condizione il livello di grigio di ogni linea rimarrà
costante. Nella seconda condizione le linee rimarranno ferme nel campo
visivo, ma il colore di ogni linea cambierà in maniera ciclica: da grigio scuro a
grigio chiaro, e viceversa. Ogni ciclo durerà 3 secondi. Nella terza condizione
656 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
le linee saranno statiche e non ci sarà alcuna variazione del livello di grigio.
Le tre condizioni di stimolazione, più la baseline senza stimoli visivi, si alterneranno
in blocchi di 40 secondi. Ogni condizione sarà ripetuta 4 volte in una
serie temporale che avrà dunque una durata di circa 10 min. Si prevede di
acquisire 3 serie temporali in ogni volontario, per una durata complessiva dell’intero
studio fMRI di circa 30 min. Al fine di valutare la corretta esecuzione
dello studio, verrà monitorato il movimento dei bulbi oculari mediante l’utilizzo
dell’eye-tracker. Tale condizione sperimentale non richiede l’esecuzione
di complessi compiti cognitivi, che risulterebbero di difficile esecuzione,
specialmente in pazienti a stadio avanzato di malattia. L’aspettativa è che la
maggior parte dei pazienti riescano a portare a termine anche questa fase di
studio con successo. L’acquisizione dei dati avverrà con un Tomografo a
3 Tesla (SIEMENS Allegra), presso il Laboratorio di Neuroimmagini della
Fondazione Santa Lucia (Roma). Per l’fMRI sarà utilizzata una sequenza gradient-echo-planar,
con 32 sezioni assiali che copriranno l’intera corteccia
cerebrale (spessore della sezione 2.5 mm, gap fra sezioni 50%, TR 2080 ms).
Analisi dei dati – L’analisi dei dati di RM si articolerà in due distinte fasi:
(a) analisi trasversale; (b) analisi longitudinale. Entrambi i tipi di analisi verranno
condotti utilizzando SPM5 e producendo mappe di attivazione in ogni
singolo soggetto. In particolare si confronterà l’attività cerebrale durante la
percezione di stimoli complessi e dinamici (Condizioni 1 e 2) verso la condizione
con stimolo visivo statico (Condizione 3). L’analisi di gruppo confronterà
poi i livelli d’attivazione nei tre gruppi (DLB vs. AD vs. soggetti sani),
valutando l’interazione condizione x gruppo. In una seconda fase, dopo aver
acquisito i dati in follow-up, sarà possibile testare l’ipotesi che gli score neuropsicologici
ottenuti a baseline possano predire le variazioni di pattern di
attivazione a distanza di un anno. Inoltre, gli effetti riscontrati tramite fMRI
verranno messi in relazione con il danno patologico regionale e punteggi ottenuti
alla testistica neuropsicologica (analisi di correlazione). Infine, il dato
funzionale verrà integrato con quello strutturale. Con riferimento alla DTItractography,
verranno testati differenti software, tra cui FSL (http://www.
fmrib.ox.ac.uk/fsl) e CAMINO (Department of Computer Science, London
http://www.cs.ucl.ac.uk/research/medic/camino). L’analisi di questi dati, combinata
alla spettroscopia e all’fMRI, ci si attende possa contribuire ad una
migliore comprensione dei fenomeni allucinatori caratteristici della DLB
(alterazioni occipitali vs. alterazioni temporali mediali), oltre a fornire pattern
caratteristici di potenziale valore diagnostico, applicabili a singoli casi.
2006 657

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 3 – Laboratorio di Neuropsichiatria
Gianfranco Spalletta
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
• Addestramento degli operatori al fine di rendere affidabile la valutazione
diagnostica e clinica di tutti i pazienti inclusi nel progetto.
• Reclutamento di un gruppo di 10 pazienti con diagnosi di malattia con
corpi di Lewy probabile e di un gruppo di 10 pazienti con diagnosi di malattia
di Alzheimer probabile.
• Valutazione cognitiva e comportamentale di tutti i pazienti inclusi.
• Creazione di un database delle valutazioni cliniche di tutti i pazienti
inclusi nel progetto.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
1. Raggiungimento del numero di soggetti inclusi previsti dagli obiettivi
finali.
2. Somministrazione di tutti i test previsti dal protocollo.
3. Valutazione medica e dei criteri di inclusione ed esclusione.
4. Inserimento di tutti i dati clinici del progetto in un database utile al
fine di effettuare l’analisi dei dati.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
• Addestramento dei ricercatori che effettueranno le diagnosi e somministreranno
la batteria di test neuropsicologici e comportamentali.
• Verifica dell’affidabilità intra- ed inter- operatori.
• Screening diagnostico dei soggetti con disturbo cognitivo durante la valutazione
clinica di soggetti anziani al fine di evidenziare soggetti che rispondano
ai criteri di esclusione e di inclusione nello studio.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Verifica dell’affidabilità inter-operatori attraverso una intervista a 5 soggetti
con diagnosi di malattia di Alzheimer e 5 soggetti con diagnosi di malattia
con corpi di Lewy e l’utilizzo della k di Cohen. L’obiettivo è quello di raggiungere
una k di Cohen >0.80 su tutte le scale previste dal protocollo.
METODOLOGIA
Tutti i soggetti reclutati saranno sottoposti ad una indagine accurata per
la valutazione diagnostica secondo i criteri NINCDS-ADRDA per la malattia
di Alzheimer ed i criteri della “ Consensus guidelines for the clinical and
658 2006

Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche avanzate di neuroimaging
pathologic diagnosis of dementia with Lewy bodies (DLB): report of the Consortium
on DLB International Workshop ” per la demenza con corpi di Lewy.
In tutti i soggetti reclutati verranno accuratamente escluse patologie
internistiche e psichiatriche primarie che possano rendere la loro diagnosi di
decadimento cognitivo o appartenenza alla popolazione sana meno probabile.
Sulla base dello studio con MRI convenzionale verranno inoltre esclusi tutti
quei soggetti che risultassero essere portatori di altre patologie cerebrali o di
anormalità suggestive di concomitante patologia cerebrovascolare.
Tutti i soggetti inclusi sulla base dello screening clinico verranno successivamente
sottoposti ad una estensiva batteria testistica inclusiva di: MMSE;
Test delle parole di Rey a richiamo immediato e differito (memoria verbale a
breve e lungo termine); Test di memoria visiva immediata (memoria visiva a
breve termine); Rievocazione della figura complessa di Rey-Osterrieth
(memoria visuo-spaziale a lungo termine); Double Barrage test (abilità di
attenzione visiva); Stroop test ridotto (abilità attentive superiori); Copia di
disegni a mano libera e copia con elementi di programmazione (prassia
costruttiva semplice); Copia della figura complessa di Rey-Osterrieth (prassia
costruttiva complessa); Matrici colorate progressive di Raven 47 (abilità di
ragionamento logico-induttivo); Fluidità verbale fonologica e semantica
(fluenza verbale); Test di riconoscimento di volti ignoti di Benton (prosopognosia).
Verrà inoltre effettuata una valutazione comportamentale comprensiva
della seguente batteria testistica: Neuropsychiatric Inventory (NPI); Dementia
Apathy Interview and Raiting (DAIR) e Apathy scale (AS); CERAD Dysphoria;
Clinical Dementia Rating (CDR); Clinical Insight Rating Scale (CIRS).
Verrà effettuato un follow-up di tutti i pazienti inclusi dopo un anno dalla
prima valutazione.
2006 659

DISTURBI DEL CONTROLLO MOTORIO
E CARDIORESPIRATORIO
Responsabile scientifico di progetto
MYRKA ZAGO
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2006 – Centro di Bio-Medicina Spaziale,
Università di Roma Tor Vergata

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE
Nell’ambito del Quadro comunitario di sostegno (QCS) 2000/2006, la
Sanità, nell’accezione di salute come benessere globale, è stata riconosciuta a
pieno titolo tra gli elementi che compongono la politica di sviluppo del Paese.
Il Piano Sanitario Nazionale (PSN) 2003-2005, sulla base delle linee guida del
Programma Nazionale di Ricerca, orienta le sue attività su quattro aree tematiche,
tra le quali quella della “ Salute ”. L’Unità applicativa Medicina e Biotecnologie
(MED) mira ad utilizzare lo spazio sviluppando progetti applicativi
per l’avanzamento delle conoscenze, il sostegno della ricerca orientata allo
sviluppo di tecnologie chiave ed il potenziamento delle attività produttive e di
innovazione nel settore bio-medico.
L’Unità applicativa MED promuove l’utilizzo dei sistemi spaziali per
migliorare le ricadute applicative in medicina e biotecnologie, sviluppa i prodotti
applicativi di propria pertinenza e definisce i requisiti utente. In particolare
svolge le seguenti attività:
– Acquisisce le conoscenze sullo scenario mondiale in merito alle applicazioni
dei sistemi spaziali nel settore della medicina e biotecnologie.
– Gestisce i rapporti con la comunità scientifica, promuovendo l’integrazione
tra ricerca pubblica e privata ed il trasferimento tecnologico.
– Assicura la pianificazione e lo sviluppo coordinato di tutti i programmi
che afferiscono all’unità stessa.
Il programma in oggetto si inserirà in un contesto internazionale in cui le
principali agenzie spaziali operano con elevato livello di cooperazione.
I programmi internazionali non europei
I principali attori della ricerca biomedica spaziale non europea sono certamente
gli USA e la Russia. Entrambi perseguono ampi programmi nel settore
in questione. Tuttavia particolare enfasi viene data ad alcuni aspetti. Il
Biomedical Research and Countermeasures Program della NASA si propone
di effettuare ricerche che portino allo sviluppo ed all’implementazione di contromisure
per gli effetti negativi che il volo spaziale ha sull’uomo, in particolare
si concentra sulla fisiologia cardiopolmonare e muscolo-scheletrica, le
neuroscienze, l’immunologia e l’ematologia, la nutrizione ed il metabolismo
con uno sguardo agli sviluppi tecnologici correlati. Queste attività intendono
espandere la comprensione della fisiologia e delle prestazioni umane ed
ampliare le capacità operative nel campo biomedico, per migliorare la qualità
della vita sulla terra. La NASA ha sviluppato e messo in orbita un laboratorio,
il “ Destiny ”, attualmente dedicato soprattutto alla ricerca biomedica e la
“ Human Research Facility ” dedicata specificamente alla fisiologia umana.
L’Institute for BioMedical Problems della Federal Space Agency (FSA)
Russa, pur avendo un programma ad ampio spettro finalizzato al volo umano
di lunga permanenza, focalizza le proprie attività in particolare sullo studio
del sistema neurologico, di quello muscolo-scheletrico e dello sviluppo di rela-
662 2006

Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio
tive contromisure. I Russi metteranno in orbita nel 2007 un nuovo modulo
“ Multifunction Laboratory Module ” dedicato principalmente alla ricerca biomedica.
Grande attenzione è data dai Russi anche alle capsule recuperabili
“ Foton/Bion ” per esperimenti in particolare di biologia animale, vegetale, cellulare
e di radiobiologia. Quest’ultima è di grande interesse a livello internazionale
per gli effetti delle radiazioni sull’uomo nelle lunghe permanenze.
Questo interesse ha portato allo sviluppo congiunto ESA/FSA di “ Matroska ”,
un manichino che simula l’uomo con i suoi organi e tessuti.
I programmi europei
L’Italia partecipa come terzo contribuente al programma ESA European
programme for Life and Physical sciences and applications (ELIPS). Questo
programma si propone di perseguire l’eccellenza nella ricerca fondamentale
ed in quella applicata nel campo delle Scienze della Vita e Fisiche usando le
particolari condizioni dello spazio, in specie la Stazione Spaziale Internazionale
ma anche altre piattaforme, dai razzi sonda ai Foton russi.
Gli obiettivi possono essere sintetizzati in: (a) l’esplorazione della natura e
l’origine della vita, (b) il miglioramento della salute, (c) l’innovazione delle tecnologie,
(d) la protezione dell’ambiente. Nell’ambito dell’obiettivo (b), particolare
enfasi viene data allo studio del sistema cardiovascolare, delle modificazioni
dell’apparato muscolo-scheletrico e dell’apparato neurovestibolare.
Il programma ESA, in sostanza, per raggiungere i propri obiettivi provvede
a selezionare gli esperimenti europei più meritevoli, a fornire le opportunità di
volo sulle diverse piattaforme spaziali nonché a sviluppare facility o specifici
strumenti per effettuare gli esperimenti. Le Agenzie nazionali sono chiamate,
ove interessate, a supportare i ricercatori nazionali e l’eventuale sviluppo degli
Experiment Container per gli esperimenti nazionali. In particolare un grande
sforzo è stato fatto dall’ESA nella realizzazione del laboratorio “ Columbus ” e
delle facility Biolab, European Physiology Module, EMCS, Microgravity
Science Glovebox, MARES ed altre per la sperimentazione in diverse aree della
ricerca bio-medica. Inoltre ESA sta sviluppando una facility multiuso per la
sperimentazione su piccoli animali (Mice on International Space Station)
come evoluzione della facility italiana Mice Drawer System (MDS).
I programmi nazionali
I contenuti del presente programma sono in linea con tutti quelli analoghi
a livello internazionale, concentrandosi su alcune tematiche in cui è evidente
una condizione di vantaggio consistente nella particolare eccellenza dei
gruppi di ricerca nazionali. L’Italia ha sottoscritto il nuovo envelope programme
ELIPS di ESA comprendente, come descritto nel paragrafo precedente,
un ampio programma di Bio-Medicina. ASI può inoltre espandere le
sue attività negli specifici campi di interesse nazionale, attraverso l’utilizzazione
di risorse spaziali proprie quali quelle risultanti dallo MOU ASI/NASA
sull’utilizzo dell’ISS e della base di Trapani per gli esperimenti su pallone stratosferico.
Nell’ambito dei progetti applicativi di cui al presente documento,
2006 663

Sezione III: Attività per progetti
questa condizione pone l’Italia in una posizione di leadership internazionale
nel campo della ricerca bio-medica spaziale, come documentato anche dal
successo riportato nelle precedenti selezioni internazionali.
Poiché la piattaforma spaziale, a causa del ridotto livello di gravità, consente
l’introduzione di alterazioni fisiche, biologiche, e comportamentali sia nei
voli di breve che di lunga durata, per la maggior parte reversibili al ritorno a
terra, essa rappresenta un ambiente ideale ed accelerato per studiare le cause, i
meccanismi ed i protocolli su pazienti a terra. Nel contesto delineato il progetto
sarà dedicato all’avanzamento delle conoscenze di fisiopatologia e allo sviluppo
di terapie e tecnologie per il miglioramento delle condizioni della vita sulla
Terra per le persone affette da disabilità neuromotorie e cardiorespiratorie.
OBIETTIVI
Il progetto si propone di sviluppare nuovi metodi e tecnologie per la riabilitazione
motoria di derivazione spaziale e di decondizionamento cardiovascolare.
La ricerca e l’innovazione tecnologica saranno orientate in particolare
all’analisi di:
• Basi neurali della memoria della gravità terrestre e delle sue alterazioni.
• Basi neurali della imitazione dei movimenti e della sua alterazione
in micro-g.
• Ruolo della gravità e delle sue modificazioni nel controllo delle funzioni
neuromotorie, cognitive, cardiovascolari e respiratorie.
• Meccanismi dei disturbi sensori-motori, cognitivi e del decondizionamento
cardio-respiratorio.
• Definizione di nuove metodologie per lo studio dei disturbi del controllo
neuromotorio e cardiorespiratorio.
• Integrazione e uso del web associato al servizio/applicazione.
DISCUSSIONE
Dal progetto sono attesi ritorni di tipo sia strategico che sociale. I risultati
di questi studi tendono a creare le condizioni di una collocazione di ASI nello
scenario nazionale come partner del Servizio Sanitario Nazionale e come
catalizzatore di spin-off industriali nei settori delle biotecnologie e della
miniaturizzazione delle apparecchiature medicali.
In ambito strategico – Accrescimento delle competenze industriali per
quanto riguarda l’introduzione di tecnologie biomedicali, la bioingegneria, lo
sviluppo di strumentazione per la misura, la diagnostica, la prevenzione ed il
trattamento.
– Occupazione qualificata.
– Collaborazioni internazionali.
– Sviluppo della conoscenza e dell’eccellenza scientifica.
– Integrazione e diffusione delle competenze mediante la creazione di
network scientifici di grandi dimensioni.
664 2006

Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio
In ambito sociale – Integrazione di competenze multidisciplinari.
– Sviluppo di servizi di pubblica utilità.
– Impatto dell’iniziativa sulla qualità della vita.
– Contromisure preventive, riabilitative, farmacologiche (farmaci innovativi),
fisiche o strumentali.
– Networks terapeutici (presa in carico del paziente da parte di strutture
polifunzionali virtuali con alto livello di specializzazione).
– Protocolli di riabilitazione nella terapia dei pazienti motulesi.
– Sviluppo di metodologie innovative per homecare e telemedicina.
– Riabilitazione mediante Realtà Virtuali e neuroprotesi.
– Visualizzazione di dati bio-medici a struttura complessa.
– Nuovi approcci terapeutici al morbo di Parkinson, Alzheimer, malattie
neurodegenerative, scompenso cardio-vascolare e insufficienza respiratoria.
WORK PACKAGE DESCRIPTION
WP 1B11/5 – Learning and memory
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B11.
Tasks
1. Background survey from available literature about memory for action
events.
2. Laboratory experiments on motor memory in healthy subjects in a
familiar environment.
3. Selection of control tasks directed at excluding confounding factors.
4. Data analysis from control subjects.
5. Adaptation of the paradigm to space flight conditions.
6. Assessment of ISS experiments on memory for previously performed
actions under microgravity.
7. Proposal of protocols for application of collected information to treatment
of memory/awareness disorders.
8. Participation to project meetings and reviews.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Development of new diagnostic neuropsychological approaches.
3. Periodic updates to 1B13A, 1B13B, 1B147, 1B148.
4. Development of new SW for running the experiments (experimental
and control tasks).
5. Development of new SW for data processing.
2006 665

Sezione III: Attività per progetti
6. Design of a new set-up adapting the final paradigm to space flight conditions
and detection of weighting factors related to use of the paradigm
in non-conventional experimental settings.
7. Report on clinical applicability of present research to neurological and
neuropsychological issues.
Tasks excluded
1. Execution of flight campaigns is excluded, being the responsibility of
1B147, 1B148, 1B42, 1B44.
WP 1B11/8 – Timing and bio-rhythms
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B11.
Tasks
1. Background survey from available literature and databases about
timing and bio-rhythms.
2. Plan of experiments on timing and bio-rhythms.
3. Analysis of scientific requirements for head mounted display (HMD).
4. Analysis of experimental goals.
5. Analysis of required operations.
6. Analysis of potential users.
7. Survey on available HMDs.
8. Procurement of selected HMD for the execution of the activities.
9. Execution of planned experiments.
10. Analysis of the results.
11. Participation to project meetings and reviews.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Development of a setup based on HMD for timing.
3. Periodic updates to 1B1/1, 1B1/2, 1B1/4, 1B11/5, 1B11/7, 1B1123, 1B13B,
1B145, 1B15/6.
4. Contribution to DEL 022 (Scientific/technical requirements for CLOC).
5. Contribution to DDN.
WP 1B112 – Integrative systems studies
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Periodic documentation from members of the DCMC network.
Tasks
1. Survey and analysis of data from previous integrative systems
studies.
666 2006

2. Cross-sectional integration of results from 1B1121, 1B1122,
1B1123, 1B1124, 1B1125, 1B1126, 1B1127, 1B1128, 1B1129.
3. Survey of results from nodes 1B111, 1B13.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. DEL 026 (Mid term report integrated systems studies) at
KO+18 months.
3. DEL 052 (Final report integrated systems studies) at KO+36
months.
WP 1B1123 – The internal model of gravity
Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B112.
Tasks
1. Background analysis to define general scientific and technical
framework.
2. Perusal of scientific background on the use of immersive visual simulation.
3. Scientific motivation and identification of general aims of the project.
4. Plan of the proposed experiments for normative data in healthy agedmatched
people.
5. Plan of the proposed experiments for selected casuistry with neuromotor
disorders.
6. Contribution to survey and identification of multi-screen, multi-wall
projections done by 1B1/4.
7. Implementation of immersive visual simulation and control interfaces.
8. Execution of experiments for normative data in healthy agedmatched
people.
9. Execution of experiments for selected casuistry with neuromotor
disorders.
10. Kinematic data analysis.
11. EMG data analysis.
12. Modeling of data using alternative computational schemes.
13. Interpretation of results.
14. Analysis of immersive visual simulation applications for motor
disorders.
15. Participation to project meetings and reviews.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Development of novel protocol for internal model of gravity.
2006 667

Sezione III: Attività per progetti
3. Periodic updates to 1B1/2, 1B11/2, 1B11/3, 1B11/4, 1B11/8, 1B1124,
1B131, 1B132, 1B134, 1B146, 1B152, 1B1523, 1B1526, 1B2/1, 1B45,
1B47.
4. Contribution to DEL 020 (Scientific/technical requirements for VIRA).
5. Contribution to DDN.
WP 1B1124 – Visual perception of gravity
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B112.
3. Adaptation of visual stimulation techniques developed in 1B1123 and
1B11/8.
Tasks
1. Background analysis to define general scientific and technical framework.
2. Analysis of high resolution techniques for dynamic brain imaging of
cortical mechanism.
3. Analysis of scientific requirements.
4. Analysis of experimental goals.
5. Analysis of required operations.
6. Experiments on cortical dynamic processing of normogravity and
simulated microgravity.
7. Experiments on cortical dynamic processing of apparent gravitational
motion.
8. Participation to project meetings and reviews.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Development of novel protocols for cortical processing of gravity and
simulated microgravity.
3. Periodic updates to 1B1/1, 1B11/3, 1B11/4, 1B11/7, 1B11/8, 1B131,
1B132, 1B138, 1B146, 1B152, 1B2/1, 1B45, 1B46, 1B47.
4. Contribution to DEL 045 (Scientific/technical requirements for two
new payloads).
5. Contribution to DEL 021 (Scientific/technical requirements for WHOS).
6. Contribution to DDN.
WP 1B136 – Kinematic protocols
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B13.
668 2006

Tasks
1. Background survey from available literature and databases about real
time data processing.
2. Testing of motion capture system (identified by 1B11/2).
3. Testing of real time communication protocols.
4. Programming and testing of real time visualization of 3D limb
motion.
5. Programming in MATLAB for real time evaluation of the inter-segmental
coordination and of the endpoint motion.
6. Programming the utilization of feedback of body kinematics.
7. Laboratory experiments and on-line analysis of the kinematic data and
motor patterns during walking in normal and simulated reduced gravity
conditions.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Periodic updates to 1B11/2.
3. Development of new SW for on-line processing of kinematics.
4. Development of a new setup to implement feedback of body kinematics
as a guide to external actuators in normo- and hypo-gravity.
WP 1B142 – Scientific requirements for HPA2-P
Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Periodic documentation from members of the DCMC network.
3. HPA, HPA2 and accessories: documentation from industry.
Tasks
1. Survey and analysis of sensorized devices for monitoring hand and finger
kinematics/kinetics.
2. Overview on the instrumentation for monitoring biomedical parameters
already available as separate payloads/instruments on board the ISS.
3. Identification of scientific and technical requirement of instrumented
glove or equivalent sensorized device for monitoring hand and finger
kinematics/kinetics.
4. Procurement and adaptation of commercial systems to monitor hand
posture, finger movements, contact forces.
5. Test pilot versions of scientific protocols on the commercial system
to generate appropriate specs for the new generation hand posture
analyzer.
6. Support to industry in the identification of general HW/SW characteristics
for HPA2-P.
7. Participation to project meetings and reviews.
2006 669

Sezione III: Attività per progetti
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. DEL 015 (Scientific/technical requirements for HPA2-P).
Tasks Excluded
1. Design, manufacturing and testing of HPA2-P and accessories are
under the responsibility of Kayser Italia (1B4 node).
WP 1B143 – Data analysis HPA2-P
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B14.
3. Data from HPA experiments.
Tasks
1. Survey from available technical and scientific literature.
2. Test the calibration of glove data.
3. Definition of analysis protocol for extraction of distal points.
4. Definition of analysis protocol for kinematics of selected DOFs.
5. Analysis of BDC and in-flight data for HPA currently on ISS.
6. Analysis of data from different HPA Protocols.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. One set of SW package for data analysis.
3. One set of analyzed data.
4. Periodic updates to 1B131, 1B141, 1B146.
WP 1B145 – Data analysis ELITE S2
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B14.
3. Data from ELITE S2 experiments.
Tasks
1. Survey from available technical and scientific literature on cutting-theedge
analysis of kinematic data.
2. Definition of analysis algorithms.
3. SW implementation.
4. Analysis of data from ELITE S2.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. One set of SW package for data analysis.
3. Periodic updates to 1B131, 1B141, 1B146.
670 2006

WP 1B15/2 – Vibromechanical stimuli
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B15.
Tasks
1. Background survey from available literature about the use of vibromechanical
stimuli.
2. Investigation on mechanical insoles to apply haptic stimuli to the foot.
3. Comparison of vibratory versus pneumatic inflatable insoles.
4. Investigation on SW for the control of the mechanical insoles.
5. Testing of a new experimental set-up to study the effect of tactile stimulation
during walking in normal and reduced gravity conditions.
6. Laboratory experiments on the effect of tactile stimulation during sitting,
standing and walking in normal and reduced gravity conditions.
7. Data analysis.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Periodic updates to 1B15/5, 1B152, 1B1524, 1B45, 1B46, 1B47.
3. Contributes to DEL 021 (Scientific/technical requirements for WHOS).
4. Development of mechanical insoles to apply haptic stimuli to the foot.
5. Development of SW for the control of the mechanical insoles.
6. Protocol for application of vibro-mechanical stimuli as a countermeasure.
WP 1B15/5 – Recovery of spatial disorientation
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B15.
Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio
Tasks
1. Background survey from available literature and databases about
spatial disorientation in humans.
2. Laboratory experiments using visual stimulation in healthy subjects
in a familiar environment.
3. Laboratory experiments using vibro-tactile stimulation in healthy
subjects in a familiar environment.
4. Selection of control tasks directed at excluding confounding factors.
5. Data analysis from control subjects.
6. Laboratory experiments using visual stimulation in clinical population.
7. Laboratory experiments using vibro-tactile stimulation in clinical
population.
8. Data analysis from patients.
2006 671

Sezione III: Attività per progetti
9. Comparison of data from patients with symptoms of spatial disorientation
in astronauts.
10. Investigation of protocols for application of collected information to
treatment of spatial disorientation.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Periodic updates to 1B15/2, 1B152, 1B1524, 1B45, 1B46, 1B47.
3. Contributes to DEL 021 (Scientific/technical requirements for WHOS).
4. Development of new SW/HW for experimental and diagnostic purposes.
5. Development of new SW for data processing.
6. Report on clinical applicability of present WP to neurological and neuropsychological
issues.
7. Development of a protocol for diagnosis or treatment of spatial disorientation
in patients and astronauts.
Tasks Excluded
1. Execution of flight campaigns is excluded, being the responsibility of
WP 1B147, 1B148, 1B42, 1B440.
WP 1B15/6 - Cognitive performance
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B15.
Tasks
1. Background survey from available literature and databases about
cognitive performance and time perception in humans.
2. Laboratory experiments in healthy subjects in a familiar environment.
3. Selection of control tasks directed at excluding confounding factors.
4. Data analysis from control subjects.
5. Data analysis from patients with cognitive impairment.
6. Data analysis from astronauts in pre-flight, in-flight and post-flight
conditions.
7. Comparison of data from patients with cognitive deficits in astronauts.
8. Investigation of protocols for application of collected information to
counter or treat cognitive alterations of time perception disorders.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Development of new SW for experimental purposes (experimental and
control tasks).
3. Development of new SW for data processing.
4. Report on clinical applicability of present WP to neurological and neuropsychological
issues.
672 2006

Disturbi del controllo motorio e cardiorespiratorio
Tasks Excluded
1. Execution of flight campaigns is excluded, being the responsibility of
WP 1B147, 1B148, 1B42, 1B44.
WP 1B1524 – Proprioceptive stimulation
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B152.
Tasks
1. Background survey from available literature about the use of proprioceptive
stimulation.
2. Scientific motivation and identification of general aims.
3. Plan of the proposed experiments for normative data in healthy agedmatched
people.
4. Plan of the proposed experiments for selected casuistry with neuromotor
disorders.
5. Design of servo-controlled stimulators for the proposed experiments,
and setup for data collection.
6. Implementation of servo-controlled proprioceptive stimulators and
control interfaces.
7. Assessment of Product assurance and Safety issues.
8. Assessment of Ethical Issues in the application to patients.
9. Execution of experiments for normative data in healthy agedmatched
people.
10. Execution of experiments for selected casuistry with neuromotor
disorders.
11. Kinematic data analysis.
12. Energetics analysis. Computation of kinetic and gravitational potential
energies.
13. Interpretation of results.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Periodic updates to 1B13, 1B15/2, 1B15/5, 1B45, 1B46, 1B47.
3. Contributes to DEL 021 (Scientific/technical requirements for WHOS).
4. Development of servo-controlled proprioceptive stimulators.
5. Development of SW for the control of the stimulators.
6. Protocol for application of proprioceptive stimulation as a countermeasure.
WP 1B1525 – Body weight unloading in rehabilitation
Inputs
1. Authorization to proceed.
2. Inputs from 1B152.
2006 673

Sezione III: Attività per progetti
Tasks
1. Background survey from available literature about simulated reduced
gravity as a tool for neurohabilitation.
2. Investigation on different systems to apply body weight unloading.
3. Identification of the installation site and environmental characteristics.
4. Analysis of required skills for operators.
5. Definition of system interface, mass, volume, power.
6. Definition of operators / test subjects interfaces.
7. Assessment of Product assurance and Safety issues.
8. Assessment of Ethical Issues in the application to patients.
9. Identification of areas of technological uncertainties/risk and development
uncertainty.
10. Investigation on SW for the control of the body weight unloading
system.
11. Testing of the experimental set-up simulating reduced gravity conditions.
12. Pilot experiments on age-matched healthy subjects.
13. Tests on patients with neuromotor disabilities, such as spinal cord
lesions.
14. Data analysis.
Outputs
1. Periodic reports on WP activities.
2. Periodic updates to 1B1/4, 1B11/2, 1B11/6, 1B1117, 1B1119, 1B121,
1B136, 1B137, 1B13B, 1B145, 1B15/2, 1B1517, 1B152, 1B1524.
3. Documentation on the body weight unloading system.
4. Protocol for application of body weight unloading in rehabilitation.
674 2006

E-LEARNING IN NEURORIABILITAZIONE
Focus sul miglioramento della qualità della vita
nelle persone anziane e disabili
Responsabile scientifico di progetto
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2006 – Ministero della Salute “ Programma Nazionale ECM –
Sperimentazione Formazione a Distanza (FAD) ”

Sezione III: Attività per progetti
PREMESSA
Il problema della continuità della formazione in ambito sanitario è sempre
stato un tema di grande interesse che negli ultimi anni ha ricevuto ancora
maggiore spinta, in Italia, a seguito delle recenti linee guida pubblicate dal
Ministero della Salute (www.sanita.it) sulla formazione continua (ECM).
Parallelamente a questo, negli ultimi anni i notevoli progressi ottenuti
dalla tecnologia informatica e della comunicazione ci hanno offerto la possibilità
di poter realizzare la formazione a distanza attraverso il mezzo telematico.
Quando si parla di formazione online ormai si fa riferimento ai Virtual
Learning Environments (VLEs) ambienti di apprendimento virtuale. Un VLE è
un ambiente virtuale comprendente strumenti e servizi per l’apprendimento
integrati in un’unica piattaforma concepita per supportare gli utenti, lo staff
di docenti e gli amministratori del corso stesso. In particolare un VLE è un set
di strumenti funzionale all’apprendimento online in grado di:
– facilitare la comunicazione fra gli allievi e lo staff;
– permettere l’accesso a risorse didattiche;
– facilitare la personalizzazione dei percorsi;
– supportare sia l’erogazione di corsi online completamente a distanza
che corsi in presenza (supportando le attività in aula).
Grazie alla formazione a distanza è possibile garantire l’erogazione e la
fruizione della didattica in modo asincrono senza vincolare nello spazio e nel
tempo l’impegno del discente (e dei docenti), attraverso il sistema che viene
definito in inglese e-learning ed in italiano Formazione a distanza (FAD).
Anche a livello Europeo grande attenzione è stata riservata verso questa
forma di informazione e apprendimento. La Commissione Europea sostiene e
integra attivamente i considerevoli sforzi degli Stati membri in questo campo.
Esiste infatti il Programma per l’integrazione effettiva sulle Tecnologie dell’informazione
e delle telecomunicazioni (TIC) nei sistemi di istruzione e formazione
in Europa (2004-2006): un progetto europeo di apprendimento per via
elettronica (eLearning).
Secondo la Commissione Europea, se usate correttamente, le Tecnologie
dell’Informazione e delle Comunicazioni (TIC) possono contribuire in modo
significativo alla qualità dell’istruzione e della formazione e alla transizione dell’Europa
verso la società della conoscenza. La Fondazione IRCCS Santa Lucia
propone una sperimentazione relativa alla FAD nell’ambito della Riabilitazione
Neuromotoria e Cognitiva dal titolo: “ E-learning in Neuroriabilitazione: focus
sul miglioramento della qualità della vita nelle persone anziane e disabili ”.
Destinatari del progetto formativo sono le categorie che in maniera diversa
lavorano in questo ambito: medici, psicologi, fisioterapisti e logopedisti.
RAZIONALE ED OBIETTIVO
La riabilitazione neuromotoria e cognitiva rappresenta oggi un argomento
di grande interesse ed in espansione a causa dell’incremento del
676 2006

E-learning in neuroriabilitazione. Focus sul miglioramento della qualità della vita …
numero di persone che necessitano di questo tipo di trattamento. L’invecchiamento
della popolazione, infatti, caratterizzato da un prevalente aumento
della componente più anziana, ha comportato un profondo cambiamento dei
bisogni assistenziali in rapporto ad un sensibile aumento di soggetti malati
cronici e disabili. Oggi la disabilità rappresenta un fenomeno di vaste dimensioni:
negli USA, circa 35 milioni di persone presentano una disabilità mentale
o fisica che interferisce con le attività della vita quotidiana. In Italia,
secondo l’indagine dell’ISTAT 1999-2000, sono circa 2.700.000 le persone disabili,
pari al 5% della popolazione. Inoltre, in questa popolazione molto spesso
la disabilità è determinata dalla contemporanea presenza di un disturbo
motorio e di uno cognitivo.
Questo imponente fenomeno rappresenta ormai una realtà che non può
essere affrontata solo con i tradizionali sistemi di cura ma che deve avvalersi
dell’impiego delle nuove conoscenze in campo tecnologico. È necessario che
gli specialisti che lavorano in questo settore siano continuamente aggiornati
sulle nuove scoperte e sulle nuove indicazioni di trattamento, che in questo
ambito sono in continua evoluzione. Il progressivo svilupparsi delle cosiddette
“ nuove tecnologie ” ci ha aperto nuovi orizzonti.
L’obiettivo del progetto è, quindi, fornire al personale specializzato nella
riabilitazione cognitiva e motoria la formazione e l’aggiornamento continuo
per offrire, alle persone anziane e disabili, una terapia riabilitativa mirata a
migliorare globalmente la loro qualità della vita attraverso il massimo recupero
possibile delle capacità sia fisiche sia cognitive che le condizioni oggettive
di ciascun individuo consentono.
PIANIFICAZIONE DEL PROGETTO
La realizzazione del presente progetto viene suddiviso in fasi distinte,
ognuna delle quali prevede il coinvolgimento di entità differenti. Le fasi per
l’attuazione del progetto possono essere individuate:
a) Indagine conoscitiva
b) Identificazione delle linee guida
c) Realizzazione del Portale
d) Sviluppo della piattaforma
e) Realizzazione dei Corsi
f) Divulgazione
g) Monitoraggio
a) Indagine conoscitiva
Per la realizzazione del portale e per lo sviluppo di una piattaforma
che possano rispondere esaurientemente alle esigenze degli utenti, risulta
necessario un lavoro preliminare di rilevamento dei bisogni attraverso una
indagine conoscitiva. Tale indagine fornirà dati di tipo prevalentemente quantitativo
che andranno analizzati e arricchiti con informazioni di tipo qualitativo
ottenibili mediante la realizzazione di gruppi di lavoro con esperti del set-
2006 677

Sezione III: Attività per progetti
tore. È ipotizzabile la realizzazione di tre gruppi di lavoro aventi come partecipanti
le seguenti tre categorie di utenti:
– Medici
– Fisioterapisti
– Logopedisti
Tale fase conoscitiva fornirà gli elementi per la definizione e la realizzazione
del prodotto finale (del Portale, e della piattaforma).
b) Identificazione delle linee guida
In letteratura esistono numerose linee guida che molto spesso vengono
prodotte da società scientifiche, consensus conference, commissioni di esperti
su specifici argomenti. Le linee guida devono essere considerate come uno
strumento utile al fine di agevolare l’apprendimento continuo, lo stimolo alla
verifica della base scientifica della professione e la concretizzazione di nuovi
comportamenti. La capacità di una linea guida di orientare l’agire del professionista
deriva sostanzialmente da due processi: la disseminazione e l’implementazione.
La disseminazione influenza il grado di conoscenza rispetto a
specifici problemi clinici, mentre con il termine implementazione (dall’inglese
implementation, attuazione) si persegue, invece, l’obiettivo di modificare il
comportamento professionale.
Questa fase del progetto si prefigge di raccogliere il materiale a disposizione
in letteratura e di organizzarlo da un punto di vista funzionale per renderlo
facilmente accessibile. Poiché per alcuni argomenti, in particolare nella
popolazione anziana, non esistono linee guida specifiche, il lavoro di ricerca
verrà esteso anche a dati sulla best practice (dall’inglese migliore pratica). Con
questo termine si intendono in genere le esperienze più significative o dai
migliori risultati adottati in diversi contesti.
Il lavoro si articolerà nelle seguenti fasi:
– raccolta delle linee guida e di dati di best practice;
– catalogazione del materiale sulla base delle esigenze dei differenti
moduli formativi;
– formalizzazione grafica.
c) Realizzazione del portale
Sulla base dei risultati dell’indagine conoscitiva, dall’analisi dell’esistente
e dalle indicazioni fornite dal committente, viene progettato e realizzato il
portale per e-Learning creato per diffondere e rendere omogenea, tempestiva
e facilmente fruibile la comunicazione sull’offerta formativa della Fondazione
Santa Lucia.
Il progetto del portale si articolerà attraverso le seguenti fasi:
– definizione dell’architettura e dei servizi;
– definizione dei contenuti;
– definizione della struttura dei contenuti;
– definizione del sistema di gestione.
678 2006

E-learning in neuroriabilitazione. Focus sul miglioramento della qualità della vita …
d) Sviluppo della piattaforma
La piattaforma di e-learning (hardware e software) predisposta all’inizio
del progetto sarà in grado di garantire l’erogazione del materiale organizzato
sotto forma di corsi e provvederà all’espletamento delle attività preposte.
Il sistema, contemporaneamente, permetterà lo scambio di dati e
documenti tramite la rete e consentirà di connettere più sedi contemporaneamente.
Il sistema combina tecnologie di Agenti Intelligenti, Servizi Web e Web
Semantic per creare un network interconnesso, all’interno del quale sistemi
automatizzati ad ogni nodo possano fornire servizi l’uno all’altro (vedi fig. 1).
Il corretto svolgimento di tutte le attività sarà garantito attraverso un
sistema multiplo di supporto:
– personale tecnico, addetto alla gestione del sistema informatico;
– tutori per i contenuti, addetti al controllo e all’attività di tutoraggio
relativa alla fruizione dei contenuti presenti nel sistema;
– tutori per l’aspetto dinamico del corso, addetti all’ottimizzazione del
flusso continuo di informazioni, particolarmente critico in modalità di
autoapprendimento.
e) Realizzazione dei Corsi
Questa fase sarà realizzata con la collaborazione di esperti nel settore
della riabilitazione ed esperti nel settore della divulgazione di conoscenza in
particolare attraverso tecnologie informatiche. La realizzazione dei corsi si
svolgerà in momenti diversi e con differenti modalità.
Per l’erogazione dei corsi ci si avvale dell’utilizzo dell’ambiente di apprendimento
online fornito da una piattaforma e-learning in grado di offrire strumenti
di fruizione, di comunicazione e interazione.
1. Moduli di autoapprendimento – Il partecipante fruirà di materiale
didattico multimediale (testi e video) che sarà fruibile sia online via internet,
sia off-line mediante download. In questa fase, il partecipante potrà porre sul
forum di discussione online quesiti sui contenuti del corso che verranno sottoposti
all’attenzione degli esperti.
I contenuti affrontati nella prima fase in autoistruzione, ed eventualmente
le domande poste sul forum online, verranno successivamente approfondite
attraverso l’utilizzo della videoconferenza.
2. Videoconferenza – Il partecipante dovrà seguire alcune sessioni di
videoconferenze, si tratta di sessioni di formazione sincrona in cui i partecipanti
saranno collegati contemporaneamente insieme ad esperti in videoconferenza
(chiaramente in questa modalità erogativa deve essere rispettato il
vincolo temporale), in questo caso i partecipanti potranno essere presenti nell’aula
didattica del presidio o nelle loro postazioni individuali degli altri presidi
in rete. I sistemi di videoconferenza riproducono le dinamiche di interattività
e sono particolarmente utili per permettere il confronto e la discussione
fra differenti figure professionali all’interno dell’aula didattica e con le altre
strutture in connessione.
2006 679

Sezione III: Attività per progetti
Fig. 1: piattaforma
3. Percorsi di verifica – Saranno presenti sistemi di valutazione informatizzati
creati per soddisfare le esigenze degli utenti che desiderano verificare il
loro livello di apprendimento in momenti diversi del percorso formativo.
Saranno inoltre presenti sistemi di valutazione atti a garantire il livello di
acquisizione necessaria alla fase successiva del corso e ad ottenere la validazione
del corso stesso.
In particolare gli utenti avranno a disposizione i seguenti strumenti:
– svolgimento di test online dell’apprendimento sui contenuti trattati nel
materiale didattico strutturato online;
– svolgimento di test online dell’apprendimento sui contenuti trattati
durante la videoconferenza.
Modalità di valutazione: al termine dei corsi verranno certificati e rilasciati
i crediti ECM. Gli elementi presi in considerazione per una valutazione
positiva del corso e quindi per l’attribuzione dei crediti sono:
– lo svolgimento ed il superamento dei test online (test successivo al
momento di autoistruzione). Per superare i test è necessario rispondere correttamente
ad almeno l’80% delle domande entro i 3 tentativi concessi;
– partecipazione e superamento del test online successivo alla videoconferenza.
(Per superare il test è necessario rispondere correttamente ad almeno
l’80% delle domande entro i 3 tentativi concessi).
680 2006

E-learning in neuroriabilitazione. Focus sul miglioramento della qualità della vita …
4. Struttura del corso – Ogni corso prevede un insieme integrato delle attività
menzionate:
– studio individuale di materiale multimediale (testi e video) online
fruibili via internet anche off-line;
– svolgimento di test online dell’apprendimento sui contenuti trattati nel
materiale didattico strutturato online;
– possibilità di richiesta di supporto sui contenuti su un forum di discussione
online da parte dei partecipanti ad esperti della materia;
– partecipazione alla videoconferenza (sessione sincrona) dall’aula
didattica o da postazioni individuali;
– svolgimento di test online dell’apprendimento sui contenuti trattati
durante la videoconferenza;
– svolgimento di un questionario di gradimento del corso.
Sul piano individuale, il partecipante fruirà in autoistruzione di materiale
didattico strutturato online fruibile via internet e valuterà le proprie competenze
attraverso lo svolgimento di un test online sui contenuti proposti nei
materiali didattici precedentemente consultati (il superamento del test è
necessario all’ottenimento dei crediti ECM).
Il materiale didattico sarà diviso in moduli di I livello necessari per lo
svolgimento del corso e moduli di II livello o di approfondimento.
L’utente dopo aver svolto il primo modulo, considerato di base e superato
il questionario di valutazione potrà decidere di passare al modulo successivo
o di accedere ad un percorso di approfondimento facoltativo e di svolgere un
modulo parallelo grazie al quale otterrà crediti ECM aggiuntivi.
Durante lo svolgimento dei moduli formativi il partecipante potrà porre
sul forum di discussione online quesiti sui contenuti del corso che verranno
sottoposti all’attenzione degli esperti. I contenuti affrontati nella prima fase in
autoistruzione, ed eventualmente le domande poste sul forum online, verranno
successivamente approfondite attraverso l’utilizzo della videoconferenza,
sessione di formazione sincrona in cui partecipanti ed esperti saranno
collegati come sopra indicato. I contenuti affrontati nella videoconferenza
saranno oggetto di un ulteriore test online (test finale) per l’acquisizione dei
crediti ECM.
5. Programma del corso – Gli argomenti del Corso intendono trattare i presupposti
teorico-pratici e le peculiarità della programmazione e realizzazione
pratica del trattamento riabilitativo del paziente anziano e disabile con una
particolare attenzione allo svolgimento del lavoro di équipe. Riguardo ad ogni
tema trattato verranno fornite le cognizioni di base teoriche e cliniche per la
comprensione delle specifiche necessità. Verranno altresì indicati gli strumenti
e le metodologie di intervento più indicate rispetto a gruppi di patologie
e fasce di età attraverso l’utilizzo di materiale multimediale e con l’inserimento
di casi clinici.
Gli argomenti principali che verranno trattati sono i seguenti:
– Definizione della Disabilità: International Classification of Functioning,
Disability and Health (ICF) Organizzazione Mondiale della Sanità.
2006 681

Sezione III: Attività per progetti
– La Riabilitazione motoria e cognitiva come metodo: peculiarità e specificità
del paziente disabile e anziano.
– Le scale di valutazione standardizzate: ADL, IADL, Barthel Index,
MMSE, GDS, Tinetti Gait and Balance Scale, etc.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente con ictus cerebri.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente con Malattia di Parkinson.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente amputato.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente con frattura di femore.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente con polipatologia cronica.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente neuropatico.
– Riabilitazione motoria e cognitiva nel paziente con sindrome da immobilizzazione.
f) Divulgazione
Per garantire il massimo livello di divulgazione del progetto saranno organizzate
diverse manifestazioni con lo scopo di rendere noto il progetto stesso.
Saranno realizzati eventi residenziali per la presentazione del progetto e dei
servizi offerti, saranno contattati i mass media per garantire la promozione
dell’attività svolta, saranno realizzati workshop in collaborazione con le
diverse società scientifiche interessate al progetto (Società Italiana di Geriatria
e Gerontologia SIGG, Società Italiana di Neurogeriatria SINeG, Associazione
Italiana di Psicogeriatria AIP, Società Italiana di Neurologia SIN,
Società Italiana di Medicina Fisica e Riabilitazione SIMFER, ecc.)
g) Monitoraggio
Per ottenere informazioni sulla percezione dell’utente riguardo al corso e
sulla facilità di uso al termine di ciascun corso sarà prevista la compilazione
del questionario di gradimento. Al termine di ogni corso, infatti, sarà richiesto
ai partecipanti di compilare un questionario di feedback (gradimento), attraverso
il quale potranno esprimere la propria opinione sull’andamento del
corso stesso. Tali informazioni saranno necessarie da un lato per la identificazioni
di aree di possibile miglioramento e dall’altro per verificare la possibilità
di esportare questo sistema ad altre realtà.
682 2006

ESOCITOSI GLUTAMMATERGICA E CROSS-TALK
ECCITOTOSSICO TRA MOTONEURONI E GLIA
NELLA SCLEROSI LATERALE AMIOTROFICA:
RICERCA DI NUOVI TARGETS FARMACOLOGICI
Coordinatore scientifico di progetto
ANNA MARIA MICHELA DI STASI
Istituto Superiore di Sanità
U.O.2 – Patrizia Longone
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2006 – Istituto Superiore di Sanità
“ Programmazione Malattie Neurodegenerative:
Ricerca SLA e riparazione tissutale ”

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze (Istituto Superiore
di Sanità, Roma) – Anna Maria Michela Di Stasi
U.O. 2 – Dipartimento di Neurobiologia Molecolare (IRCCS Santa Lucia,
Roma) – Patrizia Longone
U.O. 3 – Dipartimento di Medicina Sperimentale: Sezione di Farmacologia e
Tossicologia (Università degli Studi di Genova) – Maurizio Reiteri
U.O. 4 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze (Istituto Superiore
di Sanità, Roma) – Luisa Minghetti
U.O. 5 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze (Istituto Superiore
di Sanità, Roma) – Fiorella Malchiodi-Albedi
BACKGROUND
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una patologia neurodegenerativa
che colpisce in età adulta ed è caratterizzata dalla perdita dei motoneuroni
corticali, bulbari e spinali (Bruijn et al., 2004). Esistono due forme di SLA:
una sporadica (SLAs) ed una familiare (SLAf). Come per altre malattie neurodegenerative,
anche nel caso della SLA, sono state ipotizzate varie eziologie
tra cui fattori ambientali, autoimmunità, stress ossidativo, infezioni virali e
alterazioni nell’omeostasi del neurotrasmettitore eccitatorio glutammato. Il
15-20% dei casi di SLAf è dovuto a mutazioni puntiformi nel gene della Cu/Zn
Superossido Dismutasi 1 (SOD1), enzima che, in condizioni fisiologiche,
controlla la rimozione del radicale superossido (Rosen et al., 1993). Queste
mutazioni a carico della SOD1 determinerebbero l’acquisizione di una o più
funzioni tossiche (gain-of function) a carico dell’enzima, piuttosto che una
semplice diminuzione della capacità di “ scavenging ” dello ione superossido
(Cudkowic et al., 1997). La SOD1 è un enzima chiave nel mantenimento dell’equilibrio
redox intracellulare che, se alterato, può indurre la comparsa di
un processo ciclico in cui radicali o altre specie reattive possono diventare gli
agenti patogenetici nei processi degenerativi (Ferrante et al., 1997; Estevez et
al., 1999). La costruzione di topi transgenici che over-esprimono la SOD1
umana con differenti siti di mutazione (SOD1-G85R, SOD1-G37R, e SOD1-
G93A) ha consentito lo studio e l’identificazione di alcuni fattori coinvolti nel
danno ossidativo correlabili alla progressione della SLA. In particolare, il
ceppo che esprime la SOD1 mutata nella posizione 93 (SOD1-G93A) è considerato
il modello sperimentale più simile alla SLA di tipo familiare umano
(Gurney et al. 1994).
Tra le varie cause della SLA numerose evidenze indicano che una alterazione
nell’omeostasi glutammatergica, con conseguente eccitotossicità e
morte neuronale, abbia un ruolo fondamentale (Raiteri et al., 2003). In
pazienti affetti da SLA è stato osservato un aumento dei livelli di glutammato
nel plasma e nel liquido cerebrospinale e, a livello della corteccia motoria e
nel midollo spinale, è stato identificato un difetto nei trasportatori del glutam-
684 2006

Esocitosi glutammatergica e cross-talk eccitotossico tra motoneuroni e glia nella Sclerosi…
mato GLT-1 che potrebbe correlare con l’aumento dei livelli extracellulari del
neurotrasmettitore (Rothstein et al.,1995). Inoltre, recenti evidenze indicano
che nei motoneuroni un difetto di espressione della subunità GluR2 dei recettori
ionotropici glutammatergici porterebbe ad una prevalenza di recettori
AMPA permeabili al calcio (Spalloni et al., 2004; Tateno et al., 2004). Tale
condizione, insieme ad un difetto delle proteine tamponanti il calcio intracellulare
(calbindina D28k e parvalbumina), sarebbe responsabile del danno
eccitotossico al motoneurone stesso.
Ulteriore supporto alla teoria eccitotossica della SLA deriva da studi clinici
in pazienti trattati con riluzolo, un inibitore della liberazione di glutammato
capace di proteggere i motoneuroni spinali dal danno eccitotossico.
Sebbene la SLA sia considerata il prototipo delle malattie del motoneurone,
numerosi dati di letteratura indicano che la patogenesi richieda un contributo
attivo di altri tipi cellulari in un complesso “ cross-talk ” molecolare il
cui esito finale è la morte del motoneurone stesso. In effetti, l’espressione
selettiva della SOD1 mutata nei motoneuroni o negli astrociti non produce
alcuna degenerazione del motoneurone o alcun significativo fenotipo neurologico,
mentre il fenotipo SLA è riprodotto in modelli animali quando il
gene della SOD1 mutata è espresso ovunque.
Questi dati suggeriscono che nella SLA sia presente un meccanismo
“ non-cell autonomous ”, vale a dire cellule diverse dal neurone giocano un
importante ruolo nella morte del motoneurone stesso.
OBIETTIVI PRINCIPALI
Sulla base di queste evidenze con il presente progetto si propongono i
seguenti obiettivi:
• Studio dei meccanismi che controllano l’aumento dei livelli di calcio
libero intracellulare neuronale e astrocitario, nella corteccia motoria e nel
midollo spinale, in controlli e in modelli di malattia.
• Studio dei meccanismi presinaptici che determinano la liberazione di
glutammato a livello corticale (area motoria) e spinale (terminazioni nervose
del primo motoneurone) in controlli e in modelli di malattia. In particolare
verranno studiati: (a) la funzionalità dei motoneuroni dopo liberazione di glutammato;
(b) l’uptake di colina e il rilascio di aceticolina e gli effetti dell’attivazione
di recettori glutammatergici spinali sul rilascio di acetilcolina in
controlli e in modelli di malattia.
– Studio della liberazione di glutammato e dei meccanismi che lo regolano
in particelle astrocitarie isolate dal cervello di topo adulto, in controlli
e in modelli di malattia.
• Identificazione di possibili bersagli molecolari modificati dalle specie
reattive dell’ossigeno (ROS) e dell’azoto (RNS) nella corteccia motoria e nel
midollo spinale, in colture di motoneuroni o corteccia motoria in presenza o
assenza di overespressione della SOD1 mutata. In particolare si cercherà di
individuare eventuali modificazioni, indotte dallo stress ossidativo, a carico
2006 685

Sezione III: Attività per progetti
delle proteine coinvolte nel complesso di docking/fusion delle vescicole al terminale
sinaptico. Verranno inoltre studiati i meccanismi molecolari attivati
dagli ossidanti mediante l’analisi dell’attività di specifiche fosfotirosina fosfatasi
e di tirosina chinasi della famiglia src coinvolte nella funzionalità recettoriale
glutammatergica.
• Approfondimento delle conoscenze sul ruolo delle cellule gliali e della
microglia nella patogenesi del danno selettivo dei motoneuroni in corso di
SLA, in presenza o assenza di overespressione della SOD1 mutata.
• Studio in vitro ed in vivo di fattori neuroprotettivi.
Come le altre malattie neurodegenerative, la SLA è una patologia estremamente
complessa in cui i diversi determinanti cellulari e molecolari del
processo di morte neuronale hanno un peso estremamente variabile ed è
quindi essenziale affrontarne lo studio utilizzando differenti strategie in grado
di individuare e caratterizzare fattori e componenti coinvolti nel danno neuronale
selettivo tipico di questa condizione patologica. Tali obiettivi potranno
essere raggiunti solo con uno studio integrato e multidisciplinare come quello
proposto nel presente progetto.
BREVE DESCRIZIONE DELLE UNITÀ OPERATIVE
U.O. 1 – L’unità operativa avrà il compito di coordinare il progetto; si
dedicherà inoltre allo studio delle eventuali alterazioni indotte dalle specie
reattive dell’ossigeno (ROS) e dell’azoto (RNS) sull’esocitosi del glutammato.
In particolare, cercherà di individuare eventuali modificazioni a carico di residui
di fosfotirosine e/o nitrotirosine e verrà studiata l’attività di specifiche
fosfotirosina fosfatasi e di tirosina chinasi della famiglia src, coinvolte nella
funzionalità recettoriale glutammatergica.
U.O. 2 – L’unità operativa gestirà una delle due colonie di topi utilizzate
nel progetto. Si occuperà inoltre dello studio dei meccanismi di esocitosi del
glutammato nelle colture primarie di motoneuroni e di corteccia motoria e
della modulazione dei livelli di calcio intracellulare neuronale e astrocitario
nella corteccia motoria e nel midollo spinale in controlli ed in modelli di
malattia.
U.O. 3 – L’unità operativa si occuperà della gestione di una delle due colonie
murine utilizzate nel progetto, dello studio della liberazione esocitotica
del glutammato e di acetilcolina e dei meccanismi coinvolti nelle modificazioni
osservate a livello neuronale e astrocitario, nella corteccia motoria e nel
midollo spinale di topi di controllo e modello di malattia.
U.O. 4 – L’unità operativa si occuperà di approfondire le conoscenze sul
ruolo delle cellule gliali nella patogenesi del danno selettivo dei motoneuroni
in corso di SLA, ed in particolare sul ruolo delle microglia in presenza o
assenza di overespressione della SOD1 mutata.
U.O. 5 – L’unità operativa porterà avanti uno studio su fattori neuroprotettivi
in modelli in vitro ed in vivo.
686 2006

Esocitosi glutammatergica e cross-talk eccitotossico tra motoneuroni e glia nella Sclerosi…
ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO
La ricerca, che utilizzerà topi transgenici SOD1-G93A(+) in fase avanzata
o presintomatica, sarà condotta utilizzando corteccia cerebrale e midollo spinale
prelevati da topo adulto, fettine ottenute dalle aree indicate (modello di
studio per le relazioni morfo-funzionali tra neuroni e glia), colture di motoneuroni
o corteccia motoria, colture di astrociti e microglia.
Il progetto si articolerà nei seguenti punti:
WP 1-2 (U.O. 1-2-3) – Studio delle dinamiche di rilascio delle vescicole
sinaptiche. Ruolo dello stress ossidativo nella modulazione del “ signalling ”
intracellulare nelle patologie su base neurodegenerativa e identificazione di
possibili bersagli molecolari modificati per delineare possibili vie di attivazione
del danno eccitotossico.
WP 3 (U.O. 1-2-3) – Studio delle alterazioni rincontrabili in diverse tappe
della trasmissione glutammatergica negli animali modello della malattia,
nella corteccia cerebrale (area motoria) e nel midollo spinale.
WP 4 (U.O. 1-2-4-5) – Studio degli effetti dell’attivazione microgliale sulla
sopravvivenza dei motoneuroni nel topo SOD1-G93A. Intendiamo focalizzare
il nostro interesse su due aspetti di potenziale impatto per la patologia SLA:
1) espressione da parte di microglia di trasportatori del glutammato; 2) ruolo
neuroprotettivo della proteina Hsp70.
WP 5 (U.O. 1-2-4-5) – Analisi di due diverse strategie terapeutiche:
1) composti SOD-mimetici; 2) terapie combinate.
METODOLOGIA
Le metodiche impiegate per la presente ricerca saranno quelle già
disponibili nei gruppi che partecipano al progetto. In particolare saranno
utilizzate:
– colture primarie di cellule corticali, motoneuroni, glia e microglia;
– co-colture motoneuroni/astrociti, motoneuroni/microglia;
– frazionamenti cellulari da colture e da campioni di tessuto di topi transgenici,
con isolamento di sinaptosomi e gliosomi;
– misura del rilascio di glutammato e acetilcolina da sinaptosomi e gliosomi
di corteccia motoria e midollo spinale;
– dosaggio di glutammato ed acetilcolina endogeni;
– studio dei livelli di calcio intracellulare;
– western blotting e immunoprecipitazione immunocitochimica;
– fluorimetria e citofluorimetria;
– determinazioni spettrofotometriche di attività enzimatiche;
– ibridazione in situ;
– microscopia confocale.
2006 687

Sezione III: Attività per progetti
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
I risultati prodotti dall’interazione delle unità operative coinvolte nel presente
progetto contribuiranno ad una migliore caratterizzazione del pathway
glutammatergico in un modello murino di SLA. Questo studio potrà fornire
indicazioni utili per nuove strategie terapeutiche, alternative e migliori del
Riluzolo, legate alla iperattività glutammatergica ed alla ipereccitabilità neuronale,
fenomeni ampiamente descritti nella SLA. Inoltre, verranno approfonditi
alcuni aspetti neurodegenerativi legati allo stress ossidativo e alla iperattività
glutammatergica, e valutata la possibile valenza terapeutica di molecole neuroprotettive.
Diffusione dei dati raccolti mediante pubblicazioni scientifiche su
riviste internazionali e partecipazione a convegni nazionali ed internazionali.
– Bruijn L.I. et al. (2004) Annu Rev Neurosci 27: 723-749.
– Rosen D.R. et al. (1993) Nature 362: 59-62.
– Cudkowicz M.E. et al. (1997) Ann Neurol 41: 210-221.
– Ferrante R.J. et al. (1997) J Neurochem 69: 2064-2074.
– Estevez A.G. et al. (1999) Science 286: 2498-2500.
– Gurney M.E. et al. (1994) Science 264: 1772-1775.
– Raiteri L. et al. (2003) Br J Pharmacol 138: 1021-1025.
– Rothstein J.D. et al. (1995) Ann Neurol 38: 73-84.
– Spalloni A. et al. (2004) Neurobiol Dis 15: 340-350.
– Tateno M. et al. (2004) Hum Mol Gen 13: 2183-2196.
– Sargsyan S.A. et al.(2005) Glia 51: 241-253.
– Robinson M.B. et al. (2005) J Neurosc 25: 9735-9745.
– Crow J.P. et al. (2005) Ann Neurol 58: 258-265.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 2 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia IRCCS.
688 2006

Esocitosi glutammatergica e cross-talk eccitotossico tra motoneuroni e glia nella Sclerosi…
U. O. 2 – Dipartimento di Neurobiologia Molecolare
Patrizia Longone
In questo progetto l’unità operativa ha il compito di gestire una delle due
colonie di topi utilizzate. Si occupa inoltre dello studio dei meccanismi di esocitosi
del glutammato nelle colture primarie di motoneuroni e di corteccia motoria,
e della modulazione dei livelli di calcio intracellulare neuronale e astrocitario
nella corteccia motoria e nel midollo spinale in controlli ed in modelli di malattia.
Un aspetto della trasmissione glutammatergica finora trascurato nelle
malattie neurodegenerative, Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) compresa, è
lo studio delle dinamiche di rilascio delle vescicole sinaptiche.
In questo progetto stiamo studiando, nelle colture primarie di motoneuroni,
l’esocitosi glutammatergica poiché i motoneuroni oltre a rilasciare acetilcolina
rilasciano anche glutammato utilizzando il sistema vescicolare glutammatergico.
Nella SLA l’eccessiva presenza di glutammato extracellulare potrebbe derivare da
un difetto della rimozione (cellule gliali) e/o del rilascio del neurotrasmettitore.
Al fine di verificare questa ipotesi stiamo caratterizzando e quantificando:
– le sinapsi glutammatergiche nelle colture di motoneuroni;
– il rilascio del glutammato in condizioni basali e dopo stimolazione
(condizioni depolarizzanti).
Per lo studio proposto saranno utilizzate colture primarie di motoneuroni
e di cellule corticali preparate da topi SOD1-G93A, da topi SOD1-WT (il
modello di controllo che over-esprime la SOD1 umana non mutata) e topi di
controllo. La ricerca sarà divisa in due fasi successive:
1. caratterizzazione e quantificazione delle sinapsi glutammatergiche;
2. studio della eso-endocitosi delle vescicole sinaptiche con metodiche di
immunoistochimica (utilizzo dell’anticorpo contro le porzioni lumeare e citosolica
della sinaptotagmina), o con fluorescenza utilizzando marcatori vescicolari
FM1-43 e FM4-64, in condizioni basali o di stimolo (depolarizzazione, glutammato).
In particolare le colture di cellule corticali verranno utilizzate per valutare
l’impatto che la SOD1 mutata potrebbe avere su altre popolazioni neuronali
diverse dai motoneuroni spinali, ma interessate da questa patologia.
Lo stress ossidativo svolge un ruolo importante nella modulazione del
“ signalling ” intracellulare nelle patologie su base neurodegenerativa e l’identificazione
di possibili bersagli molecolari modificati può contribuire a delineare
possibili vie di attivazione del danno eccitotossico. A tale scopo verranno studiate:
– l’attività di specifiche fosfotirosina fosfatasi e di tirosina chinasi della
famiglia src, coinvolte nella funzionalità recettoriale glutammatergica
(NMDA, AMPA) e nella regolazione delle interazioni tra proteine associate ai
recettori per gli amminoacidi eccitatori alle densità postsinaptiche;
– le interazioni tra le proteine che formano complessi specializzati
(SNARE-complexes) nel processo di ‘docking’ e fusione delle vescicole alla
membrana presinaptica.
2006 689

GENETIC, TRANSCRIPTIONAL AND
BIOCHEMICAL STUDIES OF THE
MITOCHONDRIAL ASPARTATE/GLUTAMATE
TRANSPORTER (ARALAR) AND THE SLC25A12
GENE IN AUTISM
Responsabile scientifico di progetto
ANTONIO M. PERSICO
IRCCS S. Lucia – Università Campus Bio-Medico
Finanziamento privato

Sezione III: Attività per progetti
ABSTRACT
Our collaborative project aims at characterizing the role of the mitochondrial
aspartate/glutamate transporter (ARALAR) encoded by the SLC25A12
gene in autistic disorder. To this aim, we have already received from the brain
and tissue bank at University of Maryland (Baltimore, MD, USA) frozen tissue
samples of superior temporal gyrus (BA 41/42, 52 or 22) belonging to 7 pairs
of autistic patients and of age-, sex-, and post-mortem-interval-matched controls.
In addition, we have recently been awarded by the Autism Tissue Program’s
Tissue Advisory Board (Princeton, NJ, USA) an additional set of tissue
samples that should allow us to reach a total of at least 10 reliable pairs within
the next 2-4 weeks.
We plan to proceed using biochemical and genetic approaches in parallel
on these tissue samples. In particular: (a) we shall assess asp/glu transport
rates both in gray matter extracts and in mitochondrial pellets, in order to distinguish
functional alterations induced by the cytoplasmic milieu vs changes
intrinsic to ARALAR itself, respectively; (b) we shall extract and retrotranscribe
total RNA from the same tissues, and sequence the cDNAs to search for polymorphisms
or mutations possibly associated with functional changes.
SLC25A12 mRNA levels will also be quantified by RealTime-PCR, and the
extent of correlation between transcription and transport rates within the
same tissues will be assessed. Tissue quality for all assessments will be verified
by total RNA quality assessed using an Agilent Bioanalyser.
We shall also seek to replicate in our sample of families with an autistic
proband the positive linkage/association findings recently reported by two
independent groups. In the presence of positive genetic association, we shall
search for mutations and/or chromosomal rearrangements involving the
asp/glu mitochondrial transporter.
CURRENT STATE OF RESEARCH AND WORK OBJECTIVES
Autism (OMIM #209850) is a severe neuropsychiatric disease, characterized
by impairments in social interaction, communication, and behavior (4) . Its
incidence has apparently risen during the last decade from 2-5 to 15-20/10,000
children (5) . The existence of genetic contributions to autism vulnerability has
been conclusively demonstrated by family and twin studies, revealing sibling
risks as high as 3.0%-4.5% and monozygotic: dizygotic concordance rates of
60%-90% vs 0-4% (6) . Recent assessments provide strong evidence for multiple
loci contributing to this complex disease through epistasis and possibly geneenvironment
interactions (1) . Further complications arise from the variable phenotypic
expression of autism-predisposing genes, which may indeed range
from minimal autistic traits to full-blown autism, identifying a broad clinical
entity referred to as “ autism-spectrum disease ” (7) .
Genome scans performed to date have highlighted several genomic regions
likely to contain autism susceptibility loci, located on human chromosomes 1q,
2q, 5q, 6q, 7q, 13q, 15q, 17q, 22q, Xp and Xq (1,6) . In particular, linkage to human
ch 2q24-q33 has pointed toward the existence of one or more susceptibility loci
692 2006

Genetic, transcriptional and biochemical studies of the mitochondrial aspartate/glutamate…
in this region (8-10) . Among nine candidate genes recently screened for association
with autism across the 2q31 region, the SLC25A12 gene encoding a mitochondrial
aspartate/glutamate transporter (ARALAR) was the only locus displaying
a significant association with two single nucleotide polymorphisms (SNPs)
located in the third and sixteenth introns, i.e. rs2056202 (I3–21A/G) and
rs2292813 (I16+70A/G), respectively (2) . This genetic association has already
been replicated in another independent sample (3) .
The mitochondrial aspartate/glutamate carrier (ARALAR) catalyzes an
important step in the aspartate/malate NADH shuttle, namely the exchange of
aspartate and glutamate across the inner mitochondrial membrane (11) .
Through this activity, ARALAR regulates the redox state and energy balance
across mitochondrial membranes inside the cells. Importantly, ARALAR carries
EF-hand Ca 2+ -binding motifs in its N terminal domain, and transport rates
are significantly enhanced by calcium concentrations in the external side of the
mitochondrial membrane (11) . Very recent preliminary data indicate that
ARALAR overexpression may result in enhanced neurite growth in vitro (12) .
This finding, in conjunction with the positive genetic association described
above, spurs interest into the potential involvement of ARALAR overexpression
and/or overactivation in autism.
Altered neurodevelopment is indeed currently recognized as the underlying
neuropathological cause of autistic disorder. The central nervous system (CNS)
of individuals with autism processes information by activating neural networks
clearly distinct from those employed by non-autistic individuals (13,14) .
The neuroanatomical substrates of this altered information processing appear
as heterogeneous as clinical manifestations and etiological underpinnings.
Post-mortem studies of autistic brains have uncovered a variety of neurodevelopmental
alterations, encompassing many aspects of CNS formation, such as
reduced programmed cell death and/or increased cell proliferation, altered cell
migration with disrupted cortical and subcortical cytoarchitectonics, abnormal
cell differentiation with reduced neuronal size, unbalanced local vs long-distance
and inhibitory vs excitatory connectivity, and altered synaptogenesis (15) .
However, excessive neurite outgrowth and reduced terminal pruning during
infancy is believed to play a critical role in the establishment of megalencephaly
(i.e., fronto-occipital head circumference > 97 th percentile), an anomaly consistently
found in approximately 20% of autistic patients (16,17) . Brain imaging studies
have shown an enlargement of total brain volume and of temporal, parietal
and occipital lobes in male patients with autism (18) , as well as early postnatal
brain overgrowth followed by abnormally slow brain growth (19) .
Our group has already demonstrated genetic contributions to cranial circumference
in autistic children by HoxA1 gene variants (20) . Thanks to the availability
of temporal cortical tissue specimens from the Autism Tissue Program
(Princeton, NJ, USA) and of a very large sample of families where cranial circumference
has been assessed in the autistic proband, our group is in a unique
position to test the hypothesis that genetic variants at the SLC25A12 gene,
yielding an hyperactive ARALAR, and/or overactivation due to increased intracellular
calcium concentrations, may cause autism in a specific subset of
patients characterized by megalencephaly.
2006 693

Sezione III: Attività per progetti
METHODS
Post-mortem Tissue Sample – The Applicant has already received temporal
neocortical specimens from seven autistic and seven matched control brains
provided by the University of Maryland Brain and Tissue Bank. These samples
have already been used for an initial set of experiments (see below). Approximately
ten additional brain specimens per sample have already been awarded
to this project by the Autism Tissue Program (see appended letter) and are
being provided to the Applicant this week, yielding a total sample of at least 15
autistic and 15 control specimens.
Although the entire neocortex of brains from autistic individuals displays
well-documented cytoarchitectonic alterations (21) , the superior temporal gyrus
(Broadman areas 41, 42, 52 and 22) was selected as it is one of the most-consistently
altered regions in autistic brains according to the Literature, both
structurally and functionally (14,22,23) . It thus represents an ideal region of choice
for the proposed set of experiments.
Clinical sample for genetic association studies – We have created and coordinate
since 1997 a network of clinical and research units, which has now collected
a sample including 272 singleton and 29 multiplex families with primary
autistic probands, corresponding to 265 complete trios (both parents and the
autistic child) and 14 incomplete trios (mother only and autistic child), as well
as 186 unaffected controls of Italian descent. Families have been recruited in
Italy and in the United States, as follows: 104 complete and 9 incomplete trios
from the Dept. of Child Neuropsychiatry, II Univ. of Naples, Italy; 37 complete
and 3 incomplete trios from the Div. of Child Neuropsychiatry, IRCCS
Ospedale Bambino-Gesù, Rome, Italy; 22 complete trios from the Clinic for
Autism and Developmental Disabilities, Univ. Campus Bio-Medico, Rome,
Italy; 45 complete trios from the Dept. of Neurology, IRCCS Oasi Maria S.S.,
Troina, Italy; 3 complete trios from the Dept. of Child Neuropsychiatry, Univ.
of Turin, Italy; 8 complete trios from the Dept. of Child Neuropsychiatry, II
Univ. of Rome, Italy; 6 complete trios from the Dept. of Child Neuropsychiatry,
Univ. of Milan, Italy; 44 complete trios from 32 simplex and 5 multiplex Caucasian-American
families recruited at the Southwest Autism Research Center,
Phoenix, Arizona; 60 complete trios from 15 simplex and 23 multiplex families
belong to the Autism Genetic Resource Exchange (AGRE) collection and were
obtained by the Applicant (A.M. Persico) through a Bio-Material Grant from
the Cure Autism Now/AGRE Foundation in 2001. We also have 186 DNAs of
normal unrelated Italian controls.
Inclusion criteria for autistic probands were previously described (20,24) .
Briefly, all patients fulfil DSM-IV diagnostic criteria for Autistic Disorder (4) .
Patients were screened for primary autism using MRI, EEG, audiometry, urinary
aminoacid and organic acid measurements, cytogenetic and fragile-X
testing. Patients with dysmorphic features, frequent seizures (>1 every 6
months) or focal neurological deficits were excluded; patients with sporadic
seizures were included. Autistic behaviors were characterized using the Childhood
Autism Rating Scales (25) and the Vineland Adaptive Behavior Scales (26) ;
694 2006

Genetic, transcriptional and biochemical studies of the mitochondrial aspartate/glutamate…
Italian probands only were assessed also using the Griffiths Mental Developmental
Scales (27) and the Autism Behavior Checklist (28) ; patients from Arizona
were also administered the Leiter International Performance Scale (29) . The
Autism Diagnostic Observation Schedule – G (30) and the Autism Diagnostic
Interview (31) , which represent the most up-to-date approach to the clinical
characterization of autistic disorder, have been translated and published in
Italian only very few months ago, so data collection using these scales is still in
early progress.
All parents gave written informed consent for themselves and for their
children. The consent form was approved by the IRB of UCBM. Blood is drawn
from all patients and family members, DNA is extracted from leukocytes and
is used for ongoing genetic studies. In reference to the biochemical and morphological
characterization of our patients, since serotonin blood levels, urinary
peptide excretion rates, and cranial circumference have been consistently
found altered in subgroups of autistic patients (22-26) , we have also collected
platelet-rich plasma and urines from the majority of our families, and now
have serotonin blood levels and urinary peptide excretion rates from well over
300 first-degree relatives and 150 autistic patients. Cranial circumference is
also available for 212 patients and 54 unaffected siblings. To our knowledge,
no other consortium has collected to this date such a large dataset of biochemical
and morphological parameters. We will continue to measure serotonin
blood levels in platelet-rich plasma (PRP) by HPLC, and urinary peptide excretion
rates on the first morning urine samples of all family members again by
HPLC, as described (9,26) . Finally, frontal-occipital head circumference is measured
using a non-stretchable measuring tape and macrocephaly defined as a
head circumference > 97 th percentile (26) .
WORK PROGRAM
We plan to proceed using genetic and biochemical approaches in parallel.
Genetic and gene expression studies – Initially, genomic DNA and total RNA
will be extracted from post-mortem tissue using standard techniques. Total RNA
quality will be verified using an Agilent Bioanalyzer. Total RNA of good quality will
be retrotranscribed, and cDNA will be sequenced using the CEQ TM sequencing protocol
(Beckman-Coulter). Potential polymorphisms or mutations detected by DNA
sequencing will be confirmed by restriction analysis. cDNA will also be used to
assess gene expression using real-time PCR (Applied Biosystems).
In second phase, we shall also seek to replicate in our sample of families
the positive linkage/association findings recently reported by two independent
groups. We shall genotype the two single nucleotide polymorphisms (SNPs)
located in the third and sixteenth introns, i.e. rs2056202 (I3–21A/G) and
rs2292813 (I16+70A/G), respectively, previously shown to be associated with
autism (2) . Genotyping will be performed according to standard PCR- and
restriction digest-based methods and by a primer extension-based, allelespecific
fluorescent detection method (i.e., the Acycloprime Primer Extension
kit.and the Victor2 multilabel counter by Perkin-Elmer). Genetic data will be
2006 695

Sezione III: Attività per progetti
analyzed using both a case-control and an intrafamilial association strategies,
as described in our previous work (20,24,32) . In the presence of positive genetic
association, we shall genotype additional SNPs and search for mutations or
chromosomal rearrangements in the SLC25A12 gene. Mutational analysis will
be performed on exons, flanking intronic sequences, 5’ and 3’ UTRs using
DHPLC and DNA sequencing.
Biochemical and gene expression studies – We shall assess asp/glu transport
rates both in gray matter extracts and in mitochondrial pellets, in order to distinguish
functional alterations induced by the cytoplasmic milieu vs changes
intrinsic to ARALAR itself, respectively. Calcium roles will be verified by addition
of EGTA to the medium; SLC25A12 mRNA levels will also be quantified by Real-
Time-PCR, and the extent of correlation between transcription and transport
rates within the same tissues will be assessed. Tissue quality for all assessments
will be verified by total RNA quality assessed using an Agilent Bioanalyser.
The biochemical part of the work program shall be carried out by our collaborator,
Prof. Luigi Palmieri, Ph.D., at the Dept. of Biochemistry of the Univ.
of Bari (Italy), while the genetic part of the work program will be performed at
the Lab. of Molecular Psychiatry & Psychiatric Genetics at IRCCS S. Lucia,
Rome (Italy) under my direct supervision. Prof. Luigi Palmieri is a very wellrenowned
biochemist in the field of mitochondrial transport, with numerous
publications directly contributing to our current knowledge of ARALAR function
(11) and of mitochondrial transporter roles in physiology and disease
(Palmieri et al. (2005) Hum Mol Genet 14: 3079-3088). The current application
is actually being presented to fund only part of the genetic studies involved in
this project, for which additional support is being sought (see additional information
above).
PRELIMINARY RESULTS
Genomic DNA sequencing for the first 3 autistic tissue specimens has been
completed, revealing several polymorphisms, not all listed in available databases
(dbSNP). Biochemical studies performed on the same three pairs have
shown interesting differences between autistic patients and controls, which are
currently being investigated.
POTENTIAL BENEFITS
Patenting benefits – The structure and eventually the functional consequences
of polymorphisms or mutations conferring autism vulnerability will
definitely deserve patenting in view of potential uses as diagnostic tools.
Medical benefits – At present, the disease is recognized exclusively on the
basis of clinical symptoms and, by definition, never before 3 years of age, often
leading to tentative, delayed or even misdiagnosed definitions of patient’s status.
Identification of polymorphisms/mutations in the SLC25A12 gene may
lead to improved and earlier diagnosis through genetic screening, allowing earlier
treatment interventions. In addition, should our studies reveal alterations
696 2006

Genetic, transcriptional and biochemical studies of the mitochondrial aspartate/glutamate…
of intracellular calcium balance, potential pharmacologic interventions could
be postulated and possibly experimented in animal models.
Economic benefits – Based on current epidemiological data (8) , one can
assume a European autistic population of at least 200,000 patients. Approximately
75% are severely disabled and need institutional care for life, often
including a person engaged full-time to supervise the patient. The total cost for
autism in Europe can thus be estimated to exceed 4.4 billion euro/year. Assuming
that early pharmacological and psychotherapeutic intervention would
allow 10% of the patients to become independent from institutional care, this
would bring a saving of 440 million euro/year.
Scientific benefits – The identification of additional polymorphisms/mutations
predisposing to or directly causing the disease will significantly contribute
to our understanding of the neurobiological bases of social behaviors
in humans and to the nature of their alteration in autistic disorder.
1. Persico A.M., Bourgeron T. (2006) Searching for ways out of the autism maze:
genetic, epigenetic, and environmental clues. Trends Neurosci, in press.
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2006 697

Sezione III: Attività per progetti
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19. Courchesne E., Karns C.M., Davis H.R., Ziccardi R., Carper R.A., Tigue Z.D.
(2001) Neurology 57: 245-254.
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Trillo S., Montecchi F., Schneider C., Melmed R., Elia M., Crawford L., Spence S.J.,
Muscarella L., Guarnieri V., D’Agruma L., Quattrone A., Zelante L., Rabinowitz D.,
Pascucci T., Puglisi-Allegra S., Reichelt K.-L., Rodier P.M., Persico A.M. (2004) Biol
Psychiatry 55: 413-419.
21. Casanova M.F., Buxhoeveden D.P., Switala A.E., Roy E. (2002) Neurology 58:
428-432.
22. Boddaert N., Chabane N., Gervais H., Good C.D., Bourgeois M., Plumet M.H.,
Barthelemy C. Mouren M.C., Artiges E., Samson Y., Brunelle F., Frackowiak R.S.,
Zilbovicius M. (2004) Neuroimage 23: 364-369.
23. Ohnishi T., Moriguchi Y., Matsuda H., Mori T., Hirakata M., Imabayashi E.,
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24. Persico A.M., D’Agruma L., Maiorano N., Totaro A., Militerni R., Bravaccio C.,
Wassink T.H. for the C.L.S.A., Schneider C., Melmed R., Trillo S., Montecchi F.,
Palermo M., Pascucci T., Puglisi-Allegra S., Reichelt K.-L., Conciatori M., Marino R.,
Quattrocchi C.C., Baldi A., Zelante L., Gasparini P., and Keller F. (2001) Mol
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32. D’Amelio M., Ricci I., Sacco R., Liu X., D’Agruma L., Muscarella L.A., Guarnieri
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Pascucci T., Puglisi-Allegra S., Reichelt K.-L., Macciardi F., Holden J.J.A., Persico
A.M. (2005) Mol Psychiatry 10: 1006-1016.
698 2006

INTERFACCE UOMO-AMBIENTE
PER LA COMUNICAZIONE E AUTONOMIA
DI SOGGETTI AFFETTI DA DISABILITÀ MOTORIA
Coordinatore scientifico di progetto
DONATELLA MATTIA
IRCCS S. Lucia
U.O. 1 – Donatella Mattia
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2005 – Ministero della Salute “ Programmi speciali ”
Art. 12 bis, d.lgs. 229/99

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Laboratorio di Imaging Neuroelettrico e Brain Computer Interface,
Neurofisiopatologia Clinica (Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma) –
Donatella Mattia
U.O. 2 – Dipartimento di Neuroscienze, Neurofisiopatologia (Università di
Roma Tor Vergata) – Maria Grazia Marciani
U.O. 3 – Centro di Bioingegneria, Laboratorio di Biofisica e Nanomedicina
(Fondazione Don Carlo Gnocchi ONLUS, IRCCS Centro S. Maria
Nascente, Milano) – Furio Gramatica
U.O. 4 – Unità di Neurofisiopatologia (Ospedale San Camillo IRCCS, Venezia) –
Francesco Piccione
MOTIVAZIONI E OBIETTIVO FINALE
L’obiettivo del progetto è quello di integrare e validare clinicamente un
dispositivo, di cui attualmente esistono solo le componenti sotto forma di
prototipi di laboratorio, che renda possibile a persone affette da disabilità
neuromotoria, esito di patologie neuromuscolari degenerative, cerebrovascolari,
o traumatiche in cui si è persa – o si sta perdendo – ogni attività muscolare
degli arti in presenza di una valida funzione cognitiva, di migliorare o
recuperare la propria autonomia e capacità di comunicare con l’ambiente circostante.
L’implementazione e la diffusione di nuovi ausili basati sulla tecnologia
dell’informazione potrebbe rendere il “ disabile ” diversamente abile. Per
questo scopo ci si rivolgerà anche verso quegli stati di malattia in cui la forza
muscolare residua, se presente, possa essere non sufficiente per l’utilizzo di
mezzi convenzionali ed in quelle condizioni in cui ostacoli pratici o considerazioni
di sicurezza possano sconsigliare lo spostamento dal letto. Questo
appare rilevante anche in considerazione del fatto che oggi la sopravvivenza
di tali pazienti è aumentata grazie agli interventi di tracheostomia, mentre la
qualità della vita risente della totale necessità di assistenza, dell’impossibilità
di fare delle scelte autonome. Colmare questo gap, di fronte ad un aumento
dei costi nel breve termine, si accompagnerebbe ad una rilevante riduzione
dei costi nel lungo termine, per riduzione del personale di assistenza e delle
ospedalizzazioni.
Il dispositivo sarà sviluppato sulla base dell’esperienza a bagaglio di ciascun
partner del progetto, basata sulle più recenti innovazioni tecnologiche
nel campo della bioingegneria dell’informazione, dell’ingegneria del software,
delle telecomunicazioni, della nanotecnologia, e della domotica. In particolare:
il sistema sviluppato nel corso del progetto proposto permetterà di rilevare
in modo non invasivo, segnali elettrofisiologici del paziente (EEG) attraverso
i quali opera una interfaccia cervello-computer (BCI) a sua volta in
grado di trasformare tali segnali in un veicolo per i comandi che il paziente
vorrà impartire al sistema; trasmetterà dal domicilio del paziente ad una stazione
di controllo situata nei laboratori del progetto informazioni biomedicali
finalizzate al monitoraggio del funzionamento del dispositivo e, ove appro-
700 2006

Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti da disabilità…
priato, dello stato di salute del paziente; permetterà il controllo di attuatori
per la comunicazione e la gestione di apparecchiature nella casa del paziente
(domotica).
Operare la transizione del BCI verso una tecnologia che consenta l’utilizzo
in campo clinico, da parte di utenti che ripongono nel sistema l’aspettativa
di migliorare la propria qualità della vita e con l’assistenza di operatori
che debbono essere selezionati tra i professionisti dell’assistenza (piuttosto
che della ricerca), impone delle modifiche alla struttura dei sistemi BCI: da un
lato deve essere semplificata e irrobustita la tecnologia con cui l’utente si
dovrà cimentare e si debbono definire delle procedure standard da applicare
per la selezione, l’addestramento e la verifica dei risultati raggiunti dai singoli
utenti. Dall’altro si impone la implementazione di una piattaforma di integrazione
tra tecnologia BCI e dispositivi elettronici (anche già esistenti) per la
comunicazione e il controllo domotico/robotico dell’ambiente domestico.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
– Analisi di fattibilità e di funzionabilità del dispositivo-ausilio.
– Analisi dell’impatto del dispositivo-ausilio sulla qualità della vita di soggetti
con disabilità motorie di grado variabile (questionari, scale di valutazione
funzionale).
OBIETTIVI INTERMEDI
• Implementazione di un prototipo base che integri i diversi elementi del
dispositivo-ausilio finale, a sua volta implementati dalle varie U.O., con particolare
riguardo al controllo del dispositivo attraverso l’interfaccia cervellocomputer
(BCI).
• Individuazione di una popolazione di soggetti con grado di disabilità
motoria variabile con cui indirizzare la modularità dell’interfaccia uomoambiente,
sulla base delle abilità motorie residue degli stessi utenti finali.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Verifica della fattibilità di funzionabilità del dispositivo-ausilio su un
gruppo di soggetti normoabili, con verifica del materiale operativo preliminare.
METODOLOGIA
Il progetto prevede quattro-cinque “ workpackage ” (WP), di cui sono
rispettivamente responsabili le unità operative partecipanti al progetto. Nel
progetto saranno inclusi pazienti-utenti (almeno 20 soggetti) portatori di deficit
motori tali da generare una disabilità neuromotoria di severità variabile,
con capacità cognitive sufficientemente conservate, dovuti a patologie neuromuscolari
degenerativo-croniche, cerebrovascolari o traumatiche. Un questionario,
atto a individuare i desiderata dei pazienti-utenti riguardo le attività
2006 701

Sezione III: Attività per progetti
della vita quotidiana per le quali il dispositivo in sviluppo dovrà permettere
un incremento della loro indipendenza, verrà elaborato come indicatore iniziale
per la individuazione delle specifiche del dispositivo che lo rendano
modulabile in relazione alle esigenze diverse degli utenti finali.
WP 1: Sviluppo ed implementazione di algoritmi di analisi e classificazione
delle tracce elettroencefalografiche (EEG), veloci ed efficaci, in grado di
fornire ai soggetti feedback immediati, utilizzabili in tempo reale, in concordanza
con le esigenze del soggetto stesso (Action 1). Addestramento del personale
paramedico alla conduzione di un training dei soggetti sperimentali volto
a ottimizzare la loro capacità di generare i necessari pattern elettrofisiologici
(Action 2).
WP 2: Applicazioni del BCI in contesti specificamente progettati per individui
affetti da grave disabilità neuromotoria, tenendo conto della facile esauribilità
e delle ridotte risorse psicofisiche di tali soggetti, e quindi dotate di un’interfaccia
di comunicazione semplice ed intuitiva (Action 1). Implementazione
della stessa, per la quale sarà particolarmente curata la modularità, così da permettere
di raggruppare in un framework unitario programmi che servano le
abilità residue estremamente diverse dei pazienti in questione (Action 2).
WP 3: Integrazione di dispositivi hardware dedicati da un lato a migliorare
la qualità dei segnali rilevati (Action 1) e dall’altro a rendere possibile l’attuazione
della volontà del paziente sul mondo esterno attraverso sistemi per
la comunicazione, l’accesso al computer ed il controllo ambientale operato
attraverso dispositivi di domotica già esistenti (Action 2).
WP 4-5: Definizione di metodologie per la validazione del dispositivo,
basate su quanto realizzato nel WP 1. Tale percorso parte dalla individuazione
delle attività di interazione con l’ambiente che il paziente vuole poter
recuperare (Action 1), prosegue con una fase di addestramento del paziente
all’utilizzo della nuova tecnologia (Action 2) e si chiude con la verifica quantitativa
del grado di indipendenza che il paziente è riuscito a recuperare
(Action 3).
Lo studio verrà articolato attraverso la stretta collaborazione tra U.O., con
un ordine temporale definito nella “ Articolazione del Programma ”.
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
I risultati-prodotti del progetto saranno veicolati-trasferiti attraverso una
serie di pubblicazioni scientifiche su riviste indicizzate (peer-reviewed journals).
Insieme alla produttività scientifica verranno realizzati alcuni prodotti
di interesse clinico applicativo che verranno resi fruibili alla comunità clinica
attraverso il rilascio di documentazione sotto forma di manuale operativo per
le parti di competenza tecnica (specifiche del prototipo) e a tipo report informatizzato
per la parte di competenza medico-clinica (metodi di valutazione
applicativa clinica del prototipo in ambiente clinico; scambio informazioni tra
le diverse competenze delle singole U.O.). In particolare, i prodotti delle attività
menzionate sopra saranno costituiti da:
702 2006

Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti da disabilità…
– Report sulla sperimentazione mirata al miglioramento delle tecniche di
“ signal processing ” e al loro adattamento alle caratteristiche del gruppo di
utenti specifico di questo soggetto (mese 12).
– Documentazione preliminare sulla strategia di training, sia per la parte
di competenza dei terapisti, che per quella rivolta agli utenti (mese 12).
– Disponibilità di uno o più prototipi funzionanti di BCI orientati all’utilizzo
clinico o domestico (mese 18).
– Valutazione quantitativa sul miglioramento di indipendenza in specifiche
attività della vita quotidiana e del generico miglioramento della qualità
della vita dei pazienti che hanno la disponibilità del sistema di ausilio sviluppato
(mese 24).
– I prodotti globali dell’esperienza progettuale costituiranno la base
materiale per un corso ECM (mese 24).
BASE DI PARTENZA SCIENTIFICA
Nel caso dei trattamenti riabilitativi l’obiettivo principale è la riduzione
della disabilità, dovuta ad una qualsiasi condizione patologica, ovvero il raggiungimento
della massima autonomia possibile. Recentemente, l’ideazione e
la sperimentazione di dispostivi elettronici in grado di migliorare le capacità
di comunicazione e di gestione dell’ambiente domestico aprono nuove speranze
a pazienti affetti da gravi disturbi del movimento, ma che possiedano
invece buone capacità cognitive. Questo appare particolarmente rilevante in
quegli stati di malattia in cui la forza muscolare residua, se presente, possa
essere non sufficiente per l’utilizzo di mezzi convenzionali ed in quelle condizioni
in cui ostacoli pratici o considerazioni di sicurezza possano sconsigliare
lo spostamento dal letto. La rilevanza è inoltre intuibile se si considera il fatto
che oggi la sopravvivenza di tali pazienti è aumentata grazie agli interventi di
tracheostomia, mentre la qualità della vita risente della totale necessità di
assistenza, dell’impossibilità di fare delle scelte autonome.
Nelle neuroscienze si sta affermando lo studio sulla comunicazione con
un computer tramite la modifica volontaria di segnali elettrofisiologici. La
ricerca è volta allo sviluppo di un’interfaccia cervello-computer (BCI, Brain
Computer Interface). Un dispositivo BCI è un sistema di comunicazione che
non dipende dai normali output periferici cerebrali (Wolpaw et al., 2002). Per
l’elevata risoluzione temporale, l’elettroencefalogramma (EEG) è la tecnica
più impiegata per realizzare dispositivi BCI in grado di interpretare semplici
comandi mentali. I BCI si classificano in base al tipo di attività EEG: generata
internamente dal soggetto (endogena) o esternamente e a cui l’EEG del soggetto
“ reagisce ” (esogena o evocata).
I BCI basati su attività endogena EEG consentono all’utente, dopo un
periodo di addestramento, la generazione spontanea di stati mentali usati
per il colloquio con il dispositivo. Il gruppo di Wolpaw (Wadsworth Center,
Albany, NY) è il più attivo in questo campo negli USA. Il loro BCI impiega le
variazioni del ritmo EEG sensorimotorio. Il gruppo europeo di Pfurtscheller
2006 703

Sezione III: Attività per progetti
(Università di Graz) usa un elevato numero di elettrodi disposti lungo le
aree motorie primarie. L’attività immaginativa di distretti (braccia, gambe),
riconosciuta nell’80% dei casi, comanda un cursore sullo schermo oppure
un’ortesi per la chiusura/apertura di una mano in un soggetto tetraplegico
(Pfurtscheller et al., 2003; Pfurtscheller et al., 2005). Un diverso approccio è
stato seguito dal gruppo di Birbaumer (Università di Tübingen). Impiegando
un BCI sulle variazioni lente (10 s) del potenziale sullo scalpo è possibile
aprire un canale di comunicazione con pazienti ALS. Il BCI addestra i
pazienti alla selezione alfabetica da uno schermo di computer; pazienti
completamente paralizzati sono riusciti a scrivere una lettera intera (Birbaumer
et al., 1999). La classe di dispositivi BCI esogeni funziona invece
sulla modulazione dell’EEG generata da stimoli forniti al soggetto dall’apparato
stesso. Non è necessario un addestramento dell’utente, ma la difficoltà
di trasportare l’ambiente di stimolazione al di fuori del laboratorio rappresenta
uno svantaggio importante. Stimolando l’apparato visivo del soggetto
con una frequenza prefissata, vengono registrati segnali EEG occipitali alla
stessa frequenza di stimolazione. Quando il soggetto dirige lo sguardo verso
una delle differenti sorgenti luminose concorrenti, il dispositivo ne riconosce
il tipo (Cheng et al., 2002; Sutter, 1992). Un altro esempio è quello del
gruppo di Donchin (U. Illinois) che nel 1988 ha realizzato un dispositivo per
la scrittura su tastiera virtuale mediante variazioni indotte dell’EEG. È noto
che eventi rari (o rilevanti per il soggetto) in un compito sperimentale generano
l’insorgenza di un’onda EEG caratteristica sullo scalpo, detta P300. Il
sistema di Donchin presentava una matrice di lettere al soggetto, illuminandole
in modo random. Quando la lettera desiderata è illuminata, l’onda
P300 generata dal soggetto viene rilevata dal dispositivo (Donchin et al.,
2000; Sellers and E. Donchin, 2006; Vaughan et al., 2006).
Le esperienze internazionali di ricerca evidenziano come le applicazioni
dei BCI siano per ora limitate all’interazione dell’utente con lo schermo di un
computer (per selezionare lettere dallo schermo). Al di là di tale uso
di estremo interesse, è plausibile estendere la comunicazione fra soggetto
disabile e ambiente esterno ad interazioni con mobilità. In particolare, il riconoscimento
di stati mentali potrà guidare dispositivi (una sedia a rotelle
motorizzata) o far interagire naturalmente con dispositivi comuni del mondo
esterno (telefoni, interruttori della luce, ecc). Questa estensione delle capacità
dei BCI verso l’interazione con oggetti del mondo reale è stata esplorata solo
recentemente (Cincotti et al., 2007) e rappresenta lo scopo ultimo del progetto
in oggetto.
La Fondazione Santa Lucia è attivamente coinvolta nella ricerca sul BCI
dal 1998. In questo periodo ha partecipato ad un progetto multicentrico
europeo e ad un progetto nazionale, ed è attualmente coinvolta in un progetto
multicentrico europeo, ottenendo risultati di rilievo nel campo
(www.maia-project.org; www.aspice.it). Il dispositivo BCI realizzato ha reso
possibile l’interazione di soggetti sperimentali umani ed un computer
mediante il controllo dei soggetti stessi della generazione di alcuni pattern
EEG caratteristici sullo scalpo. Il cuore di questo sistema BCI è un classificatore
di pattern EEG basato su una tecnologia di reti neurali proposta nel-
704 2006

Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti da disabilità…
l’ambito di questo progetto. Tale classificatore riesce a riconoscere i pattern
EEG associati a pensieri stereotipati nella mente del soggetto sperimentale.
Una volta che il compito mentale del soggetto è stato fissato, ad esempio
l’immaginazione del movimento della mano destra, il riconoscimento delle
onde EEG caratteristiche di questo compito può dar luogo ad un evento
comandato dal computer, quale ad esempio l’accensione di una lampadina,
oppure la selezione di una lettera su di una tastiera su schermo. La rete
neurale all’interno del sistema BCI implementato impara rapidamente l’associazione
fra pattern EEG registrati e compiti sperimentali contemporaneamente
eseguiti dal soggetto stesso. Questo aumento di precisione nel
riconoscimento significa che il dispositivo BCI potrà eseguire in maniera
più precisa le indicazioni (mentali) del soggetto stesso. La personalizzazione
del BCI, l’adattarlo cioè ai bisogni differenti dei vari pazienti e dei vari soggetti
sperimentali di controllo è il concetto innovativo alla base del sistema
implementato. Questa personalizzazione consente anche di abbreviare notevolmente
i tempi di addestramento.
Gli aspetti chiave di un sistema BCI sono: affidabilità, il sistema deve raramente
fare classificazioni di stati mentali che non siano corrette (devono in
generale essere sotto il 5%) mentre devono raggiungere almeno il 70% per
quanto riguarda la percentuale corretta di classificazione. Rapidità della
risposta, il sistema prova a riconoscere gli stati mentali ogni mezzo secondo;
addestramento rapido, in generale grazie all’approccio mediante classificatori
non lineari si riesce ad eseguire un riconoscimento di pattern mentali ogni
mezzo secondo; semplicità e naturalezza dell’interazione, il soggetto nel sistema
BCI considerato compie spontaneamente la selezione dello stato mentale che
più gli necessita senza il bisogno di eseguire una scelta a tempi prefissati. In
questo, rispetto l’approccio seguito è unico in letteratura, laddove tutti gli altri
sistemi BCI possono analizzare i dati EEG solo in particolari e prefissate
finestre temporali definite dal computer. Come già detto la naturalezza dell’approccio
si riflette sulla velocità di apprendimento mostrata dai soggetti
sperimentali nell’utilizzo del nostro sistema.
Operare la transizione del BCI verso una tecnologia che consenta l’utilizzo
in campo clinico, da parte di utenti che ripongono nel sistema l’aspettativa
di migliorare la propria qualità della vita e con l’assistenza di operatori
che debbono essere selezionati tra i professionisti dell’assistenza (piuttosto
che della ricerca), impone delle modifiche alla struttura dei sistemi BCI: da un
lato deve essere semplificata e irrobustita la tecnologia con cui l’utente si
dovrà cimentare e si debbono definire delle procedure standard da applicare
per la selezione, l’addestramento e la verifica dei risultati raggiunti dai singoli
utenti. Dall’altro si impone la implementazione di una piattaforma di integrazione
tra tecnologia BCI e dispositivi elettronici (anche già esistenti) per la
comunicazione e controllo domotico/robotico dell’ambiente domestico. La
integrazione di tali tecnologie riveste particolare importanza, specie per l’utilizzo
in pazienti con gravi disabilità motorie in esito sia di patologie cerebrovascolari,
sia di patologie neuromuscolari degenerative, in cui si è persa, o si
sta perdendo, ogni attività muscolare degli arti, in presenza di una valida funzione
cognitiva.
2006 705

Sezione III: Attività per progetti
– Birbaumer N., Ghanayim N., Hinterberger T., Iversen I., Kotchoubey B., Kubler A.,
Perelmouter J., Taub E., Flor H. (1999) Nature 398: 297-298.
– Cheng M., Gao X., Gao S., Xu D. (2002) IEEE Trans Biomed Eng 49: 1181-1186.
– Cincotti F., Mattia D., Aloise F., Bufalari S., Schalk G., Oriolo G., Cherubini A.,
Marciani M.G., Babiloni F. (2007) Brain Res Bull, in press.
– Donchin E., Spencer K.M., Wijesinghe R. (2000) IEEE Trans Rehabil Eng 8: 174-179.
– Pfurtscheller G., Muller G.R., Pfurtscheller J., Gerner H.J., Rupp R. (2003) Neurosci
Lett 351(1): 33-36.
– Pfurtscheller J., Rupp R., Muller G.R., Fabsits E., Korisek G., Gerner H.J., Pfurtscheller
G. (2005) Unfallchirurg S: 587-590.
– Sellers EW, Donchin E (2006) Clin Neurophysiol 117: 538-548.
– Sutter E.E. (1992) Journal of Microcomputer Applications 15: 31-45.
– Vaughan T.M., McFarland D.J., Schalk G., Sarnacki W.A., Krusienski D.J., Sellers E.W.,
Wolpaw J.R. (2006) IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 229-233.
– Wolpaw J.R., Birbaumer N., McFarland D.J., Pfurtscheller G., Vaughan T.M.
(2002) Clin Neurophysiol 113: 767-791.
ARTICOLAZIONE
Lo svolgimento del progetto osserverà la seguente cronologia, in accordo
ai WP 4-5 illustrati nella sessione “ Metodologia ”.
1. Inclusione nel gruppo sperimentale di almeno 20 pazienti-utenti ai
quali verrà somministrato un questionario atto a individuare i loro desiderata
riguardo le attività della vita quotidiana per le quali il dispositivo in sviluppo
dovrà permettere un incremento della loro indipendenza (questionari e scale
di valutazione funzionale) (WP 5, Action 1).
2. In parallelo:
(a) Sviluppo di algoritmi di estrazione e classificazione di caratteristiche
rilevanti del segnale EEG (e.g. ritmo mu, P300; WP 2, Action 1).
(b) Sviluppo metodologie di ottimizzazione dell’ergonomia dell’interfaccia
(WP 3, Action 1).
3. Integrazione di un primo prototipo (fine del primo anno di progetto), sul
quale verrà valutato l’accordo con le specifiche definite ad inizio progetto, tramite
uno studio di fattibilità funzionale su un gruppo di soggetti normo-abili.
4. Inizio della fase di addestramento del personale paramedico (WP 2,
Action 2) e, di seguito, dei pazienti-utenti stessi all’utilizzo del dispositivo con
una simulazione dell’ambiente reale (WP 5, Action 2).
5. In parallelo:
(a) Integrazione modulare dei programmi che compongono la versione
finale dell’interfaccia (WP 3, Action 2).
(b) Sviluppo dei dispositivi domotici (WP 4, Action 2).
6. Sperimentazione clinica e valutazione dell’outcome clinico del progetto
(WP 5, Action 3; WP 1, Action 2).
706 2006

Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti da disabilità…
OUTPUT
1. Manuale tecnico-operativo preliminare per l’utilizzo del sistema BCI
sviluppato, per gli aspetti di competenza delle singole U.O.: report sulla sperimentazione
mirata al miglioramento delle tecniche di “ signal processing ” e al
loro adattamento alle caratteristiche del gruppo di utenti specifico di questo
progetto (mese 12).
2. Produzione della documentazione preliminare sulla strategia di training
all’utilizzo del prototipo, sia per la parte di competenza del personale clinico
sia dei pazienti-utenti stessi (inclusi progressivamente nello studio)
(mese 12) e del manuale tecnico operativo definitivo (mese 18).
3. Disponibilità di uno o più prototipi funzionanti di BCI orientati all’utilizzo
clinico o domestico (mese 18).
4. Documentazione sulla valutazione quantitativa sul miglioramento di
indipendenza in specifiche attività della vita quotidiana dei pazienti-utenti
che hanno la disponibilità del sistema di ausilio sviluppato: materiale per
corso ECM (mese 24).
Si allega il programma dettagliato della Unità Operativa 1 che fa
capo alla Fondazione Santa Lucia IRCCS.
2006 707

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 1 – Laboratorio di Imaging neuroelettrico
e Brain Computer Interface
Donatella Mattia
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
L’obiettivo globale del progetto è quello di integrare e validare clinicamente
un dispositivo, di cui attualmente esistono solo le componenti sotto
forma di prototipi di laboratorio, che permetterà a persone affette da disabilità
neuromotoria di migliorare o recuperare la propria autonomia e capacità
di comunicare con l’ambiente circostante. La implementazione di tale dispositivo
vede come contributo di questa U.O.:
• Sviluppare ed implementare algoritmi per l’analisi e classificazione dei
segnali elettrofisiologici del paziente (EEG) alla base della interfaccia cervello-computer
(BCI) che trasformi online tali segnali in un veicolo per i
comandi che il paziente vorrà impartire al sistema; a questo si unisce l’addestramento
del personale paramedico alla conduzione di un training dei soggetti
sperimentali volto a ottimizzare la loro capacità di generare i necessari
patterns elettrofisiologici.
• Implementazione di interfacce semplici ed intuitive, per la quale sarà
particolarmente curata la modularità, così da permettere di raggruppare in un
framework unitario programmi che servano le abilità residue estremamente
diverse dei pazienti in questione.
• Definizione di metodologie per la validazione del dispositivo che si basa
sulla individuazione delle attività di interazione con l’ambiente che il paziente
vuole poter recuperare e prosegue con la verifica quantitativa del grado di
indipendenza che il paziente è riuscito a recuperare.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
– Serie di esperimenti pilota in cui il paziente adopererà il sistema finché
non sarà allenato alle modifiche introdotte e le prestazioni rese nuovamente
stabili.
– Le prestazioni stabili saranno la base nella valutazione di funzionalità e
gradimento del sistema ausilio completo.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
• Generazione di algoritmi per l’estrazione delle caratteristiche e la classificazione
di pattern EEG per la configurazione della interfaccia BCI.
• Disponibilità di un sistema BCI che permetterà di testare ogni miglioramento
fatto sugli algoritmi valutati su dati ottenuti da volontari sani (studio
di fattibilità del sistema).
• Il risultato sarà un sistema BCI utilizzabile da pazienti.
708 2006

Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti da disabilità…
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Questa fase durerà dai 4 ai 6 mesi e produrrà una nuova conoscenza sul
processamento del segnale BCI, produrrà raffinati software di implementazione
degli algoritmi, datasets di registrazioni durante tutta la fase e statistiche
che attesteranno gli avanzamenti.
METODOLOGIA
Fase 1 – In una fase di pianificazione, i vincoli da applicare quando il BCI
viene usato da un paziente-utente sono definiti a priori in collaborazione con
U.O. 2. Questi includeranno: facilità d’uso, stabilità dei trasduttori fisici, facilità
di mantenimento, comfort, costo, etc. I vincoli influenzeranno, ad esempio,
la qualità dei dati disponibili (numero di canali EEG, tipo di artefatti,
etc.) e la quantità di dati che potranno essere registrati per creare un training
set per i classificatori in modo da non arrecare stress al paziente. Noti questi
fattori, si potranno stabilire le specifiche delle periferiche hardware e dei
moduli software (equipaggiamento di registrazione, periferica di elaborazione
del segnale, periferica di feedback, algoritmi di estrazione delle features, algoritmi
di classificazione, feedback, etc.). Questa fase dovrebbe durare all’incirca
un mese, alla fine del quale saranno definiti, in base alla fusione delle
rispettive esigenze, i materiali ed i metodi sperimentali.
Fase 2 – Noti i vincoli introdotti nella fase 1 e noto il sistema sperimentale
sistemato nella seconda fase, verranno ottimizzati gli algoritmi per l’estrazione
delle features e la classificazione per la configurazione data. La disponibilità
di un sistema BCI al FSL permetterà di testare ogni miglioramento fatto
sugli algoritmi testati su volontari sani. Il risultato sarà un sistema BCI utilizzabile
da pazienti. Questa fase durerà dai 4 ai 6 mesi e produrrà una nuova
conoscenza sul processamento del segnale BCI, produrrà raffinati software di
implementazione degli algoritmi, datasets di registrazioni durante tutta la
fase e statistiche che attesteranno gli avanzamenti.
2.1. Ottimizzazione del circuito di biofeedback. L’apprendimento dell’ autocontrollo
del segnale EEG risiede nella qualità del biofeedback, o in
altri termini, nelle informazioni fornite immediatamente all’utente
circa il suo stato. Una caratteristica di qualità del biofeedback può
essere, ad esempio, la velocità di risposta del sistema alle variazioni
di stato dell’utente.
2.2. Applicazione delle tecniche di alta risoluzione per ottenere segnali il
più vicino possibile alle sorgenti corticali). La biofisica spiega i processi
di conduzione delle correnti corticali dalla loro genesi al
livello neuronale alla superficie ovvero lo scalpo, dove i sensori
EEG vengono posizionati. L’applicazione di tecniche matematiche
appropriate permette di ottenere dalla superficie (scalpo) informazioni
circa il pattern spazio-temporale di attivazione corticale. Queste
tecniche vanno dal filtraggio spaziale passa-alto (Laplaciano
Superficiale) alla definizione delle sorgenti discrete (o distribuite)
2006 709

Sezione III: Attività per progetti
di correnti corticali (localizzazione dell’Equivalent Current Dipole
o Source Imaging).
2.3. Applicazione di tecniche di processamento del segnale per l’estrazione
delle variabili migliori. Con lo sviluppo della acquisizione digitale del
segnale EEG, un certo numero di tecniche di processamento del
segnale sono state sviluppate per la caratterizzazione di questo
segnale nello studio della fisiologia e patologia di alcune funzioni
cerebrali. Queste tecniche vanno dalle stime spettrali parametriche e
non-parametriche, da template matching, separazione di componenti
(PCA, ICA), decomposizione delle forme d’onda, stime delle
fractal dimensionality, etc. Molte di queste tecniche possono essere
applicate in tempo reale durante l’acquisizione del segnale, a patto di
una ottimizzazione e implementazione del sistema in questo senso.
La aspettativa è che almeno una parte di queste tecniche permetta di
ottenere informazioni circa alcune variabili delle EEG e che un processo
di estrazione delle variabili appropriato contribuisca all’apprendimento
dell’utente.
2.4. Uso di un classificatore che meglio sia in grado di separare le features.
Alcune applicazioni BCI utilizzano su un classificatore di features
che si basa su una semplice discriminazione a soglia. Questa scelta
conservativa trova il suo massimo vantaggio nella minima necessità
di adattamento del classificatore all’individuo che lo usa o ai cambiamenti
del suo stato psicofisico. Classificatori lineari o non lineari più
efficaci sono stati sviluppati a questo fine; ciò che è però necessario
in questo caso è che il classificatore auto-adatti i propri parametri
allo stato corrente dell’utente, cosicché possa essere minimizzata o
esclusa la necessità di intervento da parte di un operatore/assistente
sanitario.
Fase 3 – Fase di implementazione pilota. Il sistema verrà installato in un
ambiente clinico (locali di Terapia Occupazionale della FSL) adattato a casa
(cucina, camera da letto, etc.). Questo richiederà che sia implementato un
sistema modulare ad accesso ampliato per il controllo dell’ambiente domestico
(domotica) e sviluppo di dispositivi domotici stessi. Questa fase durerà
fino alla fine del primo anno di progetto, quando inizierà una intensa collaborazione
con U.O. 3, che si occuperà della integrazione modulare dei programmi
che compongono la versione finale dell’interfaccia.
Fase 4 – Esperimenti pilota. Il paziente adopererà il sistema finché non
sarà allenato alle modifiche introdotte e le prestazioni rese nuovamente stabili.
Ciò permetterà un paragone diretto con le prestazioni ottenute grazie
ad un lungo uso del precedente sistema BCI. Questa fase durerà dai 2 ai 4
mesi del secondo anno di progetto, e permetterà di riscontrare l’eventuale
necessità di nuove strategie d’allenamento per l’utilizzo del sistema e di possibili
problemi non inclusi nella fase di pianificazione. Le scoperte ottenute
nella sperimentazione pilota verranno usate come milestone per la valutazione
del progetto.
710 2006

K4CARE (KNOWLEDGE-BASED HOMECARE
ESERVICES FOR AN AGEING EUROPE)
Coordinatore scientifico di progetto
DAVID RIAÑO
Universitat Rovira i Virgili
U.O. 8 – Roberta Annichiarico
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2004 – Unione Europea “ Sixth Framework Programme
Priority 2 – Information Society Tecnologies ”

Sezione III: Attività per progetti
PARTICIPANT LIST
U.O. 1 – Universitat Rovira i Virgili (URV) – David Riaño
U.O. 2 – Centro Assistenza Domiciliare Azienda Sanitaria Locale RM B
(CAD) – Dario Amici
U.O. 3 – Czech Technical University in Prague (CTU) – Lenka Lhotska
U.O. 4 – University of Perugia (UNIPG) – Patrizia Mecocci
U.O. 5 – Telecom Italia SpA (TI) – Giovanni Dona
U.O. 6 – European Research and Project Office GmbH (EURICE) –
Andrei Girenko
U.O. 7 – Ana Aslan International Academy of Aging (ANA) – Luiza Spiru
U.O. 8 – Fondazione Santa Lucia (FSL), Neurologia Clinica e del Comportamento
– Roberta Annicchiarico
U.O. 9 – Computer and Automation Research Institute of the Hungarian
Academy of Sciences (MTA SZTAKI) – Laszlo Varga
U.O. 10 – The Research Institute for the Care of the Elderly (RICE) –
Roy W. Jones
U.O. 11 – Amministrazione Comunale di Pollenza (COMPOL) –
Pia Francesca Tomassini
U.O. 12 – General University Hospital in Prague (GUH), Third Internal Department
– Zdenek Kalvach
U.O. 13 – Szent Janos Hospital (SJH) – Balint Eross
ABSTRACT
The K4CARE project is an European Community (EC) project about the
development, integration and use of several Information and Communication
Technologies (ICT) and intelligent Computer Science (CS) technologies in the
framework of Home Care (HC).
The main objective of the K4CARE project is to improve the capabilities of
the new EU society to manage and respond to the needs of the increasing number
of senior population requiring a personalized HC assistance. K4CARE will
develop:
• a model for HC service which can be shared by the EU countries;
• an Electronic Home Care Record;
• a telematic and knowledge-based CS platform;
• a multi-agent system;
• Actor Profile Ontologies for representing the profiles of the subjects
involved in the K4CARE model;
• Case Profile Ontologies for representing symptoms, diseases, syndromes;
• Formal Intervention Plans.
712 2006

K4CARE (Knowledge-based homecare eservices for an ageing Europe)
The K4CARE project is developed by thirteen EU partners: eight centres
with geriatric, medical and healthcare competencies and five ICT and CS
centres.
INTRODUCTION
The K4CARE project (1) is an European Community project about the
development, integration and use of several Information and Communication
Technologies and intelligent Computer Science technologies in the framework
of Home Care. Since no medical act can be appropriately performed without
reliable information, appropriate sharing of patient’s information and patient
monitoring are basic pre-requisites in delivering effective continuous care in
home care environments. K4CARE proposes a “ patient focused ” approach,
designed to be translated to a pan-European level, with respect to the principles
proposed by WHO to face the chronic diseases epidemic (2) .
The use of KDD techniques connected to DSS based on existing guide lines
(GL) and interacting with large databases of real patients (sources of evidence
and knowledge), will develop a system of producing Evidence Based Practice
(EBP) and Formal Intervention Plans (FIPs).
BACKGROUND
The elderly population needing full time care is considered as equivalent
to the percentage of severely disabled elderly, which on turn is estimated to
be 5% for the 65-69 year-old age group, 10% for the 70-79 age group, and
30% for the 80 and over age group (3) . This population can sum up to ten million
people in the EU 25 area (4) . Age-related illnesses – and related dependency
– require long-term care. As a result, there is an increase in the pressure
on the public sector for long-term care. Hospitalisation – when not related to
acute medical conditions, but to the need for rehabilitation or for social support
– is both inappropriate and costly. The need of continuous care is not a
matter for the “ conventional ” health system, but for the medical-social sector
and specific measures will have to be taken. The factors related to how
provision is organised are crucially important. In all probability, the only
viable path is to assign the role of “ small institutions of continuous care” to
people’s own homes, given the possibility to assure them the adequate structures
and services.
HC has been considered as a fundamental component of a network of long
term care facilities (paralleled by rehabilitation units, nursing facilities). HC is
conceived as the integration of medical, social and familiar resources
addressed to the same goal of allowing the care of the patient in his own environment.
Preventive home visitation programs appear to be effective (5) , reduce
mortality and admission to long term institutional care (6) , have a significant
impact on hospitalization and are cost-effective (7) . Normative GL can provide
the mechanism to link patient outcomes to the care provided and improve
quality without increasing costs (8) . However, few GL have been developed for
the homecare setting. Existing GL should be modified to be applicable in
2006 713

Sezione III: Attività per progetti
homecare (9) . Special issues in generating and modifying GL in home care
patients are represented by co-morbidity and reliability of GL related to elderly
patients (10) . Several principles of high-quality chronic care have been outlined
in the context of a chronic care model (11,12) . This model endorses reliance on
multidisciplinary teams of health care professionals and individually tailored
evidence-based treatment plans to guide clinical decision making and the frequency
of patients’ planned visits. Case management is a popular approach to
meeting the special needs of medically complex individuals with chronic disease.
Case management typically identifies high-risk individuals, regardless of
specific conditions, and takes a more comprehensive and customized
approach to coordinating all of their health care needs.
The typical HC Patient (HCP) is an elderly patient, with co-morbid conditions
and diseases, cognitive and/or physical impairment, functional loss
from multiple disabilities, impaired self-dependency. To this patient, it is not
useful to apply a “ vertical ” approach, as to say, it is not effective to organize
HC as a series of services focused on single diseases, but HC has to be carried
out as a network of coordinated interventions: from a vertical diseaserelated
to a holistic function-related care. Although novel models of chronic
care have achieved varying levels of success, thus far most of these new
approaches have focused on a single disease, a single site, a single transition,
or single provider. Rarely more than two of these innovations have been integrated
into comprehensive, coordinated systems of care. Moreover, these
models commonly operate independently rather than in conjunction with
primary care (13) . According to Mary E. Tinetti “ The need to ascertain and
incorporate individual priorities, to address multiple contributing factors
simultaneously, and to prescribe and monitor multifaceted interventions will
make clinical decision making more iterative, interactive, individualized, and
complex. Creative use of information technologies should facilitate the
organization, presentation, and integration of this information to arrive
at individualized yet systematic clinical decision making predicated on individual
patient priorities ” (14) . A major role can be played by information in
evidence-based practice (EBP): ICT can contribute to establish a broader
perspective for EBP. The use of Knowledge Discovery in Data (KDD) techniques
connected to Decision Support Systems (DSS) based on existing GL
and interacting with large databases of real patients (sources of evidence and
knowledge) will develop a system of producing EBP and FIPs that go beyond
the well-established paradigm of research, clinical trials, and systematic literature
review (15) – highly time and resource consuming – to generate a
knowledge-base that could be a reference in the field of HC.
PROJECT OBJECTIVES
The main objective of the K4CARE project is to improve the capabilities of
the new EU society to manage and respond to the needs of the increasing number
of senior population requiring a personalized HC assistance. The project
will capture and integrate the information, skills, expertises, and experiences
of specialised centres and professionals of several old and new EU countries,
714 2006

K4CARE (Knowledge-based homecare eservices for an ageing Europe)
and will incorporate them in an intelligent web platform in order to provide
e-services to health professionals, patients, and citizens in general.
To achieve this goal, the members of the project will provide the scientific
and technical knowledge, develop the intelligent technologies to manage that
knowledge, supply the ICT infrastructure for anticipating and hastening the
medical assistance, implement a web-based platform to approach these technologies
to healthcare professionals, patients, and citizens, and assess the platform
services in a scenario of combined old and new EU healthcare institutions.
In particular, K4CARE will develop:
• A model for HC service which can be shared by the EU countries. The
model will indicate: the actors involved in the care of the patient (physicians,
nurses, social workers, rehabilitative professionals, patient relatives, patients,
and citizens in general); their professional liabilities; the services provided;
procedures for the service performance and delivering; means, instruments,
and modalities of multidimensional evaluation; method for organizing services
accessory to the basic HC.
• An electronic health record (Electronic Home Care Record: EHCR),
specifically designed and realized to be used in HC settings. This EHCR will
integrate different data types (e.g. text, numerical values, multimedia parts)
and documents coming from different sources (e.g. hospital services, laboratories,
consultations, specialists, relatives and patients at home).
• A telematic and knowledge-based CS platform that implements the
above model. It will assist all the human actors involved in the care of HCPs.
The platform will be tested on west (Italy, UK) and east (Czech Rep., Romania,
Hungary) EU societies through pilot tests in order to highlight their differences
and also to pursue a convergence to a homogeneous way-of-doing, contributing
to a unique European HC ICT approach. A multi-agent system will allow
users to access the EHCR (through a personalized access), edit, adapt, and
merge ontologies, and introduce and induce FIPs and will provide e-services to
care-givers, patients and citizens (e.g. scheduling of prolonged clinical treatments,
intelligent decision support, intelligent distribution of data among
users). Those services will be delivered through the Internet and the mobile
telephony in a safe, everywhere, anytime way.
• Actor Profile Ontologies (APO) for representing the profiles of the subjects
involved in the K4CARE model: healthcare professionals, patients and relatives,
citizens, and social organisms. APOs contain the skills, concerns, aspirations,
etc. of the people that they represent, together with the healthcare
services that those people offer to or receive from the K4CARE model.
• Case Profile Ontologies (CPO) for representing symptoms, diseases, syndromes,
case mix. Developed technologies for merging prototypic CPOs will be
used to have CPOs adjusted to the individual condition of the patient.
• Formal Intervention Plans for a number of diseases and syndromes.
These FIPs will be generated from the information deriving from the available
evidence-based guidelines. These FIPs will guide the services the system offers
to the professional users. In other words, FIPs are the explicit expressions of
2006 715

Sezione III: Attività per progetti
how HC must be provided. FIPs will be inductively learned from the EHCR
with the use of new machine learning techniques. These techniques must be
developed and tested in the domain of HCPs. They are learned from the procedures
regarding past patients stored in the system.
The K4CARE project is developed by thirteen EU partners, eight centres
with geriatric, medical and healthcare competencies:
– Centro Assistenza Domiciliare Azienda Sanitaria Locale RM B, Italy –
medical management;
– Geriatric Department of University of Perugia, Italy;
– Ana Aslan International Academy of Aging, Romania;
– IRCCS Fondazione Santa Lucia in Roma, Italy;
– The Research Institute for the Care of the Elderly, UK;
– General University Hospital in Prague, Czech Republic;
– Szent Janos Hospital, Hungary;
– Amministrazione Comunale di Pollenza, Italy;
and five ICT and CS centres:
– Universitat Rovira i Virgili, Spain – coordinator;
– Czech Technical University in Prague, Czech Republic – technical
management;
– Telecom Italia S.p.A., Italy;
– European Research and Project Office GmbH, Germany;
– Computer and Automation Research Institute of the Hungarian Academy
of Sciences, MTA SZTAKI – Hungary.
WORK PACKAGE OBJECTIVES
WP 1 – Define the K4C model
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, TI, ANA, FSL, RICE, COMPOL, GUH, SJH)
• Define the actors involved in a ICT sanitary model for assisting HCPs in
an enlarging Europe, integrating the skills, expertise, and experiences of old
and new EU countries.
• Identify the functionality of such model, the intelligent services,
and the new technologies required to approach such model to the reality of the
health professionals, the patients, the care givers, and the citizens in general.
WP 2 – Develop the electronic health record
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, TI, ANA, FSL, MTA SZTAKI, RICE, COMPOL, GUH, SJH)
• Develop the information system structures to support the data level of
the K4C platform.
• Fill in the above structures with real data that will act as a test set for the
developed technologies.
716 2006

K4CARE (Knowledge-based homecare eservices for an ageing Europe)
WP 3 – Develop the K4C domain ontologies
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, ANA, FSL, MTA SZTAKI, RICE, COMPOL, GUH, SJH)
• Propose a set of ontologies representing an abstraction of the profiles of
the actors involved in the process.
• Supply a set of ontologies representing common pathologies of the sort
of patients considered in the project.
WP 4 – Develop K4C formal intervention plans
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, ANA, FSL, RICE, GUH, SJH)
• Develop a family of Formal Intervention Plans (FIP) representing
procedural knowledge about the treatments of the diseases identified in WP 3.
WP 5 – Implement tools for knowledge tailoring
(URV, CAD, CVUT, MTA SZTAKI, RICE)
• Develop computer tools for instantiating Actor Profile Ontologies (APO).
• Develop computer-based tools for merging Case Profile Ontologies
(CPO) in co-morbid patient models.
• Develop computer management tools for personalizing FIPs.
WP 6 – Develop the K4C platform
(URV, CVUT, TI, MTA SZTAKI, COMPOL)
The objective of this workpackage is to build a fail proof agent-based platform
that will provide the basic functionalities of the K4C model. It will take
into account the results of WP 1 (types of users and system functionality), WP 2
(content of the Electronic Care Record), WP 3 (user and pathology profiles) and
WP 4 (content of a Formal Intervention Plan).
WP 7 – Evaluate, assess and apply the K4C platform
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, TI, EURICE, ANA, FSL, MTA SZTAKI, RICE,
COMPOL, GUH, SJH)
• Test the adherence of K4C platform to the needs and duties of home care
providers, patients, citizens.
• Test the possibility of use of FIPs.
• Integrate EU knowledge in order to provide a homogeneous way-ofdoing
in the area of interest.
• Apply the K4C platform in a community to assess and evaluate the conditions
of use.
WP 8 – Dissemination
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, TI, ANA, FSL, RICE, COMPOL, GUH, SJH)
To present the project objectives, activities and results to different target
groups (professionals, decision makers, potential users, general public) and
ensure widest possible take-up and exploitation of the project results in technological
and healthcare areas.
2006 717

Sezione III: Attività per progetti
WP 9 – Project management & administration
(URV, CAD, CVUT, UNIPG, TI, EURICE, ANA, FSL, MTA SZTAKI, RICE)
The purpose of this work package is to monitor and co-ordinate all the
project activities and ensure conformance with the project and quality plans.
The general purpose of the project management are progress control of
each work package, coordination of the different project activities, and implementation
of quality control mechanisms by issuing appropriate project standards.
Project management will cover financial, administrative, scientific as
well as knowledge and innovation aspects.
EXPECTED RESULTS AND IMPACTS
K4CARE will foster a direct impact in healthcare centres, healthcare
national systems, and ultimately in the process of constructing a general homecare
model in Europe. Whenever this last occurs, the HCM is expected to act
as a reference to inspire the integrated use of the K4CARE proved successful
IST technologies to deal with homecare patients.
1. http://www.k4care.net
2. WHO: A strategy to prevent chronic disease in Europe. A focus on public health
action. The CINDI vision. Available at http://www.euro.who.int/ CINDI/publications/20020322_3.
3. Walker A., Maltby T. (1997) Ageing Europe - Buckingham; Philadelphia: Open University
Press.
4. http://epp.eurostat.cec.eu.int/portal/
5. Stuck A.E., Egger M., Hammer A., Minder C.E., Beck J.C. (2002) JAMA 287(8):
1022-1028.
6. Elkan R., Kendrick D., Dewey M., Hewitt M., Robinson J., Blair M., Williams D.,
Brummell K. (2001) BMJ 323(7315): 719-725.
7. Landi F., Gambassi G., Pola R., Tabaccanti S., Cavinato T., Carbonin P.U., Bernabei
R. (1999) J Am Geriatr Soc 47(12): 1430-1434.
8. Wilson A.A. (2002) Caring 21(11): 24-27.
9. Peterson L.E. (2004) J Health Qual 26(3): 10-18.
10. Heiat A., Gross C.P., Krumholz H.M. (2002) Arch Intern Med 162(15): 1682-1688.
11. Bodenheimer T., Wagner E.H., Grumbach K. (2002) JAMA 288: 1775-1779.
12. Bodenheimer T., Wagner E.H., Grumbach K. (2002) JAMA 288: 1909-1914.
13, Rothman A.A., Wagner E.H. (2003) Ann Intern Med 138: 256-261.
14, Tinetti M.E., Fried T.R. (2004) Am J Med 116: 179-185.
15. Rodrigues R.J. (2000) Bull World Health Organ 78(11): 1344-1351.
718 2006

K4CARE (Knowledge-based homecare eservices for an ageing Europe)
U.O. 8 – Clinical and behavioural neurology
Roberta Annichiarico
Main activity
Physical and Cognitive Rehabilitation.
Special attention
Protocols, profiles.
Contribution to
Agent profiles, APOs, CPOs, FIPs
Main duty
Ontologies (actors, diseases, patients) and FIPs related to Rehabilitation
from a social and economic point of view, the K4CARE model will reduce
homecare complexity and will make healthcare closer to the citizens in the
sense that, information will be integrated in the HCP, its access will be more
direct and safe with the use of ICT technologies, and the flow of information
about the updated state of the patient among the different professionals will
become time-space independent.
From a professional point of view, K4CARE final product will represent an
intelligent decision support system in which personalized FIPs will help caregivers
to provide each patient with the best-available personalised treatment.
The final EHR, the knowledge-base, and the CS platform will remain public
at the end of the project for further uses and considerations
2006 719

MECCANISMI DI DANNO NEURONALE
ALLA BASE DELLA NEURODEGENERAZIONE
NELLE PATOLOGIE DEL SISTEMA
EXTRAPIRAMIDALE
Coordinatore scientifico di progetto
ANTONIO PISANI
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
U.O. 1 – Antonio Pisani
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
U.O. 2 – Nicola B. Mercuri
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2005 – Ministero della Salute “ Ricerca finalizzata ”
Art. 12 bis, d.lgs. 229/99

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE
U.O. 1 – Laboratorio di Neurofisiologia (IRCCS S. Lucia, Roma) –
Antonio Pisani
U.O. 2 – Laboratorio di Neurologia Sperimentale (IRCCS S. Lucia, Roma) –
Nicola BiagioMercuri
U.O. 3 – Centro Studi Neurolesi (Università di Messina) – Paolo Di Bella
U.O. 4 – Experimental Neurology Laboratories (Ospedale Silvestrini,
Università di Perugia) – Paolo Calabresi
U.O. 5 – Laboratorio di Neuropatologia Clinica e Sperimentale presso il
Dipartimento di Neuroscienze (Università di Roma Tor Vergata) –
Giuseppe Sancesario
U.O. 6 – Clinica neurologica (Università di Roma Tor Vergata) –
Paolo Stanzione
OBIETTIVO PRINCIPALE
Obiettivo primario è lo studio dei meccanismi alla base della vulnerabilità
neuronale in modelli animali di malattia di Parkinson e di Corea di Huntington.
Tramite un approccio combinato elettrofisiologico e comportamentale
verranno analizzati i meccanismi cellulari della risposta dei neuroni della
sostanza nera ad alterazioni del metabolismo mitocondriale. Inoltre caratterizzeremo
le alterazioni della plasticità sinaptica in diverse fasi di malattia in
un modello di Corea di Huntington.
BREVE SINTESI DELLE CONOSCENZE DISPONIBILI
I gangli della base (GB) sono importanti strutture subcorticali coinvolte
nel controllo della attività motoria e nell’apprendimento motorio. Nel loro
insieme costituiscono il cosiddetto Sistema Extrapiramidale. Danni neuronali
a livello di tali strutture sono causa di varie malattie croniche neurodegenerative
come la Malattia di Parkinson (MP), la Corea di Huntington (CH), la
Paralisi Sopranucleare Progressiva, l’Atrofia Multisistemica. Una caratteristica
peculiare di tali patologie è rappresentata dalla degenerazione selettiva
di singoli gruppi neuronali. Nel caso della MP degenerano i neuroni dopaminergici
della sostanza nera. Nella CH, si assiste invece ad una selettiva perdita
di neuroni spinosi dello striato, perdita che risparmia gli interneuroni colinergici.
La MP è tra le più frequenti malattie degenerative del Sistema Nervoso
Centrale, caratterizzata da tremore, rigidità e acinesia. Un notevole impulso al
chiarimento della patogenesi della MP è stato fornito dall’osservazione che l’esposizione
umana e animale a tossine mitocondriali quali MPTP e Rotenone,
e più di recente metamfetamina e tricloroetilene, principale costituente di
droghe d’abuso, induce quadri clinici con caratteristiche simili alla MP (Dawson
e Dawson, 2003, Science). L’alterazioni del complesso I mitocondriale
porta ad un aumento di stress ossidativo da radicali liberi rendendo i neuroni
più sensibili al danno eccitotossico.
722 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
Negli ultimi anni sono state individuate diverse forme familiari di MP.
Mutazioni in almeno 4 geni sono state collegate a MP ereditari, ovvero quelle
a carico del gene per la α-synucleina (PARK1), della parkina (PARK2), del DJ-
1 (PARK7) e di PTEN-induced kinase 1 (PINK1) (Morris, 2005, Ann Med). Tra
questi, il gene DJ-1 codifica per una proteina la cui funzione rimane in gran
parte ancora sconosciuta, ma che si ritiene abbia un ruolo protettivo dagli
stress ossidativi ai quali possono andare incontro i neuroni, con una funzione
di antiossidante naturale. Allo stesso modo, il gene PINK-1 codifica una proteina
mitocondriale che, secondo prime evidenze, potrebbe preservare la funzione
del mitocondrio quando viene sottoposto a stress ossidativi. Oltre al
possibile contributo mitocondriale nel danno degenerativo a carico dei neuroni
della sostanza nera, va inoltre considerato il possibile ruolo giocato da
altri neurotrasmettitori o modulatori nella patogenesi di MP idiopatico. Negli
ultimi anni è emerso come livelli endogeni di endocannabinoidi aumentino
considerevolmente sia in modelli animali di primati intossicati con MPTP, che
in pazienti affetti da MP (Van Der Stelt et al., 2005, FASEB J; Pisani et al.,
2005, Ann Neurol). Di notevole valore scientifico appare pertanto la caratterizzazione
dei rapporti tra dopamina ed endocannabinoidi nella prospettiva di
comprendere se in corso di MP si verifichino dei processi adattativi meritevoli
di attenzione come target farmacologici.
La CH è una malattia degenerativa ereditaria caratterizzata da movimenti
coreiformi involontari, disturbi psichici e danni cognitivi. Alla base di tale
patologia c’è una mutazione genica autosomica dominante che consiste in
un’abnorme espansione di una tripletta (CAG) con conseguente aumento di glutammine
nel terminale amminico della proteina, che risulta mutata con effetti
tossici sulla cellula (Mangiarini et al., 1996, Cell). La proteina normale è implicata
in vari processi tra cui endocitosi, eccitazione sinaptica e funzione mitocondriale.
Di notevole rilievo scientifico è stata la scoperta che le manifestazioni
cliniche della CH possono esser riprodotte, sia nell’uomo, in corso di esposizioni
accidentali, che nell’animale, inibendo l’enzima succinato deidrogenasi nel
complesso mitocondriale II per mezzo di una tossina, l’acido 3-nitropropionico
(3-NP) (Beal et al., 1993, J Neurosci). Tale tossina è in grado di indurre un processo
neurodegenerativo selettivo per i neuroni spinosi dello striato.
Ad oggi, nessun trattamento farmacologico si è dimostrato efficace nel
bloccare la progressione naturale di tali malattie. I modelli animali a disposizione
dei nostri laboratori permetteranno pertanto di effettuare una accurata
analisi dei meccanismi cellulari alla base della differente vulnerabilità neuronale
in corso di malattie neurodegenerative. La comprensione dei meccanismi
di neurodegenerazione potrà facilitare la identificazione di nuovi obiettivi farmacologici
per il trattamento di queste patologie.
Quali nuove conoscenze/informazioni il progetto si prefigge di produrre?
Il presente progetto di ricerca si propone di analizzare i meccanismi cellulari
che sono alla base della vulnerabilità neuronale nelle patologie dei GB,
incentrando l’attenzione su MP e CH. Verrà utilizzato un approccio multidisciplinare
che si avvarrà di tecniche elettrofisiologiche, di microfluorimetria, di
2006 723

Sezione III: Attività per progetti
immunoistochimica e di valutazioni comportamentali. Saranno utilizzati dei
modelli di topi transgenici portatori di mutazioni genetiche patologiche
nell’uomo. Ci avvarremo di topi DJ-1 come modello di MP, ed R6/1-R6/2 per
CH; utilizzeremo agenti farmacologici tossici capaci di interferire con il metabolismo
mitocondriale (metamfetamina, tricloroetilene, rotenone) al fine di
giungere ad una migliore comprensione dei meccanismi molecolari che sottostanno
al danno del metabolismo mitocondriale.
Analizzeremo infatti le correnti ioniche che sottendono le risposte di singoli
tipi neuronali a condizioni di stress energetico, identificando i canali ionici
responsabili. Valuteremo l’attività sinaptica striatale e le modificazioni a lungo
termine in modelli patologici sperimentali. In relazione alle alterazioni di plasticità
documenteremo le modificazioni comportamentali degli animali con
appositi test. Identificheremo i meccanismi recettoriali e post-recettoriali
responsabili delle suddette modifiche. Infine analizzeremo i rapporti tra dopamina
e sistema endocannabinoide nel liquido cerebrospinale di pazienti affetti
da MP. La migliore conoscenza di tali meccanismi condurrà alla identificazione
di nuovi bersagli farmacologici capaci di contrastare la progressione di queste
patologie neurodegenerative.
METODOLOGIA
Verranno utilizzati topi transgenici DJ-1 knock-out, R6/1 ed R6/2,
e topi sottoposti ad intossicazione con la tossina mitocondriale metamfetamina.
Saranno effettuati inoltre test di valutazione motoria e cognitiva, e
cioè valutazione cognitiva, cross-maze, e fear conditioning. Le fettine corticostriatali
e di sostanza nera dei topi (200-250 µm spessore), tagliate al
vibratomo, vengono mantenute prima e durante la registrazione elettrofisiologica
in una soluzione fisiologica ossigenata a temperatura costante. Una
singola fettina di tessuto viene quindi trasferita nella camera di registrazione
e perfusa con soluzione fisiologica, ossigenata, così composta: (in
mM) 126 NaCl, 2.5 KCl, 1.2 MgCl2, 1.2 NaH2PO4, 2.4 CaCl2, 11 glucosio e
25 NaHCO3.
Una camera monocromatica verrà usata per visualizzare gli interneuroni.
Le registrazioni elettrofisiologiche vengono effettuate sia nella modalità di
whole-cell patch-clamp che con microelettrodi convenzionali; verranno utilizzati
amplificatori Axon (Axoclamp 2B), e i dati verranno acquisiti registrati ed
analizzati mediante software pClamp 9. Per la stimolazione sinaptica l’elettrodo
bipolare viene localizzato nel corpus callosus. Per le registrazioni fluorimetriche
ed elettriche simultanee il microelettrodo viene riempito con una
soluzione 1 mM bis-fura2 in 100mM KCl.
Test comportamentali
– Open field. Ogni ratto viene posizionato al centro della area recintata e
lasciato libero di esplorarla per 5 minuti. Dopo 5 minuti un oggetto viene
posizionato nel quadrato centrale. Vengono registrati tramite una tastiera
connessa ad un PC il tempo passato per l’inizio dell’esplorazione, motilità.
724 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
– Paradigma di estinzione del condizionamento indotto da paura. L’estinzione
della risposta al condizionamento indotto da paura viene praticata in
una camera di condizionamento di plexiglas con un pavimento in rete metallica
collegato ad un generatore di scossa. L’atteggiamento di freezing viene
usato come misura di una risposta condizionata da una emozione. Il condizionamento
da contesto viene determinato misurando il comportamento di
freezing dopo 60 sec di intervallo immediatamente dopo il riposizionamento
nella camera del test.
– Cross maze. In questo test, un ratto privato del cibo viene lasciato alla
fine del braccio sud di un labirinto a forma di croce e addestrato a trovare
un pezzo di cibo localizzato alla fine del braccio ovest. L’addestramento
viene seguito da una prova di verifica durante la quale il ratto viene lasciato
in un opposto punto di inizio (braccio nord) Nella prova di verifica viene
considerata una scelta corretta se il ratto entra nel braccio ovest invertendo
la risposta motoria precedentemente appresa. Sarà inoltre valutata la tossicità
acuta e cronica della tetraidro-β-carbolina clorinata (TaClo) sulla
sostanza nera del ratto. Per lo studio della tossicità acuta, TaClo ed N-Me-
TaClo (10 µg) saranno somministrati per iniezione stereotassica monolateralmente
nella sostanza nera; gli animali saranno sacrificati dopo 2 giorni, 1
e 3 settimane. Per lo studio della tossicità cronica, gli animali saranno trattati
con TaClo (0.2 mg/kg/die) per via i.p. per sette settimane. Gli animali
saranno sacrificati una settimana, un mese e tre mesi dopo il periodo di
somministrazione. L’integrità della sostanza nera e della proiezione nigrostriatale
sarà valutata utilizzando anticorpi anti-tirosina-idrossilasi. L’eventuale
accumulo di aggregati fibrillari, evocativi dei corpi di Lewy, negli
animali trattati con TaClo ed N-Me-TaClo, sarà determinata utilizzando
anticorpi anti-α-synucleina. La efficienza dei processi catabolici proteici
ubiquitina-mediati sarà valutata utilizzando anticorpi anti-ubiquitina. La
distribuzione dei recettori D1 e D2 nel caudato putamen sarà valutata utilizzando
anticorpi specifici. Lo studio in microscopia elettronica sarà condotto
per dimostrare se il trattamento con TaClo ed N-Me-TaClo altera la integrità
strutturale dei vari organuli cellulari della sostanza nera e delle connessioni
sinaptiche nigrostriatali. La sostanza nera e lo striato saranno tagliati al
vibratomo in sezioni di 40 µ. Le sezioni saranno postfissate in tetrossido di
osmio, contrastate in acetato di uranile, disidratate in alcool ed incluse in
resina epossidica. Dai pezzi inclusi in resina saranno tagliate sezioni ultrasottili
che colorate con citrato di piombo saranno osservate e fotografate
con un microscopio elettronico Zeiss 901.
Per lo studio su soggetti affetti da MP saranno selezionati pazienti
con caratteristiche clinico-epidemiologiche omogenee (età, anni di malattia).
I soggetti saranno sottoposti a prelievo del liquor cefalo-rachidiano
tramite rachicentesi. Sui campioni di liquor verranno effettuate le misurazioni
tramite tecnica cromatografica (HPLC). Verranno dosati i livelli di
anandamide endogena e di 2-AG, altro metabolita endogeno del sistema dei
cannabinoidi.
2006 725

Sezione III: Attività per progetti
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
I risultati della ricerca in oggetto potranno avere sia una trasferibilità dal
punto di vista conoscitivo che una diretta ricaduta clinica delle informazioni
ottenute attraverso l’identificazione di nuove terapie farmacologiche atte a
contrastare il progredire della malattia. L’individuazione di fattori cellulari e
molecolari responsabili di patologie neurodegenerative può avere un diretto
impatto nelle strategie farmacologiche da intraprendere. Ciò porterebbe in
prima istanza alla presentazione ed alla registrazione di brevetti ed inoltre
indurrebbe il coinvolgimento di gruppi farmaceutici in grado di approfondire
e mediare la trasferibilità delle conoscenze verso progetti produttivi.
La rilevanza scientifica del progetto e la divulgazione delle conoscenze
derivate sarà documentata dalla sottomissione dei risultati ottenuti a riviste
scientifiche internazionali ad alto fattore di impatto, seguita dalla pubblicazione
degli stessi. Inoltre, attraverso la partecipazione a congressi nazionali ed
internazionali di discipline come neuroscienze e neurologia, i risultati ottenuti
verranno presentati sotto forma di comunicazioni orali e posters. Da sottolineare
anche che la produzione scientifica aprirà nuove possibilità di
instaurare collaborazioni scientifiche a livello sia nazionale che internazionale,
come anche documentato dal presente progetto di ricerca che si avvarrà
per l’appunto di una collaborazione scientifica con l’Università di Harvard
(USA). Lo scambio di dati scientifici ed il continuo confronto con la produzione
scientifica internazionale rappresenteranno inoltre dei validi strumenti
di controllo della validità e trasferibilità dei risultati ottenuti.
Valore aggiunto dell’aggregazione tra soggetti diversi
Malattie del Sistema Extrapiramidale quali la MP e la CH rappresentano
sfide difficili per la moderna ricerca scientifica anche in virtù del numero e
della complessità dei fattori eziologi che ne possono potenzialmente essere
causa. Le terapie farmacologiche disponibili sono insoddisfacenti sia in termini
di qualità di vita che di aspettativa di vita per i pazienti affetti. A tal fine
uno studio multidisciplinare, capace di affrontare il problema da differenti
punti di vista può portare più facilmente ad una migliore e più dettagliata
comprensione dei meccanismi che sottostanno allo sviluppo di queste patologie.
L’integrazione di conoscenze e capacità altamente specifiche e di alto
livello finalizzate ad un unico obiettivo rappresenta un importante valore
aggiunto del lavoro. Allo stesso modo, le collaborazioni scientifiche in corso
tra le diverse U.O. e con partners scientifici internazionali di elevato valore
(Università di Harvard, USA) rappresentano la garanzia di poter raggiungere
gli obiettivi prefissati.
ARTICOLAZIONE DEL PROGRAMMA
Il programma si svolgerà in 2 fasi, ciascuna della durata di 12 mesi.
Durante tale periodo, al fine di raggiungere gli obiettivi prefissati, le Unità
Operative coopereranno tramite un intenso scambio sia di informazioni,
726 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
materiali e metodologie, sia di personale. Verranno organizzati incontri semestrali
per valutare lo stato dell’arte del progetto e coordinare ulteriormente le
forze. Tutte le unità partecipanti hanno precedentemente mostrato di avere la
professionalità e l’esperienza necessarie per l’utilizzo di strategie e di metodologie
di altissimo livello. I gruppi contribuiranno al raggiungimento dell’obiettivo
finale partecipando ai temi della ricerca secondo lo schema seguente.
Nella prima fase, l’obiettivo primario dell’U.O. 1 (Dr. Pisani, Fondazione
Santa Lucia IRCCS, Roma) sarà di valutare gli effetti determinati da alterazioni
del metabolismo energetico sulla funzionalità neuronale striatale di topi
transgenici che presentano una delezione per il gene DJ-1, responsabile di una
forma di parkinsonismo ereditario (Goldberg et al., 2005, Neuron). A tale
scopo verranno effettuate registrazioni elettrofisiologiche da diversi sottotipi
neuronali dello striato. In particolare, verranno identificati e registrati neuroni
spinosi ed interneuroni colinergici. La vulnerabilità di neuroni striatali a
tale tipo di insulto sarà in prima istanza testata esponendo le cellule ad una
soluzione priva di ossigeno e glucosio. Si è osservato che, in ratti normali, tali
sottotipi neuronali rispondono in modo differente ad insulto metabolico: i
neuroni spinosi vanno incontro ad una depolarizzazione di membrana legata
ad un accumulo intracellulare precoce di sodio, mentre gli interneuroni si
iperpolarizzano, una risposta dipendente dall’attivazione di canali per il
potassio (Calabresi et al., 1999, Stroke; Pisani et al., 1999, J Neurophysiol).
I dati ottenuti nei topi DJ-1 knockout saranno paragonati a quelli di controllo;
ogni possibile differenza verrà registrata e ne sarà valutato il meccanismo sottostante.
Allo stesso modo sarà testato l’effetto di diverse concentrazioni di
rotenone (1-10 microM), una tossina mitocondriale selettiva per il complesso
I sia sui neuroni spinosi che sugli interneuroni colinergici, confrontando le
risposte ottenute da topi DJ-1 knockout con quelle osservate in animali di
controllo. Mediante agenti farmacologici e sostituzioni ioniche si valuterà il
contributo a tali risposte di recettori e canali ionici.
Particolare attenzione verrà riservata all’analisi del contributo di canali
ionici per il calcio e per il sodio. Durante tale fase, l’U.O. 2 (Prof. Mercuri,
Fondazione Santa Lucia, IRCCS, Roma) analizzerà le risposte di cellule dopaminergiche
di sostanza nera di topi DJ-1 knockout al danno energetico.
Saranno analizzate le risposte di tali neuroni alla deprivazione di ossigeno e
glucosio e paragonate ai neuroni ottenuti da controlli. In un secondo gruppo
di esperimenti, verranno utilizzate dosi crescenti di rotenone e valutati gli
effetti cellulari. In combinazione con le registrazioni elettrofisiologiche, l’U.O.
2 effettuerà misurazioni microfluorimetriche delle variazioni di concentrazioni
ioniche di sodio e di calcio intracellulari in risposta al rotenone. Inoltre,
verranno valutate le risposte elettrofisiologiche e fluorimetriche dei neuroni di
sostanza nera a dosi note di amfetamina e metamfetamina, sostanze d’abuso
note per le proprietà tossiche sul metabolismo mitocondriale.
La prima fase vedrà inoltre l’U.O. 3 (Dr. Di Bella, Centro Studi Neurolesi,
Università di Messina) e l’U.O. 4 (Prof. Calabresi, Università di Perugia) impegnate
nella caratterizzazione degli aspetti del comportamento e della elettrofisiologia
di un modello animale di CH, rappresentato dai topi R6/1 ed R6/2,
portatori della mutazione umana responsabile della patologia umana. I topi
2006 727

Sezione III: Attività per progetti
R6/2 presentano leggeri deficit motori e di apprendimento fino ad un mese di
vita, poi oltre i due mesi i sintomi si fanno evidenti e gravi e inducono la
morte degli animali dopo 3-4 mesi dalla nascita. Al contrario, i topi R6/1 presentano
un lento progredire dei sintomi. In questa prima fase, verranno analizzati
i topi R6/2. In dettaglio, caratterizzeremo le alterazioni motorie tramite
il test dell’“ Open field ”; eventuali alterazioni nella flessibilità comportamentale
(“ Cross maze ”); di notevole interesse inoltre sarà la valutazione della
capacità di estinguere il comportamento appreso (“ Conditioned fear extinction
”). Conclusa la caratterizzazione comportamentale, ed in stretta relazione
con quanto documentato dai test comportamentali appena descritti verranno
sacrificati gli animali e l’U.O. 4 analizzerà le proprietà elettrofisiologiche dei
neuroni spinosi striatali dei topi R6/2. In questa fase, infatti, analizzeremo le
possibili alterazioni di membrana e sinaptiche dei neuroni striatali (neuroni
spinosi e interneuroni colinergici) registrati con tecnica intracellulare nel
modello R6/2 di CH. Inoltre, studieremo le possibili alterazioni della plasticità
sinaptica dei neuroni corticostriatali nel corso dell’evolversi della malattia
dallo stadio presintomatico e quello sintomatico. Verranno utilizzati protocolli
diversi per indurre rispettivamente Long-term depression (LTD) e
Long-term potentiation (LTP), in preparati in vitro. Entrambe queste forme di
plasticità sinaptica verranno studiate nelle varie fasi di malattia. Lo studio
elettrofisiologico utilizzerà registrazioni intracellulari e i neuroni verranno
identificati tramite tecniche di microscopia infrared e immunoistochimica.
Nella prima fase, l’U.O. 5 (Prof. Sancesario, Università di Roma Tor Vergata)
indagherà i meccanismi del danno indotto nelle cellule della sostanza
nera e dello striato dal tricloroetilene (usato diffusamente nei lavaggi a secco)
e dalla tetraidro-β-carbolina clorinata (TaClo), un derivato endogeno del metabolismo
del tricloroetilene. In tale fase si valuterà se la esposizione acuta al
tricloroetilene ed alla TaClo possa indurre una alterazione del contenuto di
dopamina e dei recettori dopaminergici striatali. Queste sostanze saranno
iniettate nella sostanza nera del ratto. Sarà quindi valutata l’attività motoria
spontanea in un “ open field apparatus ” computerizzato, a vari tempi dopo la
intossicazione acuta. Per lo studio morfologico e immunoistochimico gli animali
sotto profonda anestesia con fenobarbital saranno perfusi con una soluzione
di aldeidi in buffer fosfato. Dopo il sacrificio, saranno preparati blocchi
di tessuto striatale e nigrale che, opportunamente trattati, saranno analizzati
tramite tecniche di immunoistochimica e microscopia elettronica. Lo studio
immunoistochimico sarà condotto per valutare: (a) lo stato delle cellule dopaminergiche
della sostanza nera e della innervazione nigrostriatale utilizzando
anticorpi anti-tirosinaidrossilasi; (b) la distribuzione cellulare della α-synucleina;
(c) la distribuzione striatale dei recettori dopaminergici D1 e D2 utilizzando
opportuni anticorpi. Lo studio in microscopia elettronica sarà condotto
per dimostrare se il trattamento acuto con TaClo ed N-Me-TaClo altera la integrità
strutturale degli organuli subcellulari della sostanza nera e delle connessioni
sinaptiche nigrostriatali. Oltre a ciò sarà possibile valutare in dettaglio la
distribuzione di eventuali aggregati proteici cellulari. Nella prima fase, l’U.O. 6
(Prof. Stanzione, Università di Roma Tor Vergata), procederà alla selezione dei
pazienti affetti da MP. In particolare, saranno selezionati pazienti con caratte-
728 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
ristiche clinico-epidemiologiche (età, anni di malattia, risposta alla terapia,
presenza di fluttuazioni motorie) il più possibile omogenee (Stefani et al.,
2005, Ann Neurol). Una sottopopolazione sarà quindi sottoposta a wash-out
farmacologico di almeno 15 giorni mentre l’altra proseguirà la terapia con dosi
stabili di l-dopa. Per quanto concerne il reclutamento dei pazienti con forme
atipiche di MP, i pazienti saranno inseriti in base alle loro caratteristiche cliniche
in tre sottogruppi, in relazione alla patologia: Atrofia Multisistemica, Paralisi
Sopranucleare Progressiva, o Degenerazione Cortico-basale. Obiettivo della
ricerca è di includere nello studio il maggior numero di pazienti possibile, allo
scopo di raggiungere un elevato numero di campioni da sottoporre a dosaggio
biochimico e raggiungere una significatività statistica.
Nella seconda fase della ricerca, la U.O. 1 effettuerà registrazioni elettrofisiologiche
da preparati di tessuto striatale ottenuti da animali sottoposti a trattamento
cronico con un’altra tossina mitocondriale, metamfetamina, principio
attivo di droghe d’abuso (Lotharius et al., 2005, J Neurosci). Il trattamento cronico
con metamfetamina determina la insorgenza di lesioni degenerative a
carico della sostanza nera, portando anche alla formazione di inclusi cellulari
simili a quelli da inibizione proteosomica (Fornai et al., 2005, Brain Res Bull).
Verranno registrati i diversi sottotipi neuronali striatali, neuroni spinosi ed
interneuroni colinergici. Valuteremo le proprietà intrinseche di membrana,
come la resistenza, la scarica di potenziali d’azione. Si analizzeranno inoltre le
diverse componenti sinaptiche e sarà registrata ogni possibile alterazione. Inoltre
verranno effettuate registrazioni combinate, di elettrofisiologia ed imaging
degli ioni calcio. Un eccessivo aumento di ioni calcio intracellulari è stato indicato
tra i meccanismi più accreditati alla base del danno neuronale (Pisani et
al., 2004, Cell Calcium). Differenze nella capacità di gestire aumenti di calcio
intracellulari possono rendere conto della peculiare resistenza interindividuale
tra sottotipi neuronali distinti. Pertanto, durante la perfusione con tossine mitocondriali
o negli animali trattati acutamente e cronicamente con metamfetamina,
verranno monitorizzati i livelli intracellulari di calcio e registrate le
eventuali differenze tra neuroni spinosi ed interneuroni.
Analogo iter sperimentale verrà seguito dall’U.O. 2 su neuroni dopaminergici
di sostanza nera. Saranno esaminate infatti le risposte delle cellule dopaminergiche
a dosi neurotossiche di amfetamina e metamfetamina. Attraverso
un’analisi in vitro della funzione cellulare otterremo delle informazioni sulle
variazioni delle proprietà di membrana e del contenuto ionico citoplasmatico
(sodio e calcio). Compareremo inoltre le eventuali variazioni indotte da amfetamina
e metamfetamina con quelle prodotte dalla 6-idrossidopamina e rotenone.
Nella seconda fase del progetto di ricerca, la U.O. 3 valuterà gli aspetti
comportamentali nel ceppo di topi R6/1. Come già segnalato, questi topi
presentano alterazioni motorie e comportamentali più lievi e una progressione
significativamente più lenta. Verranno pertanto eseguiti tutti i test
comportamentali e valutati deficit motori (Open field), alterazioni nella flessibilità
comportamentale (“ Cross maze ”) e capacità di cancellare tracce
mnesiche già consolidate (“ Conditioned fear extinction ”). I dati ottenuti
nella prima fase con i topi del ceppo R6/2 verranno comparati ai risultati
osservati nei topi R6/1.
2006 729

Sezione III: Attività per progetti
Come già descritto per la prima fase, anche nella seconda fase tali risultati
comportamentali saranno di complemento ed integrati con il lavoro che
svolgerà la U.O. 4. Difatti, la U.O. 4 utilizzerà gli animali del ceppo R6/1 già
sottoposti ai test descritti sopra. Saranno effettuate registrazioni elettrofisiologiche
da neuroni spinosi e da interneuroni colinergici. Si analizzeranno le
proprietà intrinseche di base di queste cellule ed ogni variazione sarà segnalata.
Inoltre nelle varie fasi di progressione di malattia saremo in grado di
analizzare le possibili alterazioni di plasticità sinaptica striatale, inducendo
sia LTD che LTP.
La seconda fase vedrà impegnata l’U.O. 5 nel trattamento cronico degli
animali con tricloroetilene e dalla tetraidro-β-carbolina clorinata (TaClo). Per
lo studio della tossicità cronica, gli animali saranno trattati con TaClo (0.2
mg/kg/die) per via i.p. per sette settimane. Sarà valutata l’attività motoria
spontanea tramite i test di “ open field ” a vari tempi dopo la intossicazione
cronica. La risposta locomotoria dopo somministrazione di apomorfina sarà
valutata soltanto negli animali trattati cronicamente, due-tre settimane prima
del sacrificio. Gli animali saranno sacrificati una settimana, un mese e tre
mesi dopo il periodo di somministrazione. Come già descritto per la prima
fase, nello studio degli effetti acuti di tali tossine, anche dopo intossicazione
cronica, i cervelli degli animali trattati verranno sottoposti sia ad analisi
immunoistochimica che a valutazione tramite microscopia elettronica. Ciò
consentirà di confermare l’ipotesi della presenza di inclusioni simili ai corpi
di Lewy nella sostanza nera, e di analizzare a livello subcellulare quali organuli
vengono compromessi ed in quale misura.
U.O. 6. Nella seconda fase del progetto, sarà completato il reclutamento
dei pazienti, e suddivisi in rapporto alle caratteristiche cliniche ed epidemiologiche
(età, sesso, anni di malattia, tipo di trattamento farmacologico). Quindi
gli stessi pazienti verranno sottoposti a breve periodo di ricovero presso la Clinica
Neurologica del Policlinico Tor Vergata. Durante il ricovero, oltre gli
accertamenti di routine, verrà eseguita la rachicentesi per il prelievo di campioni
di liquor cefalorachidiano. Verrà raccolto circa 1 ml di liquor che sarà
immediatamente riposto in congelatore a – 80°C. Successivamente, i campioni
di liquor saranno trasferiti in ghiaccio secco presso i laboratori di Biochimica
dove verranno processati. I singoli campioni saranno analizzati in cieco, senza
cioè che l’operatore conosca la tipologia del paziente il cui liquor viene analizzato.
Tramite tecniche di High-performance-liquid- cromatography (HPLC), si
doseranno i livelli di anandamide e di 2-AG, metaboliti endogeni del sistema
dei cannabinoidi. I dati ottenuti saranno raggruppati in rapporto alle caratteristiche
cliniche del paziente e sarà effettuata l’analisi statistica.
OUTPUT DEL PROGRAMMA
– Pubblicazioni scientifiche “ peer-review ” su riviste ad alto fattore di
impatto, ed indicizzate (ISI).
– Partecipazione a congressi nazionali ed internazionali e presentazione
dei dati ottenuti.
730 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
– Partecipazione a corsi di aggiornamento.
– Attività scientifica finalizzata all’insegnamento e divulgazione delle
metodiche utilizzate nel progetto, indirizzato ai partners delle diverse U.O.,
ma soprattutto a studenti dei corsi di laurea di materie attinenti.
– Organizzazione di simposi annuali con la partecipazione di esperti nel
campo della ricerca e della cura di malattie neurodegenerative.
– Organizzazione di corsi di formazione con rilascio di crediti ECM.
– Registrazione di brevetti di marcatori biologici di malattia, e/o di farmaci
in grado di contrastare la progressione della neurodegenerazione.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
Obiettivo preliminare del progetto di ricerca consisterà innanzitutto nella
valutazione di controllo di qualità delle metodologie biochimiche, elettrofisiologiche,
morfologiche, farmacologiche necessarie alla realizzazione del progetto.
Ciò sarà possibile grazie ad una intensa attività di confronto dei risultati
preliminari tra U.O., e tra U.O. e laboratori nazionali ed internazionali
con cui sono già in atto collaborazioni scientifiche.
Nei primi mesi della ricerca verranno messi a punto i modelli animali delle
malattie degenerative oggetto del presente progetto, così come l’addestramento
comportamentale degli animali di laboratorio. Inizierà inoltre la raccolta dei
dati preliminari dello studio da parte di ogni singola Unità Operativa. In particolare,
verranno raccolti ed analizzati i dati ottenuti dalle U.O. 1 e 2, sul
modello di MP rappresentato dai topi DJ-1 knockout. L’analisi statistica dei
dati ottenuti prelude alla preparazione di manoscritti per eventuale pubblicazione.
Analogamente, le U.O. 3 e 4, raccolti i dati sul modello animale di CH, i
topi R6/2, valuteranno la relazione esistente tra alterazioni comportamentali
ed aberrazioni della plasticità sinaptica striatale. Verranno raccolti ed analizzati
i dati morfologici della U.O. 5, relativi al trattamento acuto con tossine.
Obiettivo intermedio dell’U.O. 6 sarà quello di reclutare e catalogare i pazienti
affetti da MP e da forme di MP atipico, in modo tale da programmare gli esami
da effettuare. Inoltre sia le U.O. 1 e 2 che la U.O. 5 saranno impegnate nel trattamento
cronico con tossine mitocondriali. Terminato il trattamento gli animali
saranno disponibili per le registrazioni elettrofisiologiche e per le analisi
morfologiche. La raccolta e l’analisi dei dati avverrà quindi successivamente a
tale fase di ricerca. Secondo obiettivo delle U.O. 3 e 4 sarà la caratterizzazione
dei topi R6/1, terminata la quale verranno analizzati i dati. I campioni di liquor
cefalorachidiano prelevato dai soggetti selezionati dalla U.O. 6 saranno analizzati
e confrontati con i dati ottenuti nei soggetti di controllo.
Durante tutto il periodo del progetto (24 mesi) verranno organizzati
incontri tra le diverse Unità Operative. Tali incontri saranno facilitati dalla
esistenza di rapporti di collaborazione tra i gruppi coinvolti. Ciò permetterà
un costante aggiornamento sull’andamento della ricerca degli altri laboratori.
Verranno inoltre organizzati degli incontri e seminari con altri ricercatori di
fama internazionale.
2006 731

Sezione III: Attività per progetti
I risultati ottenuti nel corso dello svolgimento del presente progetto verranno
pubblicati su riviste scientifiche nazionali ed internazionali, per cui
potranno essere messi a disposizione della intera comunità scientifica internazionale.
In aggiunta, i dati ottenuti da questo progetto verranno presentati
a congressi nazionali ed internazionali e quindi discussi con scienziati attivamente
impegnati nella ricerca clinica e di base riguardante le patologie neurodegenerative.
CRONOGRAMMA DEL PROGRAMMA
Lo studio, della durata complessiva di due anni, verrà diviso in quattro
fasi della durata di sei mesi ciascuna.
0-6 mesi
– Risposte elettrofisiologiche alle alterazioni del metabolismo energetico
sulla funzionalità neuronale di topi transgenici che presentano una delezione
per il gene DJ-1 (U.O. 1, 2).
– Caratterizzazione comportamentale modello animale CH, su topi del
ceppo R6/2 (U.O. 3).
– Prime valutazioni elettrofisiologiche sui topi R6/2 (U.O. 4).
– Effetti somministrazione acuta di tossine mitocondriali tricloroetilene e
della tetraidro-β-carbolina clorinata (TaClo), derivato endogeno del metabolismo
del tricloroetilene (U.O. 5), analisi immunoistochimica.
– Selezione pazienti affetti da MP e parkinsonismo atipici in base alle
caratteristiche clinico-epidemiologiche (U.O. 6).
7-12 mesi
– Indagine microfluorimetrica su concentrazioni ioniche in neuroni di
topi DJ-1 knockout (U.O. 1, 2); prima fase di analisi dati.
– Analisi statistica dati comportamentali su topi R6/2 e preparazione
testo e figure per eventuale manoscritto (U.O. 3).
– Completamento studio elettrofisiologico topi R6/2 ed analisi dei dati
(U.O. 4).
– Microscopia elettronica su neuroni trattati acutamente con tossine
(U.O. 5); inizio trattamento cronico animali.
– Completamento selezione ed arruolamento pazienti ed inizio studio
biochimico liquorale (U.O. 6).
13-18 mesi
– Termine analisi dati topi DJ-1 e preparazione manoscritto per pubblicazione;
caratterizzazione risposte elettrofisiologiche animali trattati con
amfetamina e metamfetamina; studio microfluorimetrico per contenuto
intracellulare di ioni sodio e calcio (U.O. 1, 2).
732 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
– Studio comportamentale topi ceppo R6/1 (U.O. 3).
– Completamento analisi dati topi R6/2 ed inizio registrazioni elettrofisiologiche
topi R6/1 (U.O. 4).
– Completamento trattamento cronico con tossine; studio immunoistochimico
ed elettronico (U.O. 5).
– Prosecuzione raccolta campioni di liquor da pazienti selezionati (U.O. 6).
19-24 mesi
– Analisi dati elettrofisiologici e fluorimetrici ottenuti dai topi trattati con
amfetamina e metamfetamina; preparazione manoscritto per pubblicazione
(U.O. 1, 2).
– Analisi statistica dati elettrofisiologici e comportamentali topi R6/1,
preparazione manoscritto ed illustrazioni per pubblicazione (U.O. 3, 4).
– Analisi statistica dati immunoistochimici e di microscopia elettronica;
preparazione figure e tabelle per pubblicazione (U.O. 5).
– Completamento raccolta ed analisi biochimica su liquor dei pazienti;
analisi statistica e preparazione manoscritto per pubblicazione (U.O. 6).
2006 733

Sezione III: Attività per progetti
U. O. 1 – Laboratorio di Neurofisiologia
Antonio Pisani
CONTRIBUTO SPECIFICO FORNITO AL PROGRAMMA
Il corpo striato è la struttura del Sistema Extrapiramidale che riceve la
più cospicua innervazione dopaminergica dalla sostanza nera (SN). Pertanto
la degenerazione dei neuroni dopaminergici della SN in corso di Malattia di
Parkinson (MP) ha un profondo impatto funzionale sul sistema nigrostriatale.
Ciò ha avuto conferma in diversi modelli animali di parkinsonismo come la
lesione della SN con 6-idrossi-dopamina (Calabresi et al., 2003). Negli ultimi
anni sono state individuate diverse forme familiari di MP. Mutazioni in
almeno 4 geni sono state collegate a MP ereditari. Tra questi, il gene DJ-1
codifica per una proteina la cui funzione rimane ancora ignota, ma che si
ritiene abbia un ruolo protettivo nel danno neuronale da alterazioni del metabolismo
energetico (Zhang et al., 2005).
Obiettivo della nostra Unità sarà quindi di valutare gli effetti determinati
da alterazioni del metabolismo energetico sulla funzionalità cellulare striatale.
La vulnerabilità di neuroni striatali a tale tipo di insulto sarà testata
esponendo le cellule ad una soluzione priva di ossigeno e glucosio, o a
concentrazioni note di rotenone, una tossina mitocondriale selettiva per il
complesso I; di notevole interesse sarà valutare la possibile vulnerabilità individuale
di specifici gruppi neuronali. Infatti l’effetto di tossine mitocondriali
verrà testato su differenti sottotipi neuronali striatali, i neuroni spinosi e gli
interneuroni colinergici ottenuti da topi knockout DJ-1, allo scopo di caratterizzarne
i meccanismi molecolari sottostanti. Inoltre, registrazioni da
entrambi i sottotipi neuronali striatali verranno effettuate da animali sottoposti
a trattamento cronico con un’altra tossina mitocondriale, metamfetamina,
principio attivo di droghe d’abuso. Un eccessivo aumento di ioni calcio intracellulari
è stato indicato tra i meccanismi più accreditati alla base del danno
neuronale (Pisani et al., 2004). Differenze nella capacità di gestire aumenti di
calcio intracellulari possono rendere conto della peculiare resistenza interindividuale
tra sottotipi neuronali distinti. Pertanto, durante la perfusione con
tossine verranno monitorizzati i livelli intracellulari di calcio e registrate le
eventuali differenze tra neuroni spinosi ed interneuroni.
METODOLOGIA
Preparazione delle fettine corticostriatali – Utilizzeremo topi transgenici
con la mutazione per il gene DJ-1 (Goldberg et al., 2005) e topi intossicati cronicamente
con metamfetamina. La preparazione ed il mantenimento delle
fette coronali sono stati descritti in dettaglio (Goldberg et al., 2005). Brevemente,
fette coronali corticostriatali vengono tagliate con un vibratomo da
blocchi di tessuto cerebrale (200-300 micrometri). Una fetta viene trasferita
alla camera di registrazione, dove è immersa in un flusso continuo di solu-
734 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
zione di Krebs (2-3 ml/min) gassato con una miscela di carbossigeno e mantenuto
ad una temperatura costante. Il completo ricambio della soluzione nella
camera richiede approssimativamente 90 secondi. La composizione della
soluzione di Krebs è (in mM): 126 NaCl, 2.5 KCl, 1.2 MgCl2, 1.2 Na2HPO4,
2.4 CaCl2, 11 glucosio, 25 NaHCO3. Vengono utilizzati microelettrodi
“ sharp ” per registrazioni intracellulari, riempiti con 2M KCl (35-60 MOhm).
Registrazioni con microelettrodi “ sharp ” – Viene utilizzato un amplificatore
Axoclamp-2A per le registrazioni sia in modalità di current-clamp che di
voltage-clamp. Nella modalità di voltage-clamp a singolo elettrodo, la frequenza
di campionamento è di 3 KHz. Il segnale proveniente dall’headstage è
visualizzato su un differente oscilloscopio. La traccia è visualizzata su un
oscilloscopio e memorizzata in un sistema digitale. Per la stimolazione sinaptica
vengono utilizzati elettrodi bipolari, localizzati nel corpus callosum o
nello striato, vicini all’elettrodo di registrazione (0.3-0.6 mm). I potenziali
sinaptici sono la media aritmetica di 4-8 risposte +/- S.E.M.
Registrazioni in patch-clamp – Le registrazioni in patch-clamp nella configurazione
whole-cell vengono effettuate usando pipette tirate col puller
Flaming-Brown e rifinite con la fiamma prima dell’uso. Le fettine striatali
coronali (300 µm mantenuto a 33°) vengono incubate in tampone HEPES-
HBSS, gassato con 100% O2. Dopo trenta minuti, una fetta viene trasferita in
una camera di registrazione montata su di un microscopio a luce trasmessa.
Le pipette utilizzate per le registrazioni in patch-clamp hanno una resistenza
compresa tra 3 ed 8 MOhm, riempite con la soluzione interna composta da
(in mM): 180 -aminoethylβN-methyl-D-glucamina, 40 HEPES, 10 ethylene
glycol bis (ether)-N,N’-tetraacetic acid, 4 MgCl2, 2-4 ATP, 0-0.2 GTP; il pH
viene corretto a 7.3 con KOH; l’osmolarità è 275-285 mOsmol/l. Dopo aver
ottenuto il seal della cellula, questa viene perfusa con soluzione Krebs (vedi
composizione sopra) a 33°C. Le registrazioni vengono effettuate con un Axopatch
1D. Per l’acquisizione e l’analisi dei dati viene utilizzato il software
pClamp9.
Imaging dei livelli ionici intracellulari – Per registrazioni ottiche ed elettriche
simultanee la punta del microelettrodo sharp viene riempita con una
soluzione 1 mM bisfura2 o 5 mM SBFI in 100 mM KCl, per le misurazioni del
livello intracellulare di calcio o di sodio, rispettivamente; il microelettrodo
viene poi riempito con 2 M KCl. Dopo che è stata impalata, la cellula viene
riempita di bisfura2 o SBFI mediante l’iniezione di corrente negativa (0.1-0.2 nA)
per alcuni minuti. Le sostanze vengono applicate diluendole alla concentrazione
finale desiderata nella soluzione di Krebs e passando dalla perfusione
con Krebs (soluzione salina di controllo) alla soluzione contenente la
sostanza. Per le registrazioni elettrofisiologiche viene utilizzato un amplificatore
Axoclamp-2A (Axon Instruments). Le tracce sono visualizzate su un oscilloscopio
e memorizzate in un sistema digitale. La camera di registrazione è
montata su di un microscopio a luce trasmessa (Zeiss), equipaggiato con
un obbiettivo 60X ad immersione in soluzioni acquose (Olympus). La fluorescenza
degli indicatori bisfura2 ed SBFI è eccitata mediante epi-illuminazione;
la luce è prodotta da una lampada allo Xenon da 75W e la lunghezza
2006 735

Sezione III: Attività per progetti
d’onda è filtrata alternativamente a 340 e 380 nm. La luce di emissione viene
filtrata a 500 nm ed è rilevata da una camera CCD (Photonic Science, UK). Le
immagini sono analizzate a registrazione ultimata con il software Ionvision
(ImproVision, UK), che gira su un PowerMac 8100. Le immagini ratiometriche
sono il risultato del rapporto tra coppie di immagini acquisite a 340 e 380
nm, sottratte del background (fluorescenza di fondo misurata in aree prive
della fluorescenza specifica dell’indicatore). L’andamento nel tempo dei valori
ratiometrici è valutato sulle “ regioni d’interesse ” (pixel che mostrano almeno
il 20-30% della fluorescenza specifica massima) che includono il soma ed i
dendriti. I valori ratiometrici sono trasformati in valori di concentrazione
ionica usando il metodo di Grynkiewicz et al. La Kd apparente per l’indicatore
è calcolata ponendo tra due vetrini copri-oggetto distanziati da pezzetti di
vetrino soluzioni contenenti l’indicatore e concentrazioni note di ione libero e
misurandone i valori ratiometrici (Fura-2 Calcium Imaging Calibration Kit,
Molecular Probes, The Netherlands).
Analisi statistica – I dati vengono analizzati con il test del t di Student (per
osservazioni appaiate o non appaiate) o con analoghi non parametrici, come
il test di Wilcoxon. Le caratteristiche dei potenziali d’azione e delle curve corrente-voltaggio
in differenti condizioni sperimentali sono studiate mediante
un fast chart recorder ed un sistema digitale (Nicolet System 400: Benchtop
Waveform Acquisition System).
736 2006

Meccanismi di danno neuronale alla base della neurodegenerazione nelle patologie…
U.O. 2 – Laboratorio di Neurologia Sperimentale
Nicola B. Mercuri
CONTRIBUTO SPECIFICO FORNITO AL PROGRAMMA
Il morbo di Parkinson (PD) è caratterizzato dalla progressiva degenerazione
dei neuroni dopaminergici della sostanza nera pars compacta (SNc) che
proiettano allo striato, portando alla diminuzione dei livelli di dopamina nei
gangli della base ed alterando la circuitistica del Sistema Extrapiramidale.
Sebbene l’eziologia del PD rimanga largamente oscura, sia fattori genetici che
ambientali potrebbero contribuire alla patogenesi della malattia. Recentemente
è stato generato un modello murino di parkinsonismo familiare in cui
sono state prodotte mutazioni o ampie delezioni nel gene che codifica per la
proteina DJ-1. Pertanto un accurato studio delle proprietà dei neuroni dopaminergici
ottenuti da topi DJ-1 -/- potrebbe fornire delle importanti informazioni
sulla funzione della proteina DJ-1 e il suo ruolo nella patofisiologia del
PD geneticamente determinato. Inoltre, è noto che alcune sostanze utilizzate
a scopo voluttuario (sostanze d’abuso) possono determinare la morte dei
neuroni dopaminergici. Infatti, sia l’amfetamina che il suo derivato metamfetamina
sono ampiamente usati per generare modelli sperimentali di PD.
Recentemente, utilizzando le nostre metodiche sperimentali elettrofisiologiche
e fluorimetriche abbiamo caratterizzato le risposte neuronali a due
sostanze tossiche (6-idrossidopamina e rotenone), selettivamente impiegate
per determinare un danno della via nigro-striatale.
Il presente progetto si propone di esaminare le risposte delle cellule dopaminergiche
a dosi neurotossiche di amfetamina e metamfetamina. Attraverso
un’analisi in vitro della funzione cellulare otterremo delle informazioni sulle
variazioni delle proprietà di membrana e del contenuto ionico citoplasmatico
(sodio e calcio). Compareremo inoltre le eventuali variazioni indotte da amfetamina
e metamfetamina con quelle prodotte dalla 6-idrossidopamina e rotenone.
Tale studio ci permetterà di capire se le modalità di risposta siano
comuni o specifiche per ogni sostanza in esame. Riteniamo pertanto che
un’indagine condotta a livello di singolo neurone dopaminergico possa fornire
utili evidenze nella comprensione del ruolo dei fattori ambientali nell’insorgenza
e progressione della malattia di Parkinson.
METODOLOGIA
Preparazione del tessuto – Le fettine di mesencefalo sono ottenute secondo
metodi standard descritti precedentemente (Mercuri et al., 1995). In breve, gli
animali sono anestetizzati con alotano e decapitati in accordo con le regole
sull’utilizzo degli animali stabilite dal Comitato Etico dell’Università di Tor
Vergata. Dopo decapitazione il cervello è rapidamente rimosso dalla scatola
cranica e dissezionato in modo da ottenere una porzione contenente il mesencefalo
ventrale. Fettine orizzontali dello spessore di 200-300 µm contenenti la
2006 737

Sezione III: Attività per progetti
sostanza nera e l’area ventrale tegmentale sono ottenute per mezzo di un
vibratomo, in una soluzione (ACSF) a 8-12 °C e poi trasferite a 33°C per
almeno un’ora. Una singola fettina è trasferita nella cameretta di registrazione
montata su un microscopio dritto (Axioscope, Zeiss), continuamente perfusa
(2.5 ml/min) con ACSF a 33-34 °C, avente la seguente composizione (in mM):
NaCl 126; KCl 2.5; MgCl 2
1.2; CaCl 2
2.4; NaH 2
PO 4
1.2; NaHCO 3
19; glucosio
10; saturato con una miscela 95% O 2
e 5% CO 2
(pH 7.4).
Registrazioni in patch clamp – I neuroni sono visualizzati mediante obiettivo
ad immersione 40X e una telecamera (Hamamatsu, Japan) con sorgente
di luce infrarossa. Le registrazioni in whole cell sono ottenute mediante elettrodi
in borosilicato (WPI 1.5 mm) ottenuti con un puller verticale (PP 88
Narishige, Japan) e aventi una resistenza di circa 3-4 MΩ quando riempiti con
una soluzione dalla seguente composizione chimica: in mM: K-Methylsulphate
150; MgCl 2
2; EGTA 0.1; HEPES 10; ATP 2; GTP 0.3 (pH 7.3, con KOH).
Potenziali e correnti sono registrati mediante un amplificatore Axopatch 1D
(Axon Instruments, USA), filtrati a 1 kHz, digitalizzati (10 kHz) e acquisiti
mediante pClamp software (Axon Instruments, USA). I neuroni dopaminergici
sono identificati mediante criteri elettrofisiologici in base alla presenza di
una prominente corrente Ih attivata a potenziali negativi e per la presenza, in
current-clamp, di un tipico “ sag potential ” in risposta all’applicazione di una
corrente iperpolarizzante (Mercuri et al., 1995).
Applicazione dei farmaci – I farmaci da testare sono sciolti alla concentrazione
finale in ACSF e applicati nel mezzo di perfusione mediante rubinetti a
tre vie.
Microfluorimetria – Le misure della concentrazione di sodio ([Na + ]i) e calcio
([Ca 2+ ]i) saranno effettuate su neuroni DA-ergici caricati rispettivamente
con SBFI (sodium-binding benzofuran isophthalate) e fura-2 (K 5
salt) (Molecular
Probes, The Netherlands), mediante la pipetta di registrazione, alla concentrazione
finale di 250 microM.
La fluorescenza sarà eccitata in neuroni caricati con fura-2 e SBFI attraverso
un obiettivo ad immersione (Olympus) mediante epi-illuminazione con
luce proveniente da una lampada Xenon 75 W, alternativamente filtrata a 340
e 380 nm di lunghezza d’onda. La luce di emissione è filtrata a 500 nm e catturata
da una telecamera CCD (Photonic Science, UK). Le immagini raziometriche
del soma e dendriti prossimali sono calcolate da paia di immagini a 340
e 380 nm corrette per il valore di fluorescenza aspecifica di sottofondo. Tali
valori raziometrici sono convertiti in concentrazioni nanomolari di ioni
mediante la formula di Grynkiewicz (Grynkiewicz et al., 1985). I parametri di
calibrazione Rmin e Rmax per la trasformazione di segnali di SBFI e fura-2
sono stati ottenuti precedentemente (Guatteo et al., 1998) in cellule perforate
(1 µM nystatina/gramicidina D o 1 µM ionomycina, rispettivamente) in soluzioni
prive di sodio o calcio (in 1 mM EGTA) per la Rmin, e in 140 mM Na + o
1 mM Ca 2+ , per la Rmax.
738 2006

QUALITÀ DELLA VITA DEL TRAUMATIZZATO
CRANICO PERCEPITA DAL PAZIENTE E
DALLA SUA FAMIGLIA
Coordinatore scientifico di progetto
RITA FORMISANO
IRCCS S. Lucia
Jessica Rigon, Elisabetta Giugni
IRCCS S. Lucia
Eloise Longo
Istituto Superiore di Sanità
Umberto Bivona
IRCCS S. Lucia – Istituto Superiore di Sanità
Finanziamento privato

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE ED OBIETTIVI
Il trauma cranico rappresenta una delle principali cause di disabilità nei
giovani (15-35 anni) e una delle problematiche di maggiore rilevanza sociale
per gli esiti a lungo termine in una popolazione produttiva con lunga speranza
di vita. Il percorso riabilitativo del trauma cranico grave è spesso complesso
e prolungato, per la necessità di un intervento precoce e multidisciplinare,
dalla Terapia Intensiva alla Riabilitazione, fino alla ridomiciliazione. Le
difficoltà di reinserimento sociale sono prevalentemente determinate dai
disturbi cognitivi e comportamentali (Jennett, 1981), anche se studi più
recenti hanno dimostrato che l’associazione dei deficit motori può ulteriormente
compromettere il reinserimento lavorativo e la partecipazione alla vita
sociale di questi soggetti (Greenspan, 1996).
È noto che le conseguenze del trauma cranico non riguardano soltanto il
paziente che ne è affetto ma il suo intero nucleo familiare (Lezak, 1988), che
spesso percepisce i cambiamenti della vita del paziente in maniera più sofferta
(Koskinen, 1998). Una indagine affidabile sulla qualità della vita del
paziente con esiti di trauma cranico deve quindi prevedere uno studio preliminare
sulla consapevolezza del paziente (Fleming, 1996, 1998; Prigatano,
2005) e la somministrazione di un questionario sulla qualità della vita percepita
dal paziente e dal suo familiare più prossimo (“ caregiver ” o “ caretaker ”).
Le scale di outcome (Jennett e Bond, 1975) prendono infatti in considerazione
il recupero dell’autonomia funzionale del traumatizzato cranico, ma
non la qualità della sua reintegrazione sociale.
Scopo di questo studio è correlare gli indici di gravità della fase acuta, la
durata del programma riabilitativo e gli esiti neuromotori, neurosensoriali e
neuropsicologici con la qualità della vita del traumatizzato cranico, come percepita
dal paziente e dal suo familiare, a medio e lungo termine.
METODI
Ai fini di stabilire un piano di intervento riabilitativo individuale mirato,
che faciliti il reinserimento sociale, oltre che migliorare la qualità di vita
stessa del paziente, il protocollo di studio propone l’impiego di strumenti di
valutazione con l’obiettivo di approfondire i disturbi della consapevolezza e la
qualità della vita, nel paziente con esiti di trauma cranio-encefalico (TCE). I
pazienti inclusi presentano esiti di trauma cranico lieve, moderato e grave, in
accordo alla scala di valutazione del coma di Glasgow (GCS) in fase acuta
(Teasdale & Jennett, 1974).
L’indagine coinvolge il paziente e un suo caregiver, ai quali vengono somministrate
delle scale di valutazione successivamente poste a confronto, e
un’équipe clinica (medico di riferimento del reparto, psicologo e sociologo)
che si occupa della somministrazione delle diverse scale. Il confronto è svolto
per valutare la possibile discrepanza tra la percezione delle problematiche
esperite dal paziente con quanto osservato dal suo caregiver e la gravità dei
deficit cognitivo-comportamentali secondo il riscontro clinico. Allo stesso
740 2006

Qualità della vita del traumatizzato cranico percepita dal paziente e dalla sua famiglia
campione di soggetti, caregiver e pazienti, viene inoltre somministrato uno
strumento di indagine sulla qualità della vita e sul reinserimento sociale.
Nell’ambito dello studio multicentrico internazionale cui prende parte la
Fondazione Santa Lucia è prevista la somministrazione delle seguenti scale di
valutazione:
– Glasgow Outcome Scale – Extend form (GOS-E, Jennett e Bond, 1975;
Levin, 2001);
– Questionario di Autoconsapevolezza (S.A.D.I.) (Fleming et al., 1996,
1998; Borgaro e Prigatano, 2003);
– Short Form 36 (SF-36) (Ware e Sherbourne, 1992; Apolone et al., 1998);
– Questionario sulla qualità della vita del traumatizzato cranico (QOLIBRI)
(Truelle, 2004);
– Community Integration Questionnaire (CIQ) (Willer et al., 1993).
Il protocollo di studio, rispetto alle scale di valutazione sopra citate, ha
subito delle modifiche in itinere per esigenze di tipo metodologico e rispetto
alla batteria iniziale è stato escluso il questionario Short Form 36.
I dati clinici, raccolti dal medico di riferimento del reparto dell’Unità
Post-Coma della Fondazione Santa Lucia, ai fini dell’approfondimento
sono:
– la localizzazione della lesione più importante alla TC o RM cerebrale
alla data dell’intervista;
– la gravità del trauma comprendente i valori di GCS (Teasdale G.,
Jennett B., 1974), la durata del coma (in giorni), l’Amnesia post-traumatica
(APT) in giorni o mesi (Artiola et al., 1980), la Glasgow Outcome Scale (GOS)
(Jennett e Bond, 1975), la rilevazione di problemi clinici, le cure mediche e
riabilitative in corso. Sono somministrate, inoltre, la Disability Rating Scale
(DRS) (Rappaport et al., 1989; Hall et al., 1985; Novack et al., 1992; Fryer and
Hafley 1987) e la Levels of Cognitive Functioning (LCF) (Hagen et al., 1972;
Levin et al., 1979; Mc Millan TM et al., 1996).
La durata complessiva dell’impegno richiesto al paziente varia in un
range temporale da 30 minuti a due ore, a seconda delle capacità di collaborazione
e dei livelli di stancabilità del paziente. Come previsto dal protocollo,
inoltre, nei casi di esauribilità attentiva del paziente i questionari sono somministrati
con la guida dell’esaminatore e frazionando l’impegno richiesto in
più sedute. Il tempo richiesto per la somministrazione delle scale di valutazione
al caregiver è di un’ora al massimo.
Gli strumenti specifici per la valutazione della qualità della vita e della
consapevolezza dei propri deficit, somministrati dallo psicologo e/o sociologo,
sono i seguenti:
– Qolibri (Truelle, 2004). Lo strumento è somministrato solo ai pazienti
già in fase di ridomiciliazione.
– Awareness Questionnaire – (versione per il familiare) (Sherer M. et al.,
1998a, 1998b,1998c, 2003).
2006 741

Sezione III: Attività per progetti
– Awareness Questionnaire – (versione per il paziente) (Sherer M. et al.,
1998a, 1998b,1998c, 2003).
– PCRS (Patient Competency Rating Scale) (versione per il paziente) –
PRE (Prigatano G.P. et al., 1986).
– PCRS (Patients Competency Rating Scale) (versione per il paziente) –
POST (Prigatano G.P. et al., 1986).
– PCRS (Patients Competency Rating Scale) (versione per il familiare) –
PRE (Prigatano G.P. et al., 1986).
– PCRS (Patients Competency Rating Scale) (versione per il familiare) –
POST(Prigatano G.P. et al., 1986).
– PCRS-NR (versione per il paziente) - PRE (Patient Competency Rating
Scale Neurorehabilitation) (Borgaro e Prigatano, 2003).
– PCRS-NR (versione per il paziente) - POST (Patient Competency Rating
Scale Neurorehabilitation) (Borgaro e Prigatano, 2003).
– PCRS-NR (versione per il familiare) - PRE (Patient Competency Rating
Scale Neurorehabilitation) (Borgaro e Prigatano, 2003).
– PCRS-NR (versione per il familiare) - POST (Patient Competency
Rating Scale Neurorehabilitation) (Borgaro e Prigatano, 2003).
– NPI (Neuropsychiatric Inventory) (Cummings et al 1994), somministrato
al familiare
– SADI (Self Awareness of deficit Interview) (Fleming e al., 1996)
– ADI (Awareness Deficit Interview) (Fleming et al., 1996) (versione per il
familiare).
– Batteria di test neuropsicologici, per indagare le funzioni cognitive di:
attenzione, memoria e apprendimento, intelligenza, funzioni esecutive, linguaggio,
già somministrata nella routine clinica di valutazione del traumatizzato cranico
e, quindi, non considerata nella durata della seduta del protocollo di studio.
Nel presente studio, all’atto dell’arruolamento, i pazienti sono sottoposti
ad un esame di risonanza magnetica (RM) encefalica con un magnete superconduttivo
con intensità del campo magnetico di 1,5T (Somatom Vision plus,
Siemens medical solutions, Erlangen Germania). Per l’esecuzione dell’esame
il paziente viene posizionato supino ed è utilizzata la bobina circolare polarizzata
per lo studio dedicato del cranio. Il protocollo di acquisizione delle
immagini è effettuato con tomogrammi orientati sul piano assiale e posizionati
paralleli alla linea retta tangente al margine superiore della commissura
anteriore e al margine inferiore della commissura posteriore (bicommissurale)
secondo il sistema stereotassico di Talairach. Il centro di uno degli stati
del volume corrisponde alla bicommissurale ed il volume di acquisizione è
stato esteso in maniera da coprire tutto l’encefalo. Le sezioni sono state posizionate
parallele alla retta passante per il margine inferiore delle coclee, perpendicolarmente
al piano sagittale, definito come in piano passante per il
seno sagittale superiore, la falce cerebrale e la porzione mediana della sutura
fronto-nasale (nasion).
742 2006

Qualità della vita del traumatizzato cranico percepita dal paziente e dalla sua famiglia
I parametri di acquisizione sono:
– Spessore di strato 3 mm;
– Strati contigui;
– Acquisizione interfacciata.
Per tutti i pazienti sono state eseguite le seguenti acquisizioni sul piano
assiale della durata media totale di circa 40 minuti:
– Localizer;
– Multiple echo (Densità protonica – T2);
– T1;
– Fast-FLAIR ;
– Gradient echo con tecnica convenzionale.
Terminato l’esame di RM encefalica le immagini ottenute sono trasferite
tramite rete locale Ethernet alle stazioni di lavoro dedicate.
I dati di ciascun esame sono stati archiviati in apposito elemento di archiviazione
elettronica e salvati su CD-R al fine di poter effettuare, mediante software
dedicato, in determinate regioni di interesse (ROI), le misurazioni sia
dei parametri quantitativi dell’intensità del segnale che le valutazioni di parametri
di tipo quantitativo (area lesionale e carico lesionale).
La sede e l’esistenza delle lesioni traumatiche saranno correlate all’entità
dei deficit cognitivo-comportamentali, la consapevolezza dei deficit, la qualità
della vita (come viene percepita dal paziente e dal suo caregiver) e reinserimento
sociale.
– Apolone G., Mosconi P. (1998) J Clin Epidemiol 51(11): 1025-1036.
– Artiola L., Fortuny I., Briggs M., Newcombe F., Ratcliff G., Thomas C. (1980)
J Neurol Neurosur Ps 43: 377-379.
– Borgaro S.R., Prigatano G.P. (2003) Brain Injury 17(10): 847-853.
– Cummings J.L. (1994) Neurology 44: 2308-2314.
– Fleming J.M., Strong J., Ashton R. (1998) J Head Trauma Rehabil 13(5): 39-51.
– Fleming J.M., Strong J., Ashton R. (1996) Brain Injury 10(1): 1-15.
– Fryer L., Haffey W. (1987) J Head Trauma Rehabil 2(3): 51-63.
– Greenspan A.I., Wrigley J.M., Kresnow M., Branche-Dorsey C.M., Fine P.R. (1996)
Brain Injury 10(3): 207-218.
– Hagen C., Malkmus D., Durham P. (1972) Levels of cognitive functioning. Downey
(CA): Rancho Los Amigos Hospital.
– Hall K., Cope N., Rappaport M. (1985) Arch Phys Med Rehab 66: 35-37.
– Jennett B., Bond M. (1975) Lancet 1: 480-484.
– Jennett B, Teasdale G. (1981) Management of head injuries. Philadelphia: Davis.
– Koskinen S. (1998) Brain Injury 12(8): 631-648.
– Levin H.S., Boake C., Song J., McCauley S., Contant C., Diaz-Marchan P., Brundage
S., Goodman H., Kotrla K.J. (2001) J Neurotrauma 18(6): 575-584.
– Levin H.S., High W.M., Goethe K.E., Overall J.E., Sisson R.A. et al. 1987 J Neurol
Neurosurg Psychiatry 50: 183-193.
2006 743

Sezione III: Attività per progetti
– Levin H.S., O’Donnell V.M., Grossmann R. (1979) J Nerv Ment Dis 167: 675-684.
– Lezak M.D. (1988) J Clin Exp Neuropsychol 10(1): 111-123.
– Mc Millan T.M., Jongen E.L., Greenwood R.J. (1996) J Neurol Neurosurg Psychiatry
60(4): 422-427.
– Muzaux J.M., Masson F., Levin H.S., Alaoui P., Maurette P., Barat M. (1997) Arch
Phys Med Rehabil 78: 1316-1320.
– Novack T.A., Bergquist T.F., Bennett G., Gouvier W.D. (1992) J Head Trauma Rehabil
6(4): 69-77.
– Olver J.H., Ponsford J.L., Curran C.A. (1996) Brain Injury 10(11): 841-848.
– Prigatano G.P., Fordyce D.J., Zeiner H.K., Roueche J.K., Pepping M., Wood B.C.
(1986) Neuropsychological rehabilitation after brain injury. Johns Hopkins University,
Baltimore.
– Prigatano G.P. (2005) J Head Trauma Rehabil 20(1): 19-29.
– Rappaport M., Herrero-Backe C., Rappaport M.L., Winterfield K. (1989) Arch Phys
Med Rehab 70: 885-892.
– Sherer M., Hart T., Nick T.G., Whyte J., Thompson R.N., Yablon S.A. (2003) Arch
Phys Med Rehab 84:168-176.
– Sherer M., Bergloff P., Boake C., High W., Levin E. (1998a) Brain Inj 12: 63-68.
– Sherer M., Bergloff P., Levin E., High W.M.Jr, Oden K.E., Nick T.G. (1998b) Journal
of Head Trauma Rehabilitation 13: 52-61.
– Sherer M., Boake C., Levin E., Silver B.V., Ringholz G., High W.M.Jr (1998c) J Int
Neuropsych Soc 4: 380-387.
– Teasdale G., Jennett B. (1974) Lancet 2(7872): 81-84.
– Truelle J.L. (2004) Eur J Neurol 11(Suppl 2): 347.
– Ware J.E.Jr, Sherbourne C.D. (1992) Med Care 30(6): 473-483.
– Willer B., Rosenthal M., Kreutzer J.S. (1993) Journal of Head Trauma Rehabilitation
8: 75-87.
744 2006

RIABILITAZIONE NEUROMOTORIA
E NUOVE STRATEGIE PER IL RECUPERO
DELLA MOBILITÀ IN PAZIENTI CON ESITI
DI ICTUS CEREBRALE
Responsabile scientifico di progetto
BARBARA MARCONI
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2006 – Regione Lazio

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE
L’ictus è tra le più comuni cause di disabilità insorgente nell’età adulta. Il
70-85% degli ictus sono accompagnati da un’emiplegia e sei mesi dopo un
ictus solo il 60% delle persone con emiparesi, a seguito della quale è stato
necessario un intervento riabilitativo, hanno raggiunto una indipendenza funzionale
nelle semplici attività della vita quotidiana. Numerosi studi hanno
dimostrato che il recupero delle funzioni motorie compromesse in seguito ad
un evento vascolare (icuts) è correlato ad un cambiamento nell’organizzazione
delle aree cerebrali adiacenti a quelle lese. Contrariamente a quanto si
riteneva in passato, è ormai noto che il cervello è in grado di riorganizzarsi
(fenomeni di plasticità) attraverso l’attivazione di aree che erano silenti prima
della lesione e/o attraverso la formazione di nuove connessioni nervose.
Negli ultimi anni, diversi studi clinici e neurofisiologici hanno dimostrato
che la fisioterapia è in grado di indurre una plasticità corticale, chiamata riorganizzazione
“ use-dependent ”, che supporta quelle modificazioni cerebrali
secondarie alla lesione vascolare ed è associata al recupero delle funzioni
motorie perse. Recentemente, accanto alle convenzionali metodiche riabilitative,
stanno emergendo nuove strategie terapeutiche che sembrano rappresentare
un modello nuovo ed efficace da utilizzare anche in quei pazienti che
dopo un ictus presentano deficit motori gravi e per i quali, ad oggi, sembra
essere negativa una prognosi di recupero funzionale nonostante i trattamenti
riabilitativi eseguiti.
Tra queste nuove strategie la “ motor imagery ” (immaginazione del movimento)
sembra essere tra le più interessanti sia per il suo basso rapporto
costo/beneficio sia per i promettenti risultati già emersi in campo di neuroimmagine
funzionale e clinico; questi studi hanno infatti dimostrato che la rappresentazione
mentale degli eventi motori (“ motor imagery ”) coinvolge le
stesse aree corticali che sono attivate durante l’esecuzione dei movimenti e
che pazienti con esiti di ictus possono ulteriormente migliorare le loro capacità
funzionali motorie mediante training mentale. Da questa ipotesi nasce
l’utilizzo della “ motor imagery ” quale possibile metodo per la riabilitazione
di pazienti affetti da emiplegia/emiparesi secondaria ad ictus. Se l’“ immaginazione
del movimento ” coinvolge le stesse aree cerebrali attivate durante
l’esecuzione del movimento stesso, attraverso il “ pensiero ” si potrebbero rinforzare
quelle strutture nervose in cui sono localizzati gli schemi motori
necessari al movimento, facilitando così il loro recupero. Quando le condizioni
neurologiche sono tali da non consentire al paziente alcun movimento
volontario, si può ipotizzare che la sollecitazione di atti motori mediante la
“ motor imagery ” potrebbe essere l’unica strategia in grado di attivare degli
schemi motori e quindi eventualmente facilitare l’esecuzione di specifici
movimenti. La “ motor imagery ” potrebbe dunque avere la sua applicazione
particolare in quei pazienti in cui i movimenti reali non sono possibili.
L’ipotesi di applicare la “ motor imagery ” nella riabilitazione dei pazienti
emiplegici si basa inoltre sulla conoscenza che i pazienti con gravi esiti
motori secondari all’ictus, sono capaci di rappresentare mentalmente anche
746 2006

Riabilitazione neuromotoria e nuove strategie per il recupero della mobilità in pazienti…
movimenti che non sono più in grado di effettuare, poiché gli schemi motori
corticali rimangono attivi nonostante l’impedimento fisico.
In uno studio recente condotto in questo centro di Neuroriabilitazione
(Fondazione Santa Lucia IRCCS) abbiamo dimostrato che durante l’immaginazione
del movimento della mano paretica, si produce un transitorio
miglioramento dell’attività nelle aree corticali motorie dell’emisfero cerebrale
colpito dall’ictus. I risultati sono stati molto incoraggianti ed hanno suggerito
l’ipotesi che la sollecitazione ripetuta degli schemi motori mediante l’“ immaginazione
del movimento ” possa aiutare le metodiche riabilitative tradizionali
a rinforzare le aree corticali deputate al comando motorio anche quando gravemente
colpite.
OBIETTIVI E METODI
Partendo da questa ipotesi, lo studio si propone di valutare la possibilità
di utilizzare la “ motor imagery ” come tecnica di facilitazione del recupero
motorio nella riabilitazione di pazienti con esiti di ictus cerebrale e con grave
deficit motorio dell’arto superiore. La nostra attenzione sarà focalizzata sul
recupero dei movimenti della mano il cui deficit motorio determina un elevato
grado di disabilità.
A tale scopo, mediante la Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS),
una metodica non-invasiva, ben tollerata dai pazienti ed ampiamente utilizzata
nella pratica clinica per lo studio delle caratteristiche delle vie motorie
centrali, verrà effettuato uno studio neurofisiologico della rappresentazione
corticale di un muscolo della mano sana e di quella paretica in una popolazione
di pazienti ricoverati presso il nostro Ospedale per un ciclo di riabilitazione
per esiti di ictus.
I pazienti eseguiranno, accanto ad un ciclo di riabilitazione neuromotoria
secondo metodiche tradizionali (FKT; gruppo A), un “ training mentale ” in cui
verrà proposto il compito di “ pensare ” selettivamente al movimento di un
muscolo target della mano paretica (gruppo B). La valutazione neurofisiologica
sarà effettuata all’inizio del trattamento (Tempo 1) e alla fine del ciclo
riabilitativo (Tempo 2) nei due gruppi di pazienti: (A) “ motor imagery ”
+ FKT; (B) solo FKT.
I risultati ottenuti dai due gruppi verranno confrontati tra di loro al fine
di valutare se il “ training mentale ” aggiunto al metodo riabilitativo tradizionale
possa indurre un persistente aumento dell’attività corticale nelle aree
cerebrali di rappresentazione della mano. Inoltre, per valutare il grado di
recupero motorio verranno confrontati i punteggi ottenuti dai due gruppi
nelle principali scale di valutazione neurologica e di disabilità funzionale.
2006 747

STUDIO DELLE POSSIBILI ALTERAZIONI
ELETTROFISIOLOGICHE DEI NEURONI
CORTICALI E STRIATALI IN UN MODELLO
ANIMALE DI SCLEROSI MULTIPLA
(Topi con encefalite allergica sperimenale)
Responsabile scientifico di progetto
DIEGO CENTONZE
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
Finanziamento privato

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE E METODI
Rimaneggiamenti del funzionamento sinaptico e alterazioni della sensibilità
alla neuromodulazione costituiscono un precoce ed importante correlato
del danno neuronale di tipo degenerativo, in grado, ad esempio, di instaurare
fenomeni di eccitotossicità lenta e morte apoptotica. Benché alcuni dati sperimentali
indichino che anche in corso di Sclerosi Multipla (SM) possa verificarsi
una precoce alterazione della trasmissione sinaptica, ad oggi nessuno
studio è stato diretto alla dimostrazione, a livello di singole sinapsi, di fenomeni
di neuroplasticità associati al danno immunomediato demielinizzante
del SNC.
Nel nostro studio, pertanto, vogliamo colmare tale lacuna valutando,
mediante registrazioni elettrofisiologiche da singoli neuroni, il funzionamento
della trasmissione sinaptica eccitatoria ed inibitoria in un accreditato modello
animale di SM: il topo con encefalite allergica sperimentale (EAE).
Condurremo lo studio su preparazioni di fettine corticostriatali vitali provenienti
da topi EAE sacrificati 20-25 giorni (EAE acuti) e 80-90 giorni (EAE
cronici) dopo l’immunizzazione. Attraverso registrazioni whole-cell di singoli
neuroni spinosi striatali sarà valutata la trasmissione sinaptica eccitatoria ed
inibitoria spontanea e, tramite registrazioni extracellulari di potenziali di
campo e intracellulari di singoli neuroni, studieremo la trasmissione sinaptica
evocata da stimolazione elettrica corticale.
RISULTATI ACQUISITI
Trasmissione sinaptica eccitatoria – In precedenti studi le nostre registrazioni
hanno evidenziato un’abnorme sensibilità neuronale alla stimolazione
dei recettori NMDA nei topi EAE. In condizioni fisiologiche, infatti, i canali
NMDA sono inattivi al potenziale di riposo dei neuroni striatali, contribuendo
in maniera trascurabile alla genesi dell’attività sinaptica eccitatoria spontanea
ed evocata. Nei topi EAE acuti, ma non nei topi di controllo, la frequenza
delle correnti spontanee glutammato-mediate e l’ampiezza dei potenziali
post-sinaptici eccitatori si sono rivelate essere significativamente ridotte in
presenza di AP5 (antagonista NMDA). Al contrario, nei topi EAE cronici, la
riduzione è stata minima e non statisticamente significativa.
Abbiamo poi cercato di valutare l’impatto potenziale di tale abnorme attivazione
dei recettori NMDA sui fenomeni di plasticità sinaptica, intesi come
modificazioni attività-dipendenti dell’efficacia della trasmissione sinaptica
stessa. La stimolazione ad elevata frequenza delle terminazioni glutammatergiche
corticostriatali ha determinato nello striato di topi di controllo una
depressione a lungo termine (LTD) dell’efficacia sinaptica. Tale forma fisiologica
di plasticità sinaptica era assente nei topi EAE, e poteva essere ripristinata
unicamente in seguito al blocco farmacologico dei recettori NMDA.
Abbiamo quindi valutato la modulazione dell’attività eccitatoria spontanea
da parte degli endocannabinoidi e dello scambiatore Na + /Ca ++ . Entrambi i
fattori, infatti, sono stati recentemente suggeriti come importanti mediatori
750 2006

Studio delle possibili alterazioni elettrofisiologiche dei neuroni corticali e striatali…
del danno neuronale e dei fenomeni di plasticità nella SM e nella EAE. Gli
endocannabinoidi sono regolatori presinaptici del rilascio di neurotrasmettitori,
tra cui il glutammato. L’incubazione con HU210, agonista dei recettori
CB1, ha ridotto la frequenza delle correnti spontanee eccitatorie tanto nei topi
naive che nei topi EAE.
Risultati più interessanti sono venuti dallo studio dello scambiatore
Na + /Ca ++ . Lo scambiatore Na + /Ca ++ , regolando il passaggio di ioni Na + e Ca ++
attraverso la membrana cellulare, mantiene il fisiologico rapporto tra le concentrazioni
intracellulari di tali ioni. In condizioni fisiologiche lo scambiatore
funziona favorendo l’efflusso di ioni Ca ++ . È quindi verosimile che bloccando
tale azione il rilascio presinaptico Ca ++ -dipendente di neurotrasmettitore
aumenti. Il blocco farmacologico dello scambiatore ha determinato un significativo
aumento della frequenza dell’attività spontanea eccitatoria nei topi
naive e nei topi EAE cronici, ma non nei topi EAE acuti. Tale risultato,
assieme al dato che nei topi EAE acuti anche la trasmissione NMDA è
abnorme, suggerisce un complesso rimaneggiamento delle sinapsi glutammatergiche
nelle fasi precoci della malattia.
Trasmissione sinaptica inibitoria – Lo studio della trasmissione sinaptica
inibitoria ha rivelato una drammatica riduzione della frequenza media delle
correnti spontanee post-sinaptiche GABA-mediate nei topi con EAE, modificazione
che si manifesta molto precocemente e si mantiene almeno fino a 90
giorni dopo l’immunizzazione. Nei topi EAE acuti è stata inoltre riscontrata
una ridotta sensibilità alla modulazione negativa del rilascio presinaptico di
GABA, normalmente conseguente alla stimolazione del recettore CB1 degli
endocannabinoidi.
OBIETTIVO FINALE
Con il presente studio vogliamo verificare quanto finora acquisito, evidenziando
e sottoponendo ad ulteriori valutazioni la presenza di specifiche alterazioni
della funzionalità e della modulazione delle sinapsi glutammatergiche e
GABAergiche nel SNC di topi con SM sperimentale. Questo anche in considerazione
del fatto che non risulta chiaro in che rapporto tali alterazioni, che
forniscono comunque importanti informazioni per lo sviluppo di strategie
neuroprotettive nella Sclerosi Multipla, siano con la abnorme risposta immunitaria
che è alla base di tale grave condizione patologica.
2006 751

STUDIO DEL RUOLO DEGLI ZUCCHERI
NELLA EZIOLOGIA
DELLA SCLEROSI MULTIPLA
Coordinatore scientifico di progetto
ANNA MARIA PAPINI
Università di Firenze
U.O. 2 – Luca Battistini
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2003 – Ministero dell’Università e della Ricerca
“ Programmi FIRB. Internalizzazione ”
Art. 12 bis, d.lgs. 229/999

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Dipartimento di Chimica Organica (Università di Firenze) –
Anna Maria Papini
U.O. 2 – Unità di Neuroimmunologia (IRCCS Fondazione Santa Lucia, Roma) –
Luca Battistini
U.O. 3 – Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari (CNR, Padova) –
Pietro Traldi
U.O. 4 – Dipartimento di Fisica (Università di Firenze) – Roberto Livi
Partner internazionale
U.O. 5 – Laboratory for translation research (Harvard Medical School, Cambridge,
Ma-USA) – Michael Chorev
ABSTRACT
Questo progetto di ricerca presenta un approccio multidisciplinare finalizzato
allo studio del ruolo delle modificazioni post-traduzionali (MPT) nella
patogenesi della Sclerosi Multipla (SM) ed è focalizzato a generare strumenti
diagnostici/prognostici per uso clinico.
In particolare, ci proponiamo di studiare in dettaglio il ruolo della glicosilazione
e della glicazione come strumenti diagnostici per rivelare, monitorare
e valutare il trattamento della SM. I nostri studi forniranno un’ulteriore prova
dei principali meccanismi di questa malattia.
Il gruppo di R. Livi (U.O. 4) effettuerà studi di dinamica molecolare per
l’identificazione di putative sequenze missenso nelle glicoproteine della mielina
che possono generare nuovi antigeni (Ag) riconosciuti da autoanticorpi.
M. Chorev e N. Tarragona (U.O. 5) analizzeranno campioni di sieri e
liquido cerebrospinale (CSF) di pazienti affetti da SM raccolti da L. Battistini
(U.O. 2) e dal gruppo di A.M. Papini (U.O. 1) con il set di anticorpi contro proteine
CD59 non specificamente glicate e CD59 glicate per identificare le
diverse isoforme presenti nei biofluidi.
Il gruppo di P. Traldi (U.O. 3) effettuerà le analisi proteomiche per le proteine
N-glicosilate della mielina nel siero e nel FCS di pazienti affetti da SM in
diversi stadi della malattia e del trattamento, a confronto con soggetti sani.
Inoltre P. Traldi analizzerà anche gli stessi campioni clinici per identificare le
diverse isoforme di CD59. Le analisi avranno lo scopo di identificare i dettagli
strutturali delle MPT.
Il gruppo di M. Chorev e J.A. Halperin (U.O. 5) e il gruppo di A.M. Papini
(U.O. 1) intraprenderanno la sintesi chimica di nuovi probe antigenici glucosilati
e glicati selezionati tramite dinamiche molecolari e un approccio proteomico
affrontato rispettivamente da R. Livi e P. Traldi.
Il gruppo di L. Battistini raccoglierà sieri e FCS da pazienti malati e da
donatori sani per il lavoro di Traldi ed effettuerà gli studi immunologici
(risposta cellulare T e B) dei nuovi antigeni glicosilati e glicati per comprendere
il meccanismo molecolare del sottogruppo di SM mediato da anticorpi.
754 2006

Studio del ruolo degli zuccheri nella eziologia della Sclerosi Multipla
Inoltre gli studi immunologici porteranno alla selezione dei migliori probe
antigenici glicosilati e glicati e al loro uso per sviluppare test immunoenzimatici
basati su ELISA, e un possibile trattamento terapeutico basato su
una tecnologia selettiva di aferesi (una tecnologia di purificazione del sangue
basata su affinità).
Infine, sarà studiato il potenziale ruolo degli anticorpi CD59 nella patologia
della SM. A tal fine, M. Chorev e S. Cantel useranno la cromatografia di affinità
per isolare anticorpi collegati a CD59. Questi anticorpi saranno caratterizzati da
P. Traldi per identificare la loro struttura dettagliata. Sulla base della struttura
M. Chorev e S. Cantel sintetizzeranno questi antigeni e li utilizzeranno per identificare
i corrispondenti auto-anticorpi. I nuovi antigeni saranno usati come
strumenti diagnostici-prognostici e come base per uno sviluppo di una nuova
terapia per la SM. Un approccio simile sarà applicato da P. Traldi agli anticorpi
anti-CSF114(Glc) precedentemente purificati dal gruppo di A.M. Papini.
ATTIVITÀ PREVISTE
U.O. 4 – Il gruppo di R. Livi effettuerà studi di dinamica molecolare per
l’identificazione di putative sequenze missenso nelle glicoproteine della mielina
che possono generare:
a) nuove sequenze di consenso della glicosilazione in una struttura a
beta-hairpin, mimate da CSF114(Glc);
b) una mutazione missenso che modifica la conformazione in prossimità
di un sito di glicosilazione esistente in modo da presentare la glicosilazione in
una conformazione a beta-hairpin.
In particolare si affronterà la modellizzazione di residui saccaridici nel
contesto di simulazioni di docking per le proteine coinvolte.
Metodi Monte Carlo, seguiti da simulazioni di dinamica molecolare combinate
con la recente procedura detta “ umbrella sampling ”, verranno utilizzati
per il riconoscimento delle possibili regioni implicate nell’interazione
antigene-anticorpo.
U.O. 5 – M. Chorev e N. Tarragona analizzeranno campioni di sieri e
liquido cerebrospinale (CSF) di pazienti affetti da SM raccolti da L. Battistini
e dal gruppo di A.M. Papini con il set di anticorpi contro proteine non specificamente
glicate, CD59 e CD59 glicate per identificare le diverse isoforme presenti
nei biofluidi.
U.O. 3 – Il gruppo di P. Traldi effettuerà le analisi proteomiche per le proteine
N-glicosilate della mielina nel siero e nel FCS di pazienti affetti da SM in
diversi stadi della malattia e del trattamento, a confronto con soggetti sani.
Saranno inoltre analizzati gli stessi campioni clinici per identificare le diverse
isoforme di CD59 con lo scopo di identificare i dettagli strutturali delle MPT.
U.O. 5 e U.O. 1 – Il gruppo di M. Chorev e J.A. Halperin ed il gruppo di
A.M. Papini intraprenderanno la sintesi chimica di nuovi probe antigenici glucosilati
e glicati selezionati tramite dinamiche molecolari e tramite un
approccio proteomico affrontati, rispettivamente, da R. Livi e P. Traldi.
2006 755

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 2 – Il gruppo di L. Battistini raccoglierà sieri e FCS da pazienti malati
e da donatori sani per il lavoro di Traldi ed effettuerà gli studi immunologici
(risposta cellulare T e B) dei nuovi antigeni glicosilati e glicati per comprendere
il meccanismo molecolare del sottogruppo di SM mediato da anticorpi.
U.O. 2 e U.O. 1 – I gruppi Battistini e Papini effettueranno studi immunologici
per la selezione dei migliori probe antigenici glicosilati e glicati e per il
loro uso volto allo sviluppo di test immunoenzimatici basati su ELISA, nonché
di un possibile trattamento terapeutico basato su una tecnologia selettiva
di aferesi (una tecnologia di purificazione del sangue basata su affinità).
Partendo dalla letteratura, sarà studiato il potenziale ruolo degli anticorpi
CD59 nella patologia della SM. A tal fine, M. Chorev e S. Cantel useranno la
cromatografia di affinità per isolare anticorpi collegati a CD59. Questi anticorpi
saranno caratterizzati da P. Traldi per identificare la loro struttura dettagliata.
Sulla base della struttura, M. Chorev e S. Cantel sintetizzeranno gli
antigeni da utilizzare per l’dentificazione dei corrispondenti auto-anticorpi.
Questi nuovi antigeni saranno usati come strumenti diagnostico-prognostici e
come base per uno sviluppo di una nuova terapia per la SM. Un approccio
simile sarà applicato da P. Traldi agli anticorpi anti-CSF114(Glc) precedentemente
purificati dal gruppo di A.M. Papini.
RISULTATI ATTESI
Nuove idee, nuove conoscenze, nuovi modelli interpretativi di fenomeni
complessi – Molte malattie autoimmuni sono associate a modificazioni posttraduzionali
(MPT), che sembrano alterare la funzione e l’immunogenicità
di antigeni proteici. La glicosilazione è la più importante MPT delle proteine
e riveste un ruolo cruciale nella risposta immunitaria. A causa dell’eterogeneità
dei putativi siti di glicosilazione e della diversità degli enzimi coinvolti,
è importante lo studio del ruolo degli zuccheri. A livello molecolare le MPT
sono in grado di modificare la conformazione delle glicoproteine e di
influenzare le interazioni proteina-proteina. Si pensa perciò che gli zuccheri
mascherino gli epitopi discontinui impedendone il riconoscimento da parte
del sistema immunitario come antigeni self, scatenando una risposta
autoimmune. L’antigenicità di epitopi che coinvolgono siti di glicosilazione
può dipendere dalla conformazione indotta dalla porzione saccaridica e/o
da una diretta partecipazione dello zucchero nel riconoscimento antigeneanticorpo.
Ultimamente è stato rivalutato il ruolo degli anticorpi nelle malattie
autoimmuni. È oramai accettato che una distinta forma di sclerosi multipla
(SM) coinvolga una demielinizzazione mediata da anticorpi. Nel Laboratorio
di A.M. Papini una ricerca multidisciplinare ha portato allo sviluppo di uno
specifico probe antigenico, CSF114(Glc), un glicopeptide in grado di rivelare,
isolare e caratterizzare specifici auto-anticorpi presenti nel siero di un significativo
numero di pazienti affetti da SM. CSF114(Glc) è il primo strumento
efficiente ed affidabile in grado di mostrare che una Nglucosilazione aberrante
è fondamentale nel riconoscimento anticorpale nella SM.
756 2006

Studio del ruolo degli zuccheri nella eziologia della Sclerosi Multipla
Anche la glicazione, una modificazione non enzimatica delle proteine, è
in grado di influire sulla loro attività biologica. In questo progetto di ricerca ci
proponiamo di studiare in dettaglio il ruolo della glicosilazione e della glicazione
come strumenti diagnostici per rivelare, monitorare e valutare il trattamento
della SM.
Messa in opera di metodologie scientifiche avanzate – Gli studi immunologici
(risposta cellulare T e B) sui nuovi antigeni glicosilati e glicati, volti a
comprendere il meccanismo molecolare del sottogruppo di SM mediato da
anticorpi, permetteranno di selezionare i migliori probe antigenici per tali
anticorpi ai fini di un loro impiego per lo sviluppo di test immunoenzimatici
basati su ELISA e per un possibile trattamento terapeutico basato su una tecnologia
selettiva di aferesi (una tecnologia di purificazione del sangue basata
su affinità).
Realizzazione di prototipi – Potranno essere realizzati prototipi di nuovi
test immunoenzimatici.
Sintesi di nuove molecole e/o di materiali artificiali – Sintesi chimica di
nuovi probe antigenici glucosilati e glicati selezionati tramite studi di dinamiche
molecolari ed approccio proteomico.
Contributo all’innovazione della produzione di beni e servizi – Sviluppo di
un test immunoenzimatico in fase solida (ELISA).
Instaurazione di rapporti di lavoro con giovani ricercatori – Saranno attivati
due nuovi contratti triennali e ulteriori contratti di ricerca per un totale di
altri quattro anni uomo.
OUTPUT
Pubblicazioni scientifiche – Sono previste pubblicazioni su riviste internazionali
“ peer reviewed ”.
Brevetti – È possibile che siano richiesti nuovi brevetti nel caso in cui i
prodotti della ricerca si rivelino di interesse industriale.
Comunicazioni a congressi nazionali e internazionali – Saranno presentate
comunicazioni orali o sotto forma di poster a congressi nazionali e internazionali.
2006 757

STUDIO DEL RUOLO DELLE REGIONI
SENSORIMOTORIE CORTICALI PRIMARIE
NEI FENOMENI DI AFFATICAMENTO INDOTTI
DA MOVIMENTI RIPETUTI DELL’ARTO
SUPERIORE IN LAVORATORI A RISCHIO
Responsabile scientifico di progetto
MARCO MOLINARI
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2004 – Istituto Superiore per la Prevenzione
e la Sicurezza sul Lavoro (ISPESL)

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE
È noto ormai da alcuni decenni che l’attività motoria, ed in generale il
flusso informativo neurofisiologico, tende a modellare l’attività corticale
con variazioni anche significative dell’organizzazione spaziale delle mappe
somatotopiche sia motorie che sensitive in particolare nelle aree primarie. Tale
fenomeno è stato oggetto di numerosi studi sia in condizioni fisiologiche che di
patologia e viene comunemente considerato uno dei meccanismi alla base della
adattabilità funzionale della corteccia cerebrale definita in questi ultimi tempi
con il termine plasticità cerebrale (Traversa e coll., 2000). Le modificazioni
funzionali e morfologiche delle aree corticali sono state spesso associate sia a
fenomeni di recupero funzionale postlesionale che allo sviluppo di forme patologiche
dello schema motorio quali le distonie d’uso (Tamburi e coll., 2003).
OBIETTIVI
Il presente progetto si propone di indagare le variazioni della rappresentazione
motoria corticale in Corteccia Motoria Primaria (M1) in relazione alla
attività motoria ripetitiva sia in soggetti naive che in soggetti che per motivi
professionali svolgono in modo continuativo gli stessi movimenti. In particolare
si focalizzerà l’attenzione su categorie professionali la cui attività motoria
ripetitiva viene svolta mediante gruppi muscolari ristretti. Infatti, quando
viene utilizzato un numero limitato di muscoli per eseguire un movimento
ripetitivo è presente una ridotta variabilità esecutiva. In tali condizioni è probabile
che sia presente una attivazione ripetitiva e continuata dello stesso
schema motorio. In questa situazione, se da una parte è più semplice la mappatura
della corrispondente area corticale, dall’altra è più semplice verificare
sperimentalmente eventuali modificazioni della stessa.
METODI
Per il presente progetto verranno utilizzati soggetti di età variabile fra i 30
ed i 65 anni, destrimani, privi di patologie internistiche, psichiatriche o neurologiche
in atto.
Verranno allestiti due gruppi sperimentali; il primo composto da soggetti
che non svolgano abitualmente una attività motoria ripetitiva della mano, il
secondo di soggetti che per motivi professionali svolgano attività ritmica della
mano destra per periodi temporali significativi e continuati.
Verranno preliminarmente analizzate varie categorie di lavoratori che utilizzino
sistemi computerizzati che prevedono l’uso frequente del mouse. Un
altro gruppo di lavoratori che verrà preso in osservazione riguarda i musicisti
in quanto la loro attività prevede spesso una attivazione ripetitiva per lunghi
periodi di gruppi muscolari ridotti. Ulteriore motivo per l’osservazione di questa
categoria professionale è il frequente sviluppo di patologie diatoniche
associate con l’uso di strumenti. Tali categorie verranno selezionate per lo studio
neurofisiologico in base a durata e frequenza della attività motoria della
mano destra.
760 2006

Studio del ruolo delle regioni sensorimotorie corticali primarie nei fenomeni di affaticamento…
Tutti i soggetti di entrambi i gruppi sperimentali, dopo aver consentito di
partecipare allo studio ed aver firmato un consenso informato, saranno sottoposti
ad indagine neurofisiologica mediante studio dei Potenziali Evocati
Motori tramite Stimolazione Magnetica Transcranica focale (Rossini e coll.,
1999; Di Lazzaro e coll., 2004). Tale tecnica permette lo studio della rappresentazione
motoria corticale e della soglia di eccitabilità della M1.
L’apparecchiatura si compone di un generatore di corrente ad elevata
intensità e da una sonda mobile (coil) che viene posta in contatto diretto in
aree specifiche dello scalpo del soggetto corrispondenti ad aree corticali sottostanti.
Quando attivato, il generatore di corrente produce un campo elettrico
che viene veicolato lungo la sonda. Il campo elettrico a sua volta produce un
campo magnetico che ha la proprietà di poter passare attraverso le strutture
cerebrali sottostanti, in particolare la corteccia cerebrale, e modificarne l’attività
elettrica. Il campo magnetico così prodotto agisce sulle strutture corticali
determinandone una modificazione della attività elettrica che può perdurare
anche oltre il periodo della stimolazione stessa. Verrà valutata una serie di
parametri: estensione dell’area corticale di muscoli identificati in base al compito
motorio specifico, soglia di eccitabilità corticale. Particolare attenzione
verrà data alla valutazione delle differenze interemisferiche. Il gruppo di controllo
identificato svolgerà quindi dei compiti ripetitivi della mano secondo
un pattern di apprendimento implicito visuomotorio. Studi precedenti hanno
dimostrato come tale apprendimento sia associato a modificazioni transitorie
della eccitabilità corticale in M1 (Molinari e coll., 1997; Molinari e coll., 2002;
Pascual Leone e coll., 1996 ).
Nel protocollo proposto si valuteranno le eventuali modificazioni corticali
con particolare riferimento alle differenze interemisferiche in condizione di
apprendimento iniziale e di overlearning.
– Di Lazzaro V., Oliviero A., Pilato F., Saturno E., Dileone M., Mazzone P., Insola A.,
Tonali P.A., Rothwell J.C. (2004) Clin Neurophysiol 115(2): 255-266.
– Molinari M., Leggio M.G., Solida A., Ciorra R., Misciagna S., Silveri M.C., Petrosini
L. (1997) Brain 120: 1753-1762.
– Molinari M., Filippini V., Leggio M.G. (2002) Neuroscience 111(4): 863-870.
– Pascual-Leone A., Wasserman E.C., Grafman J., Hallet M. (1996) Exp Brain Res
107: 479-485.
– Rossini P.M., Pauri F., Cicinelli P., Pasqualetti P., Traversa R., Tecchio F. (1999)
Electroencephalogr Clin Neurophysiol 50 Suppl: 210-220.
– Tamburin S., Fiaschi A., Idone D., Lochner P., Manganotti P., Zanette G. (2003)
Mov Disord 18(11): 1316 1324.
– Traversa R., Cicinelli P., Oliveri M., Giuseppina Palmieri M., Filippi M.M., Pasqualetti
P., Rossini P.M. (2000) Clin Neurophysiol 111(9): 1695-1703.
2006 761

STUDIO EPIDEMIOLOGICO SUL RISCHIO
ALIMENTARE NEGLI ADOLESCENTI
Coordinatore scientifico di progetto
STEFANIA BANDINELLI
ASL 10 – Firenze
U.O.7 – Marco Traballesi
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2005 – Ministero della Salute
“ Ricerca Finalizzata ” – art. 12 bis d.lgs. 229/99

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Centro della Nutrizione e Gastroenterologia, Università degli Studi di
Firenze – Gianni Forti
U.O. 2 – Clinica di Gastroenterologia, Università Politecnica delle Marche,
Azienda Ospedaliero-Universitaria Ospedali Riuniti, Ancona –
Gianluca Sveglati-Baroni
U.O. 3 – DEART (Dipartimento di economia agraria e delle risorse territoriali),
Facoltà di Agraria, Università degli Studi di Firenze –
Leonardo Casini
U.O. 4 – Dipartimento di Scienza degli Alimenti, Università degli Studi di
Napoli Federico II – Filomena Morisco
U.O. 5 – Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche,
Università degli Sudi di Milano – Marisa Porrini
U.O. 6 – Fisiopatologia e clinica dell’aterosclerosi e della trombosi – Dipartimento
di Fisiopatologia Clinica, Azienda Ospedaliero-Universitaria
Careggi Università degli Sudi di Firenze –
Alessandro Casini e Domenico Prisco
U.O. 7 – Centro Studi in Alimentazione e Riabilitazione (CeSAR) – IRCCS
S. Lucia, Roma – Marco Traballesi
U.O. 8 – Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione
(INRAN), Roma – Ferdinando Romano
U.O. 9 – Laboratorio di Epidemiologia Clinica, Dipartimento di Geriatria –
Istituto Nazionale di Riposo e Cura Anziani (INRCA), Firenze –
Stefania Bandinelli
OBIETTIVI PRINCIPALI
• Effettuare un’indagine epidemiologica delle abitudini alimentari e dello
stile di vita in una popolazione di soggetti in età adolescenziale, per la valutazione
dell’aderenza ai criteri di una sana alimentazione e corretto stile di vita
in relazione alla prevenzione primaria di malattie cardiovascolari, metaboliche
e digestive.
• Valutare l’efficacia di un intervento di educazione alimentare nel modificare
il profilo di rischio della popolazione in esame.
• Effettuare un’integrazione alimentare con nutrienti selezionati al fine
di sviluppare cibi funzionali per correggere i deficit nutrizionali.
• Verificare a livello di mercato il grado di customer satisfaction e le
principali strategie di marketing e di comunicazione per la promozione
di tali cibi nel più generale processo di orientamento delle preferenze del
consumatore in ragione di una certa cultura alimentare e un più corretto
stile di vita.
764 2006

Studio epidemiologico sul rischio alimentare negli adolescenti
BREVE SINTESI DELLE CONOSCENZE DISPONIBILI
Un’alimentazione sana ed equilibrata sin dall’infanzia rappresenta una
garanzia per la salute in età adulta e per un ridotto rischio di malattie cardiovascolari
e metaboliche. È stato recentemente proposto che la salute in
età adulta ha radici profonde nei comportamenti e nell’esposizione a fattori
di rischio nell’età pre-adolescenziale ed adolescenziale. In particolare,
recenti osservazioni hanno evidenziato che l’esposizione ai tipici fattori
di rischio nell’infanzia e nell’adolescenza si associano ad una elevata prevalenza
di sindrome metabolica e predicono lo sviluppo di malattie cardiovascolari,
metaboliche e digestive nell’età adulta, suggerendo che lo sviluppo
delle condizioni patologiche inizia precocemente e si protrae in maniera
silente per decenni prima di rendersi evidente attraverso le sue manifestazioni
cliniche. È stato inoltre dimostrato che una corretta abitudine
alimentare e un sano stile di vita sono di più facile apprendimento nell’età
giovanile.
Studi epidemiologici condotti in Toscana e nelle altre regioni Italiane, su
popolazione adulta, hanno documentato una progressiva trasformazione delle
abitudini alimentari della popolazione in una dieta “ occidentale ” a carico di
un progressivo abbandono della dieta mediterranea, sinonimo di una sana e
corretta alimentazione. Questo progressivo cambiamento del profilo nutrizionale
si è verificato principalmente nella popolazione di età adolescenziale,
dove una riduzione dell’attività fisica e il prevalere di attività ricreative di tipo
sedentario si accompagnano ad un aumento della percentuale di grassi e proteine
animali e ad una riduzione del consumo di frutta, verdura e legumi.
Tutto ciò ha portato ad un aumento esponenziale di adolescenti obesi con susseguente
incremento del rischio di predisposizione verso malattie cardiovascolari,
digestive e metaboliche.
Studi condotti negli Stati Uniti oltre 10 anni fa hanno messo in evidenza
che la carenza di folati risulta più frequente con l’aumentare dell’età, coinvolgendo
anche una percentuale importante di soggetti in età giovane ed
adulta. Per ridurre le incidenze di malattie cardiovascolari, neoplastiche e
dei difetti del tubo neurale nei neonati, negli USA, è stata introdotta da
molti anni la supplementazione con folati in tutti i cibi che contengono graminacee.
Recenti dati di confronto della mortalità cardiovascolare in
periodo pre- e post-supplementazione hanno dimostrato come questa integrazione
funzionale sia in grado di ridurre l’incidenza delle più importanti
patologie croniche.
L’evoluzione del pensiero biomedico di questo ultimo decennio è stata
parallelamente accompagnata da interessanti risultati nel campo della preparazione,
conservazione e manipolazione degli alimenti da parte di tecnologi
agro-alimentari. Queste moderne procedure permettono oggi di arricchire
selettivamente alimenti di uso comune con ingredienti che conferiscano specifici
benefici medici oltre all’effetto puramente nutrizionale. Ecco quindi l’introduzione
di nuove terminologie come “ cibi funzionali ”, “ nutraceutici ”,
“ alimenti salutistici ”. Un’integrazine sempre più completa fra ricerca biomedica
e tecnologie agro-alimentari sembra quindi oggi la strategia vincente
2006 765

Sezione III: Attività per progetti
verso la prevenzione di molte patologie rilevanti nel nostro Paese. A questo
deve associarsi una campagna di educazione alimentare rivolta alla popolazione
ma anche a tutti coloro che, a vario titolo, ricoprono un ruolo di formazione
considerando come i temi della salute e della qualità degli alimenti in
questo senso rappresentano una componente sempre più importante anche
sul piano commerciale, rendendo interessante anche per le imprese del settore
investire in questa direzione.
Quali nuove conoscenze/informazioni il progetto si prefigge di produrre?
– Valutazione delle abitudini e conoscenze alimentari e dello stile di vita
di una popolazione di età adolescenziale.
– Valuazione dei parametri biochimici e genetici maggiormente coinvolti
nella patogenesi delle malattie multifattoriali.
– Dati epidemiologici di prevalenza sulla steatoepatopatia non-alcolica e
stress ossidativo in una popolazione adolescenziale.
– Valutazione dell’efficacia dell’intervento di educazione alimentare calibrato
sul target “ adolescenti ”.
– Dati sulla possibilità di integrazione di acido folico e omega-3 in
matrice di pasta secca.
– Studio di nutrigenomica sugli effetti degli acidi grassi n-3 PUFA sull’induzione
dei recettori nucleari a livello epatico.
METODOLOGIA
Arruolamento della popolazione – Sulla base delle liste delle classi di licei
(Firenze e Milano) fornite dal provveditorato scolastico verranno selezionati
600 adolescenti di età compresa tra i 14-17 anni (dalla Iª classe alla IVª classe
in modo che sia possibile eseguire in tutti i partecipanti un follow-up dopo un
anno dall’intervento mentre frequentano la stessa scuola). L’inizio dello studio
sarà preceduto da una presentazione del progetto nel corso del quale verranno
illustrati gli obiettivi principali della ricerca al termine del quale sarà
consegnato un questionario prelimiare nel quale si chiederà di rispondere a
domande relative alle malattie, eventuali interventi chirurgici ed informazioni
riguardanti la longevità dei nonni e la storia familiare riguardo a malattie cardiovascolari,
fratture, problemi cognitivi etc.
Questionari utilizzati – A ciascun soggetto partecipante allo studio verrà
distribuito un questionario alimentare per la valutazione dell’apporto calorico
medio e della composizione dei nutrienti della dieta, un questionario relativo
al grado di attività fisica svolta e un questionario sulle conoscenze alimentari.
Saranno raccolti dati anamnestici e clinici e saranno valutati importanti fattori
di rischio come il fumo e l’abuso di bevande alcoliche. Nell’ambito di tale
questionario si valuteranno anche il comportamento individuale che orienta
le scelte all‘atto dell’acquisto estendendo l’indagine anche ai soggetti preposti
alle effettive decisioni di spesa.
766 2006

Studio epidemiologico sul rischio alimentare negli adolescenti
Analisi strumentale e parametri biochimici – I soggetti vanno sottoposti
alla determinazione strumentale della morfologia epatica, con particolare
riguardo alla presenza di steatosi, attraverso metodica ecografia e alla determinazione
di livelli plasmatici di diversi parametri biochimici considerati
determinanti per la valutazione del rischio di sviluppo di malattia. In un campione
di soggetti verranno inoltre effettuate determinazioni del grado di fiitness
cardiorespiratoria.
Trattamento dei pazienti – Un intervento di educazione alimentare e comportamentale
verrà effettuato su un campione dei soggetti, in particolare sugli
adolescenti alunni di una scuola. In seguito all’intervento mirato verrà valutata
l’efficacia del trattamento attraverso una rivalutazione delle conoscenze
alimentari e delle abitudini alimentari, oltre alla rivalutazione del profilo biochimico.
Modelli “ in vivo ” – Al fine di formulare una ipotesi circa l’efficacia degli
acidi grassi n-3 PUFA sull’induzione di specifici recettori nucleari a livello
epatico sarà intrapreso uno studio con un modello animale non transgenico
“ in vivo ”.
Database, elaborazione statistica – Verrà effettuato un opportuno database
per l’archiviazione e organizzazione delle informazioni raccolte.
Analisi del mercato – Per effetto del “ trattamento dei pazienti ” e in funzione
dei risultati del precedente questionario, si valuterà ex-post l’efficacia
del processo attivato, sia a livello di riorientamento delle preferenze del consumatore,
considerando anche eventuali variazioni a livello di disponibilità a
pagare, sia a livello di imprese del settore, con indicazione delle possibili
forme di valorizzazione a livello di marketing mix dei contenuti innovativi
proposti dal progetto.
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
– Creazione di un “ database ” contenente una mappa dello stile di vita,
delle abitudini e delle conoscenze alimentari e di acquisto degli adolescenti
che frequentano le scuole medie superiori in diverse regioni del territorio
nazionale.
– Approfondimento epidemiologico dei fattori di rischio di malattia legati
ad una scorretta alimentazione/stile di vita.
– Validazione dell’intervento mirato di educazione alimentare e comportamentale
nelle scuole coinvolte nel progetto, ai fini dell’esportazione in altre
scuole dello stesso ordine e grado.
– Dati sulla prevalenza della steatoepatopatia non-alcolica, iperinsulinemia
e stress ossidativo nella popolazione adolescenziale.
– Messa a punto di nuovi test diagnostici, incluse metodiche PCR per
analisi dei polimorfismi genetici, per la diagnosi precoce di malattia.
– Produzione di pasta funzionale su scala industriale.
– Trasferibilità sull’uomo di studi di nutrigenomica su modelli animali.
2006 767

Sezione III: Attività per progetti
– Definizione delle possibili strategie per favorire la massima integrazione
tra i meccanismi di mercato, che regolano il comportamento i imprese
e consumatore, con l’azione di sensibilizzazione che il progetto intende promuovere
a livello di educazione alimentare e comportamentale.
Valore aggiunto dell’aggregazione tra soggetti diversi
– Valutazione nella popolazione adolescenziale italiana di eventuali differenze
di abitudini alimentari e di stile di vita nelle diverse aree geografiche.
– Valutazione dell’efficacia di un mirato intervento di educazione alimentare
nelle popolazioni in esame.
– Trasferimento di conoscenze specifiche allo studio di fattibilità biologica
del processo di integrazione alimentare di nutrienti protettivi per la salute.
– Ricerca di massime sinergie tra gli interessi del decisore pubblico,
rivolti alla salute alimentare, e gli interessi delle imprese di produzione legate
al confronto competitivo che il mercato impone.
ARTICOLAZIONE DEL PROGRAMMA
I Semestre – L’U.O. della Dott.ssa Bandinelli svilupperà l’organizzazione
dello studio attraverso la determinazione del sample size, della scelta delle
scuole secondo criteri di omogeneità e comparabilità, dell’informazione del
progetto alle famiglie, al corpo docente e agli organi istituzionali preposti.
Inoltre attuerà l’addestramento del personale medico e paramedico per la
valutazione clinica e strumentale dei soggetti in esame. In questo periodo
l’INRAN (direttore Prof. Romano) si occuperà di individuare i partecipanti al
gruppo di lavoro che inizierà a preparare il materiale didattico per l’attuazione
della strategia di intervento alimentare da effettuarsi successivamente.
Contemporaneamente l’U.O. della Dott.ssa Morisco metterà a punto le metodiche
necessarie per la valutazione del potere antiossidante nel sangue dei
soggetti da esaminare. Inoltre la stessa unità durante i primi 6 mesi, studierà
la possibilità di integrare alcuni nutrienti fondamentali in alimenti di uso
comune nella popolazione giovanile, quali la pasta, per la prevenzione di
malattie multifattoriali.
L’U.O. del Dott. Svegliati-Baroni effettuerà studi in vivo, su modelli animali
per valutare l’efficacia degli acidi grassi n-3 PUFA sui specifici recettori
nucleari (PPARγ) a livello epatocitario. L’U.O. del Prof. A. Casini durante il
primo semestre metterà a punto la determinazione dei livelli circolanti di n-
3 e n-6 PUFA e ac. arachidonico. Inoltre effettuerà la preparazione del personale
dietista alla valutazione nutrizionale dei soggetti in esame e di personale
medico qualificato per la esecuzione dell’ecografia epatica per la valutazione
quantitativa dell’eventuale steatosi epatica.
Nello stesso semestre l’U.O. del Prof. Prisco effettuerà la prepazione del
personale medico per la valutazione clinica dei soggetti. Inoltre tale unità si
occuperà della messa a punto delle metodiche di microarray technology
necessarie alla determinazione dei polimorfismi a carico dei geni che codificano
per proteine coinvolte nel metabolismo dell’omocisteina.
768 2006

Studio epidemiologico sul rischio alimentare negli adolescenti
L’U.O. della Prof.ssa Porrini si occuperà di preparare i dietisti alla valutazione
nutrizionale e clinica dei soggetti in esame. In aggiunta, si occuperà
della messa a punto della determinazione dei livelli circolanti di vitamina E,
vitamina C e carotenoidi e dell’organizzazione dello studio relativo all’influenza
della prima colazione sul comportamento alimentare.
L’U.O. del Prof. L. Casini durante il primo semestre effettuerà studi di marketing
applicati al settore nutrizionale esaminando in particolare gli aspetti
della qualità alimentari percepita dal consumatore e i meccanismi di customer
satisfaction finalizzati all’orientamento delle innovazioni di prodotto.
L’U.O. del Dott. Traballesi si occuperà della messa a punto delle metodiche
atte a valutare il dispendio energetico e il grado di fitness cardiorespiratoria
dei soggetti comparando test al cicloergometro con test al tapis
roulant. Svilupperà inoltre questionari sulle attitudini e le pratiche relative
all’attività fisica.
II semestre – Tre unità operative, due situate presso l’Azienda Ospedaliero-
Universitaria di Careggi-Firenze (responsabili il Prof. Prisco e il Prof. A.
Casini), e una presso l’Università di Milano (responsabile Prof.ssa Porrini)
provvederanno all’arruolamento di 600 adolescenti di età compresa tra 14-18
anni, frequentanti le scuole medie superiori e alla valutazione delle abitudini
alimentari e dello stile di vita.
Le unità opertive dei Proff. Prisco e A. Casini si occuperanno di effettuare
le visite mediche organizzate in maniera tale da integrare informazioni anamnestiche
e documentali. Inoltre tali unità effettueranno l’esecuzione di un prelievo
di sangue venoso periferico al fine di valutare parametri maggiormente
correlati all’insorgenza di malattie multifattoriali.
Le aliquote di plasma dei soggetti arruolati verranno inviate alla U.O. della
Dott.ssa Morisco per la determinazione del potere antiossidante (idroperossidi,
FRAP, GSH) e dell’insulineia, all’U.O. del Prof. A. Casini per la determinazione
dei livelli plasmatici in n-3 / n-6 PUFA e acido arachidonico, all’U.O. del Prof.
Prisco per la determinazione dei parametri biochimici e genetico-molecolari
maggiormente correlati con l’insorgenza di patologie cardiovascolari, digestive
e metaboliche e all’U.O. della Prof.ssa Porrini per la determinazione dei livelli
circolanti della vitamina E, vitamina C e carotenoidi.
Le unità operative afferenti ai Proff. A. Casini e Prisco a Firenze e alla
Prof.ssa Porrini, a Milano, effettueranno la valutazione delle abitudini alimentari
e dello stato nutrizionale mediante la somministrazione del questionario
di frequenza di consumo degli alimenti, validato precedentemente in Italia
(Fidanza 1998 Int J Epidemol) e aggiornato nel 2002. Inoltre, l’U.O. afferente
al Prof. Casini effettuerà la valutazione strumentale della morfologia epatica
attraverso metodica ecografica.
L’U.O. della Prof.ssa Porrini, inoltre, effettuerà lo studio dell’effetto della
prima colazione sul comportamento alimentare.
L’Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione (Prof.
Romano), a seguito della determinazione nutrizionale attraverso il questionario
alimentare effettuata dalle unità del Prof. A. Casini, del Prof. Prisco e della
Prof.ssa Porrini, si occuperà di completare e verificare il materiale preparato
2006 769

Sezione III: Attività per progetti
per l’intervento di educazione alimentare e sarà definita e avviata la parte di
allestimento grafico e stampa di tutto l’occorrente.
Inoltre, l’U.O. del Dott. Svegliati-Baroni effettuerà studi in vivo, su
modelli animali per valutare l’efficacia degli acidi grassi n-3 PUFA sui specifici
recettori nucleari a livello epatico.
L’U.O. del Prof. L. Casini nel secondo semestre effettuerà studi di marketing
applicato al settore nutrizionale esaminando, attraverso la somministrazione
di un apposito questionario, le preferenze che orientano le scelte di
acquisto, studiando in particolare per i soggetti esaminati l’eventuale distinzione
tra il soggetto che effettua l’acquisto e il consumatore finale.
L’U.O. del Dott. Traballesi si occuperà della valutazione dell’uso del
tempo, del dispendio energetico e del grado di fitness dei soggetti, nonché
delle attitudini e delle pratiche relative all’attività fisica.
Presso la U.O. della Dott.ssa Morisco saranno completati gli studi in scala
laboratorio sulla stabilità e la permanenza di acido folico e omega-3 nella
pasta essiccata.
III semestre – Le due unità dei Proff. Prisco e A. Casini si occuperanno di
completare la visita medica con l’esecuzione di un prelievo di sangue venoso
periferico nella popolazione in esame. Le aliquote di plasma dei soggetti
arruolati verranno inviate alla U.O. della Dott.ssa Morisco per i parametri di
stress ossidativo (idroperossidi, FRAP, GSH) e dell’insulinemia, all’U.O. del
Prof. A. Casini per la determinazione dei livelli plasmatici di n-3 / n-6 PUFA e
acido arachidonico, all’U.O. del Prof. Prisco per la determinazione dei parametri
biochimici e genetico-molecolari maggiormente correlati con l’insorgenza
di patologie cardiovascolari, digestive e metaboliche e all’U.O. della
Prof.ssa Porrini per la determinazione dei livelli circolanti della vitamina E,
vitamina C e carotenoidi.
Le unità afferenti ai Proff. A. Casini e Prisco a Firenze e alla Prof.ssa Porrini,
in Milano, continueranno la valutazione delle abitudini alimentari e dello
stato nutrizionale mediante la somministrazione del questionario di frequenza
di consumo degli alimenti e la valutazione delle conoscenze alimentari.
Inoltre, l’U.O. afferente al Prof. A. Casini continuerà la valutazione strumentale
della morfologia epatica attraverso metodica ecografica. L’U.O. della
Prof.ssa Porrini continuerà lo studio dell’effetto della prima colazione sul
comportamento alimentare.
L’INRAN distribuirà i materiali prodotti agli adolescenti campionati, e
seguirà, con interventi periodici, l’andamento delle fasi dell’intervento
ideato.
L’U.O. della Dott.ssa Morisco si occuperà in particolare di valutare lo
studio dei parametri di stress ossidativi e dell’insulinemia nei campioni
della popolazione in esame. Inoltre, partendo dalle informazioni sulle
carenze nutrizionali emerse dalle interviste effettuate ai soggetti studiati,
realizzerà su scala pilota una pasta secca con acido folico e omega-3 che
potrà essere proposta come alimento funzionale per la prevenzione di
malattie multifattoriali in alimenti di uso comune nella popolazione giovanile
(cibi funzionali).
770 2006

Studio epidemiologico sul rischio alimentare negli adolescenti
Inoltre, l’U.O. del Dott. Svegliati-Baroni sulla base dei risultati ottenuti sul
modello animale recluterà un gruppo di pazienti affetti da steatosi epatica per
valutare l’espressione epatica dei recettori nucleari degli acidi grassi n-3
PUFA.
L’U.O. del Prof. L. Casini nel secondo semestre procederà alla organizzazione
dei risultati derivanti dall’indagine diretta in uno specifico data-base e
alla successiva analisi critica degli stessi.
L’U.O. del Dott. M. Traballesi si occuperà della valutazione dell’uso del
tempo, del dispendio energetico e del grado di fitness dei soggetti, nonché
delle attitudini e delle pratiche relative all’attività fisica.
IV semestre – I soggetti arruolati durante il secondo e terzo semestre e sottoposti
all’intervento di educazione alimentare da parte dell’INRAN verranno
nuovamente rivalutati attraverso un questionario alimentare (di abitudini e
conoscenze) dello stile di vita dalle unità operative 2 situate presso l’Azienda
Ospedaliera-Università di Careggi-Firenze (responsabili: Proff. Prisco e
A. Casini) e 1 presso l’Università di Milano (responsabile: Prof.ssa Porrini) per
valutare l’eventuale modificazione dello stato nutrizionale, dello stile di vita o
più semplicemente delle conoscenze alimentari.
Le unità dei Proff. Prisco e A. Casini si occuperanno di completare
la visita medica organizzata con il prelievo di sangue allo scopo di valutare
eventuali cambiamenti nei parametri biochimici in relazione all’intervento
di educazione alimentare. Le unità afferenti al Prof. A. Casini e Prof. Prisco
a Firenze e alla Prof.ssa Porrini, in Milano, completeranno la valutazione
dello strato nutrizionale. Inoltre, l’U.O. del Prof. A. Casini effettuerà la
valutazione strumentale della morfologia epatica attraverso metodica ecografica.
L’U.O. della Dott.ssa Morisco si occuperà di effettuare l’analisi dei risultati
dei parametri di stress ossidativo e dell’insulinemia nei campioni della popolazione
in esame e di effettuare la correlazione con i parametri clinici, biochimici
e strumentali.
L’U.O. del Prof. Prisco si occuperà di determinare parametri biochimici
maggiormente correlati con l’insorgenza di patologie cardiovascolari, digestive
e metaboliche, quella del Prof. A. Casini si occuperà della determinazione
dei livelli circolanti di n-3 PUFA e n-6 PUFA e acido arachidonico.
L’U.O. del Dott. Svegliati-Baroni studierà mediante metodiche immunoistochimiche
e di Western blotting l’espressione epatica dei recettori nucleari
per gli acidi grassi n-3 PUFA sulle biopsie epatiche dei pazienti selezionati con
steatosi epatica.
L’U.O. del Dott. M. Traballesi effettuerà l’analisi dei dati relativi all’uso del
tempo, al dispendio energetico e alle attitudini e alle pratiche relative all’attività
fisica, raccolti in collaborazione con le altre unità. L’U.O. elaborerà infine
raccomandazioni relative al miglioramento dello stile di vita in questo gruppo
di età.
Infine, negli ultimi tre mesi del progetto sarà organizzato un evento conclusivo
che vedrà la partecipazione di tutti i ragazzi coinvolti nelle diverse fasi
operative del progetto stesso. In tale occasione saranno illustrati i risultati dei
2006 771

Sezione III: Attività per progetti
questionari raccolti e saranno effettuate prove di assaggio degli alimenti funzionali
preparati dall’U.O. della Dott.ssa Morisco durante il progetto.
Sempre in tale ambito, l’U.O. del Prof. L. Casini somministrerà ai soggetti
un nuovo questionario per verificare in quale misura l’intervento di educazione
alimentare modifichi il comportamento della domanda e per testare
puntualmente le possibili modalità per evidenziare nel marketing mix gli esiti
espressi dal campione nell’ambito dei test di palatabilità e di gradimento sensoriale.
E si esplorerà l’eventuale variazione nei termini di disponibilità a
pagare e, di conseguenza, il corretto posizionamento strategico in cui i prodotti
innovativi si troveranno a competere.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 7 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia IRCCS.
772 2006

Studio epidemiologico sul rischio alimentare negli adolescenti
U. O. 7 – CeSAR (Centro Studi in Alimentazione e Riabilitazione)
Marco Traballesi
CONTRIBUTO SPECIFICO FORNITO AL PROGRAMMA
L’U.O. IRCCS Fondazione S. Lucia svilupperà un protocollo per la determinazione
del livello di attività fisica e di fitness cardiorespiratoria che sarà
poi utilizzato nel campione di adolescenti seguiti nell’intero programma. Il
protocollo prevede l’uso di accelerometri e cardiofrequenzimetri da portare
per una intera giornata, congiuntamente a diari di attività. Saranno inoltre
effettuate determinazioni del metabolismo basale e dei costi di attività standardizzate
utilizzando un metabolimetro K4B2. Saranno inoltre sviluppati
questionari sulle conoscenze, le attitudini e le pratiche relative all’attività
fisica. L’analisi dei dati consentirà di illustrare l’uso del tempo, di stimare il
dispendio energetico e di comprendere le ragioni delle scelte compiute
rispetto all’attività fisica e sportiva.
METODOLOGIA
Nella prima fase del progetto (anno 1) saranno confrontate diverse
metodologie per la valutazione della fitness cardiorespiratoria, determinando
la VO2 max con test su cicloergometro e su tapis roulant. In secondo
luogo, saranno effettuate misure del costo di attività standardizzate e del
quoziente respiratorio a diversa distanza temporale dalle occasioni di consumo
di alimenti, nonché in risposta a pasti standardizzati, su campioni di
adolescenti di sesso maschile e femminile, utilizzando un metabolismo
K4B2. Saranno inoltre utilizzati accelerometri e cardiofrequenzimetri per la
misura del livello di attività fisica. Saranno infine sviluppati un questionario
sull’uso del tempo e un questionario sulle attitudini e le pratiche relative
all’attività fisica.
Nella seconda fase del progetto (secondo semestre anno 1, primo
semestre anno 2) i protocolli e gli strumenti sviluppati saranno applicati
ai campioni di adolescenti selezionati dalle altre unità operative. Si
chiederà alle altre unità di somministrare ai campioni di adolescenti da esse
studiati il questionario sulle attitudini e le pratiche relative all’attività fisica
e il diario sull’uso del tempo. Quest’ultimo sarà ripetuto per tre giorni
diversi della settimana, a distanza di due settimane l’uno dall’altro, così
da ottenere una migliore rappresentazione dello stile di vita. In alcune Unità
saranno inoltre utilizzate determinazioni del livello di attività fisica
mediante l’uso degli accelerometri o dei cardiofrequenzimetri. A Roma
saranno inoltre effettuate determinazioni del livello di fitness cardiorespiratoria
in un campione di adolescenti di diversa età, stadio di sviluppo
e sesso.
Nella terza fase (secondo semestre anno 2) sarà effettuato l’inserimento
dei dati sull’uso del tempo e sulle attitudini e le pratiche relative all’attività
2006 773

Sezione III: Attività per progetti
fisica. Saranno inoltre analizzati i dati tratti dalle misure oggettive di attività
fisica (con accelerometri e cardiofrequenzimetri), così da interpretare e convalidare
le informazioni ottenute con i questionari. L’analisi dei dati consentirà
di descrivere l’uso del tempo delle diverse coorti di adolescenti, di conoscere
le ragioni delle scelte relative all’attività fisica e di valutare il livello di
fitness cardiorespiratoria nei soggetti di diversa età e sesso.
774 2006

UTILIZZO DELLA VIBRAZIONE MUSCOLARE
NEL RECUPERO MOTORIO
IN PAZIENTI CON ESITI DI ICTUS CEREBRALE
Responsabile scientifico di progetto
BARBARA MARCONI
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2006 – Regione Lazio

Sezione III: Attività per progetti
INTRODUZIONE
L’ictus è tra le più comuni cause di disabilità insorgente nell’età adulta. Sei
mesi dopo l’evento vascolare, solo il 60% delle persone sottoposte ad intervento
riabilitativo ha raggiunto un’indipendenza nelle semplici attività della vita quotidiana.
Questo processo di recupero motorio è spesso ostacolato dalla presenza
di spasticità, una condizione patologica tipica dell’ictus, ma presente in numerose
altre patologie neurologiche, che si caratterizza per un aumento abnorme
del tono muscolare a riposo. La spasticità può interferire in misura rilevante sul
movimento ed alterarne l’esecuzione; essa può interessare, diffusamente, la
muscolatura del tronco e degli arti o, selettivamente, determinati muscoli e, in
particolare quando compromette i movimenti distali e fini dell’arto superiore,
risulta molto invalidante per la qualità della vita del paziente.
Le ragioni per trattare la spasticità sono dunque diverse in quanto la sua
riduzione favorisce l’applicazione di programmi di terapia fisica ed occupazionale.
In aggiunta alla tradizionale terapia fisica, sono comunemente usate
altre terapie per il trattamento della spasticità che includono gli anestetici
locali, i blocchi nervosi con alcool e fenolo, la tossina botulinica A, i trattamenti
farmacologici con GABA-agonisti (baclofen) e benzo-diazepine. Questi
farmaci possono però presentare effetti secondari sistemici e centrali che ne
limitano l’uso soprattutto nel paziente con deficit cognitivi e/o epilessia.
Diverse ricerche hanno dimostrato che le reti nervose deputate al controllo
motorio costituiscono un substrato plastico, possono cioè essere modificate
mediante trattamenti non invasivi e non farmacologici. La vibrazione
meccanica costituisce uno stimolo potente e specifico per queste reti e, dal
1963, sono state condotte numerose ricerche per definire un protocollo di stimolazione,
basato sulla vibrazione meccanica, in grado di produrre modifiche
persistenti e selettive del controllo motorio.
Solo recentemente, tuttavia, sono stati individuati parametri di vibrazione
in grado di dare effetti persistenti oltre la fine della stimolazione vibratoria
meccanica. Due lavori molto recenti (Brunetti O., Filippi G.M., et al. (2006)
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 14(11): 1180-1187; Fattorini L., Ferraresi
A., et al. (2006) Eur J Appl Physiol 98(1): 79-87) hanno dimostrato la possibilità
di indurre modifiche della funzione neuromotoria di notevole ampiezza e
durata (mesi) sia in soggetti sani, sia in pazienti. In entrambi i lavori, gli
effetti ottenuti con il medesimo protocollo e con la medesima specifica strumentazione,
sono stati attribuiti a modifiche plastiche dei sistemi neuromotori
sottesi al controllo articolare.
OBIETTIVI
La regolazione della funzione articolare è considerata una delle funzioni
più complesse e cruciali del nostro sistema motorio ed un suo alterato controllo
è alla base della spasticità. La possibilità di controllare o ridurre significativamente
la perdita di controllo articolare, presente in molte patologie e
tipica della spasticità, con una procedura assolutamente non invasiva e non
farmacologica, quale la vibrazione meccanica, appare fortemente suggestiva.
Le recenti pubblicazioni suggeriscono che tale possibilità è oggi considerabile.
776 2006

Utilizzo della vibrazione muscolare nel recupero motorio in pazienti con esiti di ictus…
Partendo da questa ipotesi, uno studio preliminare eseguito su soggetti
sani, condotto dalla Dr.ssa Marconi e collaboratori presso la Fondazione
Santa Lucia, ha documentato che, dopo vibrazione muscolare, si assiste ad un
aumento dell’inibizione corticale in quella porzione di cervello che manda il
comando ai muscoli scheletrici. Nel loro insieme, questi dati suggeriscono che
sia possibile agire direttamente sui circuiti di controllo motorio inducendo
modifiche tali da produrre una significativa riduzione della spasticità nel
paziente neurologico, e quindi da favorirne il recupero motorio.
Lo scopo di questo progetto di ricerca sarà quello di sottoporre una
popolazione selezionata di pazienti con spasticità in esito da ictus cerebrale
ad una serie di valutazioni cliniche (punteggi ottenuti prima e dopo trattamento
nelle principali scale di valutazione neurologica e di disabilità
funzionale) e neurofisiologiche precedenti e successive al protocollo di stimolazione
meccanica di forza.
Il protocollo si baserà sul trattamento documentato nelle pubblicazioni
scientifiche sopra citate e si svolgerà per 3 giorni consecutivi, effettuando 3
applicazioni al giorno della durata di 10 minuti. Per valutare i cambiamenti
neurofisiologici nella corteccia motoria dei pazienti affetti da spasticità, verrà
effettuata una valutazione mediante Stimolazione Magnetica Transcranica
(TMS). La TMS è una metodica in grado di studiare, in maniera non invasiva
i fenomeni eccitatori (soglia di eccitabilità, potenziali evocati motori o MEP,
curve di facilitazione intracorticale al doppio stimolo magnetico) ed inibitori
(periodo silente EMG o SP, curve di inibizione intracorticale al doppio stimolo
magnetico) della corteccia motoria del soggetto sano così come del
paziente neurologico.
Numerosi studi con TMS hanno dimostrato che, nella spasticità secondaria
a lesione delle vie motorie centrali, si assiste ad una alterazione della
soglia di eccitabilità, del tempo di conduzione centrale, della durata del
periodo silente e delle curve di inibizione/facilitazione intracorticale. Utilizzando
stimoli magnetici focali è possibile inoltre studiare l’organizzazione
somatotopica delle aree di rappresentazione corticale dei vari muscoli, in
particolare dei muscoli della mano e del braccio e di valutare i processi di
riorganizzazione plastica secondari a lesioni neurologiche. In particolare, la
valutazione neurofisiologica mediante TMS riguarderà la rappresentazione
corticale del muscolo affetto da spasticità prima e dopo trattamento con stimolazione
meccanica di forza secondo il protocollo sopra descritto.
Le valutazioni cliniche e neurofisiologiche verranno effettuate prima e dopo
il trattamento a diversi intervalli temporali (1 settimana, 1 mese, 3 mesi) al fine
di valutare se le modificazioni corticali osservate sono persistenti nel tempo.
Discussione
La possibilità di ridurre la spasticità in esito ad ictus cerebrale mediante
tale trattamento può rappresentare un importante ed innovativo approccio,
del tutto non invasivo, ad una patologia frequente e altamente invalidante.
Inoltre, documentare i fenomeni di plasticità corticale e la loro persistenza nel
tempo può costituire un potente strumento per la valutazione dei meccanismi
di recupero funzionale e per la quantificazione della risposta terapeutica.
2006 777

VALUTAZIONE NEUROFISIOLOGICA
E IMMUNO-MOLECOLARE IN TOPI EAE
E IN PAZIENTI CON SM E DEFICIT COGNITIVI
Coordinatore scientifico di progetto
LUCA BATTISTINI
IRCCS S. Lucia
U.O. 1 – Luca Battistini
IRCCS S. Lucia
U.O. 3 – Francesco Cecconi
Università di Roma Tor Vergata – IRCCS S. Lucia
U.O. 5 – Paola Bossù
IRCCS S. Lucia
Finanziamento 2005 – Ministero della Salute “ Programmi speciali ”
Art. 12 bis, d.lgs. 229/99

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Unità di Neuroimmunologia (Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma) –
Luca Battistini
U.O. 2 – Unità di Neuroimmunologia (Fondazione San Raffaele del Monte
Tabor, Milano) – Gianvito Martino
U.O. 3 – Unità di Neuroembriologia Molecolare (Fondazione Santa Lucia
IRCCS, Roma) – Francesco Cecconi
U.O. 4 – Laboratorio di Neurofisiologia, Dipartimento di Neuroscienze (Università
di Roma Tor Vergata) – Diego Centonze
U.O. 5 – Unità di Neuropsicobiologia Sperimentale (Fondazione Santa Lucia
IRCCS, Roma) – Paola Bossù
MOTIVAZIONI E OBIETTIVO FINALE
Nel presente progetto ci proponiamo di individuare e validare markers biologici
e funzionali associati a deficit cognitivi in pazienti con Sclerosi Multipla
(SM) e in topi EAE. Lo studio clinico, neurofisiologico, immunologico e biomolecolare
su pazienti con SM fornirà un importante complemento allo studio
puramente sperimentale. Il progetto si articola quindi in due diversi momenti:
1. L’encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE) verrà indotta in
topi C57BL/6 mediante immunizzazione con proteina oligodendrocitaria della
mielina (MOG). Gli animali saranno quindi sacrificati in diversi momenti
dopo l’immunizzazione, corrispondenti alle fasi di picco e cronicità della
malattia e saranno studiati parametri comportamentali, elettrofisiologici,
morfologici, biomolecolari ed immunologici.
2. Parallelamente alla valutazione della fase di malattia nei topi EAE si
procederà, nei laboratori coinvolti nello studio, alla valutazione cognitiva, biomolecolare
ed immunologica in pazienti affetti da Sclerosi Multipla con
disturbi cognitivi nelle varie fasi di malattia.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
Il progress report relativo al progetto dovrebbe riassumere i risultati ottenuti
dalle Unità Operative coinvolte. I risultati dovrebbero essere valutati considerato
ciò che era stato proposto nel progetto originario. Il coordinatore ed i
responsabili scientifici delle Unità Operative dovrebbero specificare i seguenti
punti nel progress report: risultati finali ottenuti, pubblicazioni inerenti il progetto,
differenze concernenti ciò che era stato proposto spiegando, eventualmente,
perché gli obiettivi di ricerca non sono stati raggiunti.
OBIETTIVI INTERMEDI
Nel corso della prima fase del programma, ci proponiamo di:
• Caratterizzare i processi di morte cellulare tipici di apoptosi ed autofagia
in modelli animali di encefalomielite autoimmune sperimentale.
780 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
• Validare markers fenotipici o funzionali utili a identificare nuove sottopopolazioni
di linfociti T regolatori nei topi EAE.
• Studiare l’attività funzionale dei recettori NMDA del glutammato e la
frequenza e/o ampiezza delle correnti postsinaptiche eccitatorie spontanee
(sEPSCs) registrate nello striato dei topi con EAE.
• Identificare nell’ambito delle molecole correlate al sistema dell’interleuchina-18,
potenziali marcatori biologici e funzionali associati a deficit cognitivi
nel modello animale di Sclerosi Multipla, rappresentato dai topi EAE.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Per ciascuna Unità Operativa, gli indicatori più affidabili per la verifica dei
risultati intermedi consisteranno nella riproducibilità degli stessi e nell’eventuale
consistenza di tali dati con quelli esistenti nella letteratura e ottenuti in
altri laboratori. Di cruciale importanza sarà perciò la discussione, tramite
seminari, visite, e partecipazioni a convegni, con colleghi impegnati in attività
di ricerca simili, allo scopo di individuare precocemente eventuali discrepanze
nei risultati. Un ‘work in progress’ durante un incontro tra i responsabili di
tutte le U.O. alla fine dei primi 12 mesi sarà organizzato dal coordinatore per
verificare gli obiettivi proposti e ottimizzare le tecniche impiegate.
METODOLOGIA
Experimental Allergic Encephalomyelitis (EAE) in mice – Useremo due tipi
differenti di EAE. Indurremo EAE cronico progressiva in topi C57/BL6
mediante immunizzazione con 200µg/topo di MOG35-55 (Espikem, Firenze,
Italia). Gli antigeni saranno emulsionati 1:1 in adiuvante completo di Freund
(contenente IFA più 4 mg/ml Mycobacterium Tuberculosis; ceppo H37, Difco)
e 300 µl di temulsione finale saranno iniettati nei fianchi e alla base della
coda. Inietteremo tossina pertussica (500 ng per topo) il giorno dell’immunizzazione
e 48 ore dopo. EAE ricorrente remittente in topi SJL mediante due
immunizzazioni, a distanza di 7 giorni, con 300µg/topo di PLP139-151 (Espikem,
Firenze, Italia). Gli antigeni saranno emulsionati 1:1 in adiuvante completo
di Freund (contenente IFA più 4 mg/ml Mycobacterium Tuberculosis;
ceppo H37, Difco) e 100 µl di temulsione finale saranno iniettati nei fianchi.
Inietteremo tossina pertussica (500 ng per topo) il giorno della prima immunizzazione
e 24 ore dopo. Peso e punteggio clinico saranno valutati quotidianamente
(0 = sano, 1 = paresi coda, 2 = paresi arti posteriori, 3 = plegia arti
posteriori, 4 = tetraparalisi, 5 = moribondo).
Test comportamentali – (a) Radial maze: l’apparato consiste di otto braccia
che partono da una piattaforma ottagonale. I topi saranno posti al centro
e potranno raggiungere cibo messo al termine degli otto corridoi. Per
ogni trial, verranno registrati automaticamente il numero delle scelte, il
numero delle scelte corrette prima del primo errore, il numero degli errori,
gli errori di omissione, il tempo decisionale tra le scelte, la distanza percorsa.
La durata ideale dei trial deve essere stabilita. (b) Fear-conditioning:
2006 781

Sezione III: Attività per progetti
la camera di training ha quattro pareti opache e una griglia elettrificata. Il
training e il test di contesto verranno effettuati in questa camera. Il test
dello stimolo viene effettuato in una camera differente. Il rumore di background
deve essere inferiore a 55dB. Un altoparlante e una videocamera
miniaturizzata saranno sospesi sopra le camere. I topi saranno esposti alla
camera di conditioning per 10min per i due giorni precedenti il training. Ai
topi verrà quindi somministrato il fear-conditioning consistente in 1min di
adattamento, 3min di conditioning che iniziano con 15sec di presentazione
del suono con shock elettrico negli ultimi due sec (delay fear-conditioning)
o 15sec dopo la fine del suono (trace fear-conditioning). Il test di contesto
consiste di 2min senza tono, mentre il test di stimolo di un min senza stimolo
e 1min con stimolo. Durante ogni trial verranno registrati la frequenza
di freezing in continuo sia in manuale che con registrazione automatica. (c)
Conditioned taste aversion: topi saranno messi in deprivazione d’acqua somministrando
acqua due volte al giorno per mezz’ora. Nel giorno del condizionamento
avranno a disposizione una soluzione di saccarina al 5% per
mezz’ora alla fine della quale i topi riceveranno un’iniezione intraperitoneale
di LiCl (0.15M, 20ml/kg) per causare nausea. Dopo 48, 72, e 96 h, ai
topi viene presentata saccarina o acqua per testare l’evitamento i contenitori
contenenti i fluidi per misurare il consumo.
Test immunologici – Le cellule mononucleate del sangue periferico
(PBMC) verranno isolate dal sangue periferico dei pazienti affetti da Sclerosi
Multipla mediante centrifugazione su gradiente discontinuo di densità (Ficollhypaque),
seguendo procedure standard. Per ciascuna marcatura verranno
utilizzate 0.5×10 6 PBL, in un volume finale di 100 µl. Gli anticorpi monoclonali,
coniugati con i fluorocromi appropriati, verranno aggiunti sterilmente
alle concentrazioni ottimali predeterminate, e le cellule saranno incubate a
4 C per 10 minuti. Le cellule verranno quindi lavate due volte, risospese in
250 µl PBS con 0,5% FCS, e passate al citofluorimetro per l’analisi. Per
ogni campione verranno acquisiti 2x10 6 eventi per permettere una precisa
valutazione di ogni sottopopolazione linfocitaria. Per la caratterizzazione
delle cellule T effettrici regolatorie, verranno usati i seguenti reagenti: Pannello
linfocitario: CD3, CD4, CD25, CCR6 e CD49d. Pannello cellule effettrici:
CD3, CD4, CD8, CD27, CD45RA, CD62L, pannello cellule attivate: CD25,
CD56, CD69, CD154. L’analisi dei campioni verrà effettuata su citofluorimetro
FACSCanto (Becton Dickinson), su citofluorimetro CyAn (Dako) e su High
Speed Cell Sorter MoFlo (Dako), utilizzando il software Summit per l’acquisizione
dei dati e il software FlowJo per l’analisi e la compensazione multiparametrica.
Test biomolecolari –(a) Valutazione in situ su sezioni di tessuto nervoso
ex-vivo, mediante tecniche di analisi istopatologica, immunoistochimica, analisi
ultrastrutturale al microscopio elettronico ed eventualmente immunorivelazione
su sezioni ultrafini pre-incubate con l’anticorpo d’interesse, dei tratti
biomorfologici caratteristici delle cellule apoptotiche e dei canonici marcatori
molecolari di apoptosi (attività caspasica, livelli di espressione dell’apoptosoma,
sua localizzazione sub-cellulare e frammentazione del DNA). Su
782 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
estratti proteici da tessuto verrà inoltre analizzato il grado di attivazione delle
calpaine, il livello di espressione nel tempo delle proteine della risposta allo
shock termico (hsp70, hsp27) e delle superossido dismutasi, per valutare il
grado di stress cellulare in atto. Si valuteranno poi marcatori della progressione
del danno cellulare, ossia i cosiddetti marcatori sub-letali, quali la
localizzazione della catalasi perossisomiale ed il grado di fosforilazione della
proteina tau. Infine sarà analizzato il processo autofagico mediante il rilevamento
ultrastrutturale della presenza di vescicole autofagiche, lo studio della
lipidazione di LC3 e della sua traslocazione agli autofagosomi, la localizzazione
dei precursori autofagici Beclin-1 e Ambra-1. (b) Valutazione in situ su
cellule primarie e preparati freschi (tissue slices) derivati da regioni specifiche
del sistema nervoso di animali EAE mediante le tecniche sopradescritte ed a
tempi diversi di coltura a partire dall’espianto (ad esempio, l’attivazione delle
calpiane verrà valutata dopo 20 giorni d’incubazione). In questi sistemi
in vitro si potrà anche modulare la risposta apoptotica ed autofagica,
mediante induzione di entrambi i processi. Per il rilevamento dell’autofagia
sarà possibile applicare la tecnica della misurazione del grado di acidificazione
vescicolare previo trattamento con il colorante Arancio d’acridina e successiva
valutazione al citofluorimetro dello spettro di emissione.
Test neurofisiologici – La tecnica di registrazione elettrofisiologica da singolo
neurone impiegata sarà quella di “ whole-cell patch clamp recording ”.
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
Il miglioramento delle conoscenze scientifiche sulla patogenesi dei
disturbi cognitivi associati alla Sclerosi Multipla resta un obiettivo essenziale
per lo sviluppo di interventi terapeutici atti ad arrestare, ed eventualmente far
regredire, l’evoluzione del processo patologico che ne è alla base. Lo scopo
ultimo della nostra ricerca è pertanto quello di individuare dei target molecolari
e cellulari per interventi terapeutici alternativi (o complementari) a quelli
esistenti.
La qualità dei risultati finali raggiunti potrà essere valutata sulla base
della coerenza dei risultati stessi e la correttezza sperimentale utilizzata nel
loro raggiungimento. Per risultati attinenti alla ricerca di base, quali quelli
del presente progetto, lo strumento principale e comunemente accettato
per la verifica della qualità dei risultati sperimentali è dato dal giudizio di
referees internazionali, a seguito di pubblicazioni scientifiche su riviste
nazionali ed internazionali, oltre che da resoconti avuti a seguito di partecipazioni
a congressi.
I sistemi modello allestiti nel presente progetto, inoltre, saranno disponibili
per la comunità scientifica per test pre-clinici di farmaci dopo la pubblicazione
dei risultati. Allo stesso modo, i marcatori recettoriali, postrecettoriali,
sinaptici, molecolari, comportamentali e immunologici messi in luce alla fine
del progetto saranno disponibili per testare ipotesi e per la messa a punto di
trattamenti terapeutici razionali per la cura delle malattie autoimmuni del
sistema nervoso centrale.
2006 783

Sezione III: Attività per progetti
BASE DI PARTENZA SCIENTIFICA
La Sclerosi Multipla è una patologia autoimmune del sistema nervoso
centrale (SNC), in cui l’attacco immunitario, mediato da linfociti autoreattivi,
è diretto contro antigeni mielinici. Il ruolo fondamentale dei linfociti T autoreattivi
nello sviluppo della lesione demielinizzante è documentato da diverse
evidenze: (a) l’encefalite autoimmune sperimentale (EAE), modello sperimentale
murino di SM, può essere indotta mediante il trasferimento passivo di
linfociti T specifici per antigeni mielinici; (b) la caratteristica istopatologica
fondamentale della SM è rappresentata dalla lesione demielinizzante, con un
infiltrato cellulare perivenulare che sottolinea il ruolo sostanziale dei linfociti
T nel determinare il processo infiammatorio che porta al danno alla guaina
mielinica.
Dati recenti suggeriscono che in corso di SM, insieme a fenomeni infiammatori
a carico della sostanza bianca, si verificano eventi patologici neurodegenerativi
che interessano primariamente la componente neuronale del SNC.
Benché non sia ancora chiaro in che modo un danno primitivamente autoimmune
rivolto contro la componente gliale possa dare il via a fenomeni di
degenerazione neuronale, recenti dati assegnano ai cosiddetti linfociti T regolatori
e ad altri fattori non noti un ruolo critico in tale processo. In linea con
questa ipotesi, è stato dimostrato che la attività di tali cellule viene modulata
da classici neurotrasmettitori, quali la dopamina, strettamente coinvolti nella
morte neuronale degenerativa e nei rimaneggiamenti plastici della trasmissione
sinaptica che hanno luogo durante fenomeni neurodegenerativi. È da
tener presente, inoltre, che l’eventuale contributo di altri fattori immunitari,
cellulari o umorali, nella patogenesi dei deficit cognitivi e del danno neurodegenerativo
in corso di SM è ancora largamente sconosciuto. Sono disponibili
pochissimi studi sui meccanismi di plasticità e rigenerazione attivi in corso di
sclerosi multipla e nel suo modello murino, l’EAE. Nella SM il decadimento
delle funzioni cognitive è un evento di frequente riscontro ma non sono
ancora note le basi patogenetiche di tale disfunzione. Circa la metà di tutti i
pazienti affetti da SM esibiscono dei deficit misurabili mediante test neuropsicologici.
La riduzione della capacità di apprendimento e delle funzioni mnesiche
e la riduzione della velocità di elaborazione delle informazioni sono
molto frequenti e spesso si associano a deficit delle abilità visuo-spaziale e
delle funzioni esecutive.
ARTICOLAZIONE
Il completamento delle nostre conoscenze sui deficit cognitivi associati
alle malattie demielinizzanti potrà essere raggiunto solo da un approccio
integrato e multidisciplinare allo studio del processo di danno funzionale e
strutturale neuronale, che valorizzi l’interazione tra metodiche e competenze
professionali complementari. Poiché i diversi determinanti cellulari e molecolari
nel danno neuronale associato a demielinizzazione hanno un peso estremamente
variabile nelle diverse fasi della sclerosi multipla, si comprende
come sia essenziale approcciarne lo studio con metodiche differenti in grado
784 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
di individuare e caratterizzare quei fattori che sono in primo piano nella fase
infiammatoria e degenerativa immunomediata. Le molteplici metodiche e
competenze professionali coinvolte nel presente progetto permetteranno di
osservare da varie angolazioni gli eventi cellulari, immunologici e biomolecolari
coinvolti nel processo di danno neuronale responsabile di deficit cognitivi
in patologie demielinizzanti, fornendo una visione completa dei meccanismi
patologici operanti.
L’obiettivo finale del progetto è quello di individuare e validare markers
biologici e funzionali associati a deficit cognitivi in pazienti con Sclerosi Multipla.
Per raggiungere tale obiettivo diversi aspetti del problema verranno studiati.
Metodiche di citometria a flusso, elettrofisiologia, biologia molecolare e
metodiche più classicamente immunologiche (ELISA, proliferazioni, assays di
migrazione e di adesione, etc.) verranno impiegati. Sia pazienti con SM sia
topi affetti dalla forma sperimentale di malattia (EAE) con deficit cognitivi e
non verranno impiegati per avere la possibilità di confermare anche in vivo in
topi con EAE ciò che verrà misurato ex-vivo nei pazienti. Il gruppo proponente
è qualificato per svolgere tale progetto, possiede competenze complementari
ed ha una lunga e documentata esperienza nella materia oggetto
dello studio. Il progetto si divide in 2 workpackages che di seguito sono
meglio dettagliati.
WP 1 – L’induzione della EAE dovrà avvenire in topi C57/bl6 femmine
(6-8 settimane) mediante immunizzazione con iniezione sottocutanea di 200
microgrammi di MOG35-55 (o peptide PLP 139-151 per il modello ricorrenteremittente)
in adiuvante di Freund (Difco, Detroit, MI, USA) supplementato
con 4 mg/ml di Micobacterium tuberculosis (ceppo H37Ra; Difco). I topi,
inoltre, riceveranno 500 ng di tossina pertussica ev (Sigma, St. Louis, MI,
USA) al momento dell’immunizzazione e 48 ore dopo.
Nei topi con EAE, le valutazioni comportamentali, immunologiche, biomolecolari
ed elettrofisiologiche verranno effettuate durante le fasi acuta e
cronica di malattia che seguono l’immunizzazione.
Studio comportamentale – Verranno messi a punto test comportamentali
in grado di valutare in topi affetti da EAE funzioni cognitive come la memoria
spaziale, la memoria associativa e la velocità di elaborazione. Ottimizzeremo
i protocolli per il radial maze, il fear-conditioning e il conditioning taste aversion
per topi affetti da EAE cronica o ricorrente remittente, adattandoli alle
loro abilità motorie. Useremo due modelli differenti di EAE, uno cronicoprogressivo
indotto in topi C57/BL6 mediante immunizzazione con MOG35-
55 e uno di EAE ricorrente-remittente indotto in topi SJL mediante immunizzazione
con PLP139-151. La memoria spaziale sarà valutata mediante radial
maze, la memoria associativa mediante fear-conditioning e il conditioning
taste aversion, mentre la velocità di elaborazione sarà indagata usando protocolli
ravvicinati o spaziati dei due test precedenti. Le abilità motorie saranno
valutate prima dei test cognitivi mediante footprint e rotarod.
Studio elettrofisiologico – Mediante l’impiego di un vibratomo verranno
preparate delle fettine di tessuto cerebrale dei topi con EAE che presente-
2006 785

Sezione III: Attività per progetti
ranno o meno deficit cognitivi. Tali fettine comprenderanno il nucleo striato e
la corrispondente corteccia cerebrale. Da tali fettine, mantenute vitali grazie
ad un sistema di perfusione con liquido cerebrospinale artificiale ossigenato e
mantenuto a temperatura costante, verranno effettuate delle registrazioni
elettrofisiologiche da singolo neurone striatale. La tecnica utilizzata sarà
quella del “ whole-cell recording ” in modalità di “ voltage-clamp ”. I neuroni
striatali verranno individuati per le loro proprietà di membrana e morfologiche.
L’identificazione morfologica sarà possibile grazie all’impiego di una tecnica
di microscopia a raggi infrarossi che permetterà di distinguere i neuroni
di minore diametro cellulare (20-30 µm), tipico dei neuroni di proiezione, da
quelli di maggiori dimensioni (30-50 µm), tipico degli interneuroni.
Allo scopo di isolare farmacologicamente gli eventi sinaptici GABAergici
da quelli glutammatergici, tutte le nostre registrazioni verranno inizialmente
effettuate in presenza di CNQX ed MK-801 per bloccare sia i recettori AMPA
che NMDA del glutammato. Grazie ad un elettrodo di stimolazione bipolare
posto all’interno dello striato, stimoleremo le fibre GABAergiche e registreremo
in questo modo delle correnti postsinaptiche inibitorie evocate (eIPSCs)
nei neuroni registrati. Studieremo inoltre la frequenza e l’ampiezza delle correnti
postsinaptiche inibitorie spontanee (sIPSCs), registrate cioè senza
alcuna stimolazione. Così come visto per la trasmissione GABAergica, le eventuali
alterazioni sinaptiche presenti nei topi EAE con e senza deficit cognitivi
verranno valutate sia su correnti postsinaptiche eccitatorie evocate (eEPSCs)
che spontanee (sEPSCs).
Studio immunologico – Dagli animali sacrificati verrà prelevata la milza
per un parallelo studio immunologico.
Nel presente progetto intendiamo studiare le caratteristiche fenotipiche e
funzionali di sottopopolazioni linfocitarie in vivo, nei topi EAE con deficit
cognitivi e non. Studieremo la frequenza e distribuzione delle sottopopolazioni
linfocitarie T effettrici e T regolatorie e le loro caratteristiche di memoria
immunologica e di attivazione nei diversi gruppi di animali. Lo stato di
attivazione linfocitaria verrà poi valutato in relazione alle varie fasi di malattia
e alle eventuali alterazioni cognitive e neurofisiologiche.
Le cellule della milza vengono isolate mediante centrifugazione su gradiente
discontinuo di densità (Ficoll-hypaque). Brevemente, dopo centrifugazione
per 30 minuti a 660g, le cellule mononucleate sono raccolte dall’interfaccia
del gradiente e lavate tre volte in RPMI centrifugando nuovamente a
430g per 10 minuti ed infine sospese in RPMI 1640 supplementato con 10%
FCS, 2mM di L-glutammina e 10 U/ml di penicillina e streptomicina e utilizzate
per l’analisi citofluorimetrica.
Anticorpi specifici per CD3, CD4, CD8, CD25, CD27, CD49d, CD62L,
CD69, CCR6, αβ TCR saranno acquistati da Becton-Dickinson. L’analisi
dei campioni verrà effettuata su citofluorimetro FACSCanto Becton Dickinson,
Cyan e su Sorter MoFlo (Dako). Per ogni campione verranno selezionati
15.000 linfociti in base a criteri di dimensione (FSC) e di granulosità
(SSC). I risultati saranno analizzati usando i software Summit (Cytomation)
e FloJo (TreeStar).
786 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
Verranno prelevati inoltre monociti e macrofagi isolati dalla milza e/o da
lavaggi peritoneali dagli animali sacrificati per lo studio dell’espressione della
citochina IL-18 e delle molecole ad essa correlate. In seguito a stimolazione in
vitro con molecole infiammatorie (es. LPS) i sovranatanti e le cellule stesse
verranno analizzati per valutare l’espressione di IL-18, IL-18 Binding Protein
e delle due catene recettoriali di IL-18, mediante PCR quantitativa (Real Time
PCR), saggi immunoenzimatici e citofluorimetrici. Allo scopo di verificare l’efficacia
del sistema IL-18 quale possibile marcatore di patologia nell’EAE i
risultati ottenuti da questa attività verranno comparati con i risultati derivati
dagli altri studi di questo stesso WP.
Studio biomolecolare – Verrà valutata l’insorgenza di tratti patologici
molecolari ed istologici in tessuti ex-vivo di origine corticale e sottocorticale e
cellule primarie corticali e sottocorticali derivate da topi con EAE nelle varie
fasi di malattia con deficit cognitivi e non. Ad una prima analisi si verificherà
la presenza di alterazioni morfologiche a livello dei processi neuritici. Dal
punto di vista molecolare verranno quindi verificati i seguenti parametri di
stress e morte cellulare:
– attivazione di calpaine dopo 20 giorni di incubazione;
– analisi dei tratti tipici dell’apoptosi (attivazione delle caspasi, livelli dell’apoptosoma
e frammentazione del DNA);
– incremento delle proteine di risposta allo shock termico hsp70 e hsp27
e decremento della proteina di risposta allo stress ossidativo MnSOD;
– iperfosforilazione di tau;
– localizzazione sub-cellulare della catalasi;
– formazione di autofagolisosomi in risposta a deprivazione di nutrienti
(mediante immunoistochimica per le proteine traslocanti Beclin1 e LC3 e
analisi morfologica ultrastrutturale per EM).
WP 2 – Selezione, reclutamento pazienti e test cognitivi – Per il secondo
obiettivo dello studio, arruoleremo 60 pazienti con SM afferenti al Centro per
la Diagnosi e Cura della SM dell’Università di Tor Vergata diretto dal Dr. Centonze.
In tali pazienti intendiamo effettuare un’analisi dettagliata della eventuale
relazione esistente tra attività clinico-radiologica di malattia, presenza o
assenza di deficit cognitivi e marcatori immunologici correlati. Tali pazienti
saranno valutati clinicamente (Expanded Disability Status Scale (EDSS) ogni
3 mesi), radiologicamente (Risonanza Magnetica Cerebrale con e senza gadolinio
ogni 12 mesi). Saranno effettuati prelievi ematici per le valutazioni
immunofenotipiche delle cellule linfocitarie in pazienti nelle varie fasi di
malattia con e senza deficit cognitivi. La durata complessiva dello studio sarà
di 24 mesi.
Criteri d’inclusione:
– Pazienti con SM definita secondo i criteri di Mc Donalds.
– Età: 18-50 anni.
– Durata di malattia: 2-20 anni.
2006 787

Sezione III: Attività per progetti
– EDSS: 0-6.
– Anamnesi negativa per patologie neoplastiche.
– Consenso informato.
Criteri d’esclusione:
– Pazienti che abbiano di recente cambiato regime terapeutico (p.es. iniziato
interferone da meno di 3 mesi) o effettuato terapia corticosteroidea
da meno di 60 giorni.
– Pazienti partecipanti ad altri trials sperimentali.
– Donne in stato di gravidanza, durante allattamento o che desiderino
una gravidanza.
– Gravi patologie psichiatriche.
– Abuso di alcool e sostanze stupefacenti.
– Gravi malattie sistemiche (con particolare riferimento ad endocrinopatie
e malattie metaboliche).
– Traumi cranici con sequelae.
– Depressione valutata mediante scala di Beck.
– Gravi menomazioni e disabilità che possano interferire con l’esecuzione
dei test.
Tutti i pazienti, al momento dell’arruolamento, verranno sottoposti ad
una valutazione neurologica tramite l’EDSS (Expanded Disability Status
Scale). La valutazione della disabilità mediante EDSS verrà ripetuta ogni 6
mesi. La performance cognitiva e la RM verranno invece effettuate a cadenza
annuale. Tutti i pazienti al momento dell’arruolamento verranno sottoposti ad
una valutazione delle funzioni cognitive che verrà eseguita ogni anno per
2 anni. Tutti i pazienti verranno sottoposti ai test 2 volte per una completa
definizione delle capacità neuropsicologiche. I pazienti verranno sottoposti a
batteria di Rao e lo Stroop test per le funzioni esecutive. Per la valutazione
cognitiva verrà utilizzata la batteria di Rao (usando le versioni alternative per
evitare l’effetto learning). Gli esami verranno suddivisi in due blocchi: il primo
blocco corrisponde all’esame clinico ed alla somministrazione degli strumenti
di autovalutazione; il secondo blocco corrisponde alla somministrazione della
scala di Hamilton ed alla valutazione cognitiva.
Studio immunologico – Caratterizzazione immunofenotipica e funzionale
dei linfociti Treg. Per definire con precisione le sottopopolazioni delle cellule
regolatorie verrà utilizzata la citofluorimetria policromatica. I linfociti Treg
verranno grossolanamente identificati mediante marcatura con CD3, CD4, e
CD25, e le diverse sottopopolazioni verranno identificate mediante l’uso di
anticorpi monoclonali specifici per altri marker (vedi sotto). All’interno della
popolazione di linfociti T CD4+, sulla base dell’espressione del CD25 possono
essere identificate tre popolazioni distinte di cellule: CD25 high , CD25 low , e
CD25 neg , ed è stato suggerito che la capacità soppressoria risieda principalmente
nella popolazione di linfociti CD25 high , che è anche caratterizzata da
mancanza di proliferazione in seguito a stimolazione in vitro senza l’aggiunta
di IL-2. Dunque, le diverse popolazioni di CD4+CD25 high CD4+CD25 low , e
788 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
CD4+CD25 neg possono essere sortate, e in effetti le cellule CD4+CD25 high sono in
grado di inibire la proliferazione di cellule stimolate con anti-CD3; al contrario,
le cellule CD4+CD25 low proliferano vigorosamente insieme alle cellule “ responder
”, confermando che si tratta di una popolazione di cellule attivate prive di
abilità soppressorie. Come previsto, le cellule CD25 neg , che sono costituite principalmente
da cellule naive non effettrici, non inibiscono la proliferazione.
L’espressione di recettori per le chemochine, e di marcatori della memoria
immunologica verrà analizzata in combinazione con marcatori
caratteristici delle cellule Treg (CD3, CD4, CD25), permettendo così l’identificazione
delle diverse sottopopolazioni Treg. Mediante citofluorimetria
policromatica verranno analizzati fino a 7 parametri su ogni singola cellula,
ottenendo così un “ ritratto ” preciso delle sottopopolazioni linfocitarie. Le
cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) verranno isolate dal
sangue periferico dei pazienti affetti da Sclerosi Multipla mediante centrifugazione
su gradiente discontinuo di densità (Ficoll-hypaque), seguendo procedure
standard. Per ciascuna marcatura verranno utilizzate 0.5x10 6 PBL,
in un volume finale di 100 µl. Gli anticorpi monoclonali, coniugati con i
fluorocromi appropriati, verranno aggiunti sterilmente alle concentrazioni
ottimali predeterminate, e le cellule saranno incubate a 4 C per 10 minuti.
Le cellule verranno quindi lavate due volte, risospese in 250 µl PBS con
0,5% FCS, e passate al citofluorimetro per l’analisi. Per ogni campione verranno
acquisiti 2 × 10 6 eventi per permettere una precisa valutazione di ogni
sottopopolazione linfocitaria.
Per la caratterizzazione delle cellule T effettrici regolatorie, verranno usati
i seguenti reagenti: Pannello linfocitario: CD3, CD4, CD25, CCR6 e CD49d.
Pannello cellule effettrici: CD3, CD4, CD8, CD27, CD45RA, CD62L. Pannello
cellule attivate: CD25, CD56, CD69, CD154.
L’analisi dei campioni verrà effettuata su citofluorimetro FACSCanto
(Becton Dickinson), su citofluorimetro CyAn (Dako) e su High Speed Cell Sorter
MoFlo (Dako), utilizzando il software Summit per l’acquisizione dei dati e
il software FlowJo per l’analisi e la compensazione multiparametrica.
Valuteremo inoltre l’espressione di IL-18 e delle molecole ad essa correlate
(IL-18 BP, IL-18Rα, IL-18Rβ) nel siero e nei PBMC isolati da pazienti con
MS con deficit cognitivi e non. Mediante analisi immunoenzimatica saranno
valutati i livelli circolanti di IL-18 e del suo antagonista IL-18BP. Inoltre, con
le cellule ottenute dagli stessi individui saranno effettuate delle stimolazioni
in vitro e l’espressione di IL-18, IL-18 Binding Protein e delle due catene recettoriali
di IL-18, verrà valutata mediante PCR quantitativa (Real Time PCR),
saggi immunoenzimatici e citofluorimetrici. Allo scopo di verificare l’efficacia
del sistema IL-18 quale possibile marcatore di patologia nell’MS i risultati
ottenuti da questa attività verranno comparati con i risultati derivati dagli
altri studi di questo stesso WP.
Studio biomolecolare dei processi di morte cellulare nel sistema immune
– Alcuni sistemi ligando-recettore della famiglia dei recettori di morte,
quali il sistema TNF od il sistema CD95/Fas, orchestrano in modo efficace la
risoluzione dell’infiammazione ed il controllo delle reazioni immuni definendo
2006 789

Sezione III: Attività per progetti
popolazioni uniche di cellule T regolatorie (Treg), modulandone l’apoptosi ed
influenzando la risposta dell’ospite alle infezioni. Inoltre, alcuni sottotipi Treg
mostrano citotossicità dipendente dal pathway della perforina e del granzima
B, rivolta contro cellule bersaglio autologhe, quali cellule T attivate CD4+ e
CD8+, monociti CD14+ e cellule dendritiche mature ed immature. Entrambi i
pathways coinvolti sinora nel controllo della risposta immune sono pathways
estrinseci di morte cellulare, ovvero dipendenti da segnali esogeni.
Poco o nulla si sa del controllo della morte cellulare nell’autoimmunità
esercitato dalla via intrinseca all’apoptosi, cioè quella regolata dal mitocondrio
e dal complesso multimolecolare definito apoptosoma. questo è composto
dalla proteasi caspasi 9 e dalla molecola adattatrice Apaf1. Poiché tale
pathway è definito come amplificatorio del pathway dei recettori di morte
nel sistema immune durante il suo sviluppo, è di importanza fondamentale
studiare e valutare il ruolo svolto dalle molecole del pathway intrinseco di
morte nella sopravvivenza di singole popolazioni di Treg nei pazienti appartenenti
ai gruppi sopra descritti. A questo scopo verranno saggiate in queste
popolazioni cellulari in vitro ed in situ i livelli di espressione di mRNA e
proteina dei geni chiave dei pathway estrinseci ed estrinseci di morte (Fas,
FasL, TNF, TNFR, TRAIL, APAF1, CASP9, CASP7, CASP3, CASP12). Dal
punto di vista funzionale si valuteranno le capacità di tali cellule di rilasciare
il citocromo c dal mitocondrio in risposta a stimoli di morte
mediante frazionamento cellulare e successivo immunoblot e mediante analisi
per microscopia confocale.
A questo scopo verranno usati anche test di attività in vitro e tecniche di
immunoistochimica.
OUTPUT
0-6 mesi – Nei primi mesi della ricerca verranno messi a punto i modelli
animali delle malattie degenerative oggetto del presente progetto, così come
l’allestimento delle co-colture cellulari e l’addestramento comportamentale
degli animali di laboratorio. Inizierà inoltre la raccolta dei dati preliminari
dello studio da parte di ogni singola Unità Operativa.
6-24 mesi – Analisi statistica dei dati ottenuti e preparazione di manoscritti
per eventuale pubblicazione.
0-24 mesi – Verranno organizzati incontri periodici tra le diverse Unità
Operative. Tali incontri saranno facilitati dalla favorevole disposizione logistica
dei vari laboratori di ricerca, così come dalla esistenza di consolidati
rapporti di collaborazione tra alcuni dei gruppi coinvolti. Grazie a tali periodici
incontri, ciascun gruppo avrà un costante aggiornamento sull’andamento
della ricerca degli altri laboratori, traendone utili input per lo svolgimento del
proprio lavoro. Verranno inoltre organizzati degli incontri e seminari con altri
scienziati nazionali ed internazionali per la discussione dei dati.
0-24 mesi – Partecipazione alla formazione di dottorandi di ricerca e
medici specializzandi in neurologia.
790 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
12-24 mesi – I risultati ottenuti nel corso dello svolgimento del presente
progetto verranno pubblicati su riviste scientifiche nazionali ed internazionali,
per cui potranno essere messi a disposizione della intera comunità scientifica
internazionale. In aggiunta a pubblicazioni internazionali, i dati ottenuti
da questo progetto verranno presentati a congressi nazionali ed internazionali
e quindi discussi con scienziati attivamente impegnati nella ricerca clinica e
di base riguardante le patologie autoimmuni del sistema nervoso centrale. In
questo modo solleciteremo lo sviluppo di idee e lo scambio di informazioni
utili per il progresso della ricerca in tale settore delle neuroscienze.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1, 3 e 5 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia IRCCS.
2006 791

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 1 – Unità di Neuroimmunologia
Luca Battistini
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
Identificazione di Markers fenotipici o funzionali utili a identificare
nuove sottopopolazioni di linfociti T regolatori nei topi EAE e nei pazienti
affetti da Sclerosi Multipla con disturbi cognitivi.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
Pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali.
OBIETTIVI INTERMEDI
Validazione delle tecniche di “ sorting ” ad alta velocità e di analisi fenotipica
a 7 colori mediante citofluorimetria per gli obiettivi prefissati.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali. Alla fine della prima
fase del progetto il responsabile dell’U.O. dovrebbe scrivere un riassunto dei
risultati ottenuti, descrivendo le priorità sperimentali nei successivi 12 mesi
per portare a termine gli obiettivi proposti.
METODOLOGIA
L’espressione di recettori per le chemochine e di marcatori della memoria
immunologica verrà analizzata in combinazione con marcatori caratteristici
delle cellule Treg (CD3, CD4, CD25), permettendo così l’identificazione delle
diverse sottopopolazioni Treg. Mediante citofluorimetria policromatica verranno
analizzati fino a 9 parametri su ogni singola cellula, ottenendo così un
“ ritratto ” preciso delle sottopopolazioni linfocitarie.
Le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) verranno isolate
dal sangue periferico dei pazienti affetti da Sclerosi Multipla mediante centrifugazione
su gradiente discontinuo di densità (Ficoll-hypaque), seguendo procedure
standard. Per ciascuna marcatura verranno utilizzate 0.5 × 10 6 PBL, in
un volume finale di 100 µl. Gli anticorpi monoclonali, coniugati con i fluorocromi
appropriati, verranno aggiunti sterilmente alle concentrazioni ottimali
predeterminate, e le cellule saranno incubate a 4 C per 10 minuti. Le cellule
verranno quindi lavate due volte, risospese in 250 µl PBS con 0,5% FCS, e
passate al citofluorimetro per l’analisi. Per ogni campione verranno acquisiti
2 × 10 6 eventi per permettere una precisa valutazione di ogni sottopopolazione
linfocitaria.
792 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
Per la caratterizzazione delle cellule T effettrici regolatorie, verranno usati
i seguenti reagenti: Pannello linfocitario: CD3, CD4, CD25, CCR6 e CD49d.
Pannello cellule effettrici: CD3, CD4, CD8, CD27, CD45RA, CD62L. Pannello
cellule attivate: CD25, CD56, CD69, CD154.
L’analisi dei campioni verrà effettuata su citofluorimetro FACSCanto
(Becton Dickinson), su citofluorimetro CyAn (Dako) e su High Speed Cell Sorter
MoFlo (Dako), utilizzando il software Summit per l’acquisizione dei dati e
il software FlowJo per l’analisi e la compensazione multiparametrica.
2006 793

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 3 – Laboratorio di Neuroembriologia Molecolare
Francesco Cecconi
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
Il contributo di questa U.O. al programma consiste nella dettagliata analisi
biomolecolare della morte cellulare in modelli animali di encefalomielite
autoimmune sperimentale (EAE) ed in popolazioni di cellule Treg di pazienti
affetti da sclerosi multipla (MS) con/senza deficit cognitivo, con particolare
attenzione ai marcatori di apoptosi (in primo luogo caspasi attive ed apoptosoma)
ed autofagia (regolazione della formazione di autofagosomi ed autofagolisosomi).
Si ritiene che il deficit cognitivo possa trovare riscontro in un
processo di perdita neuronale nelle condizioni sopra descritte.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali
Il gruppo di ricerca pubblica su riviste scientifiche internazionali di
elevato profilo ed impact factor e conseguentemente è noto in campo internazionale
nell’ambito dello studio biomolecolare della morte cellulare. Conseguentemente,
si prevede un impatto dei risultati conseguiti sotto forma di
presentazioni a congressi nazionali ed internazionali e pubblicazioni su riviste
internazionali con fattore d’impatto.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
Nel corso della prima fase del programma, questa U.O. si propone di
caratterizzare i processi di morte cellulare tipici di apoptosi ed autofagia in
modelli animali di encefalomielite autoimmune sperimentale. Oggetto cellulare
della ricerca saranno neuroni e cellule gliali nelle aree interessate. Si propone
anche la messa a punto di colture cellulari primarie a partire dai modelli
animali in questione per la manipolazione delle molecole coinvolte in tale
processo. In dettaglio, sarà verificata la presenza di marcatori molecolari ed
istopatologici in tessuti ex-vivo ed in cellule primarie di origine corticale e
subcorticale da animali EAE a diversi stadi della malattia ed in presenza o
assenza di deficit cognitivo. In prima istanza si verificherà la presenza di anomalie
morfologiche a carico dei neuriti. In seguito verranno studiati i marcatori
di stress e morte cellulare dal punto di vista biochimico e molecolare.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi
Dopo il primo anno di attività, lo stato di avanzamento del progetto sarà verificato
in un incontro tra le unità, nell’ambito del quale saranno presentati i dati
sperimentali ottenuti. Tali dati saranno quantificabili come numero di abstracts
da sottomettere a Congressi, eventuali manoscritti in preparazione o già inviati
per la pubblicazione, applicazioni per brevetti. L’eventuale messa a punto di protocolli
sperimentali innovativi sarà analogamente verificata in tale ambito.
794 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
METODOLOGIA
Nell’ambito della prima fase del programma, verranno utilizzate le
seguenti metodologie per l’analisi dei modelli animali EAE a vari stadi di progressione
della malattia, e associata a relativi controlli non trattati.
1. Valutazione in situ su sezioni di tessuto nervoso ex-vivo, mediante tecniche
di analisi istopatologica, immunoistochimica, analisi ultrastrutturale al
microscopio elettronico ed eventualmente immunorivelazione su sezioni
ultrafini pre-incubate con l’anticorpo d’interesse, dei tratti biomorfologici
caratteristici delle cellule apoptotiche e dei canonici marcatori molecolari di
apoptosi (attività caspasica, livelli di espressione dell’apoptosoma, sua localizzazione
sub-cellulare e frammentazione del DNA). Su estratti proteici da tessuto
verrà inoltre analizzato il grado di attivazione delle calpaine, il livello di
espressione nel tempo delle proteine della risposta allo shock termico (hsp70,
hsp27) e delle superossido dismutasi, per valutare il grado di stress cellulare
in atto. Si valuteranno poi marcatori della progressione del danno cellulare,
ossia i cosiddetti marcatori sub-letali, quali la localizzazione della catalasi
perossisomiale ed il grado di fosforilazione della proteina tau. Infine sarà analizzato
il processo autofagico mediante il rilevamento ultrastrutturale della
presenza di vescicole autofagiche, lo studio della lipidazione di LC3 e della
sua traslocazione agli autofagosomi, la localizzazione dei precursori autofagici
Beclin-1 e Ambra-1.
2. Valutazione in situ su cellule primarie e preparati freschi (tissue slices)
derivate da regioni specifiche del sistema nervoso di animali EAE mediante le
tecniche sopradescritte ed a tempi diversi di coltura a partire dall’espianto (ad
esempio, l’attivazione delle calpiane verrà valutata dopo 20 giorni d’incubazione).
In questi sistemi in vitro si potrà anche modulare la risposta apoptotica
ed autogafica, mediante induzione di entrambi i processi. Per il rilevamento
dell’autofagia sarà possibile applicare la tecnica della misurazione del grado di
acidificazione vescicolare previo trattamento con il colorante Arancio d’acridina
e successiva valutazione al citofluorimetro dello spettro di emissione.
Nella seconda fase del programma, si utilizzeranno diverse metodologie
per l’analisi dei processi di morte cellulare in diverse popolazioni di cellule
Treg di pazienti affetti da MS in presenza o assenza di deficit cognitivo. In
particolare, verranno testati in sospensioni cellulari in situ mediante tecniche
di microscopia confocale ed in vitro, su estratti derivati, i livelli di mRNA e
proteine codificati da geni chiave dei percorsi metabolici (pathways) intrinseci
ed estrinseci dell’apoptosi, quali Fas, FasL, TNF, TNFR, TRAIL, APAF1,
CASP9, CASP7, CASP3, CASP12. Verrà anche valutata la capacità di tali cellule
di attivare il pathway mitocondriale dell’apoptosi, mediante la rilevazione
dell’avvenuto rilascio del citocromo c dal mitocondrio, un marcatore dell’attivazione
dell’apoptosoma, in seguito ad esperimenti di frazionamento subcellulare
e successivi esperimenti di immunoblotting. Seguiranno approcci
biochimici e fluorimetrici per l’analisi dell’attivazione delle caspasi in tali
popolazioni cellulari ed in modo differenziale fra gruppi di pazienti selezionati
dalle altre U.O.
2006 795

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 5 – Laboratorio di Neuropsicobiologia Sperimentale
Paola Bossù
OBIETTIVO FINALE DEL CONTRIBUTO
La citochina interleuchina (IL)-18, molecola pro-infiammatoria implicata
nella regolazione della risposta immune sia di tipo innato che acquisito, è
stata recentemente proposta quale elemento chiave di alcuni processi neurodegenerativi.
Diversi studi hanno suggerito l’implicazione di IL-18 tanto nel
modello murino della encefalomielite autoimmune EAE, quanto nella sclerosi
multipla. Parallelamente, in un recente studio, proprio il nostro gruppo di
ricerca ha evidenziato l’esistenza di un’associazione significativa tra un polimorfismo
del promotore di IL-18 e un incrementato deterioramento delle funzioni
cognitive dei pazienti con demenza di Alzheimer, oltre a una correlazione
significativa tra produzione aumentata di IL-18 nei PBMC di questi
pazienti e peggioramento del deficit cognitivo, suggerendo una possibile
implicazione di IL-18 nell’insorgenza di demenza. Partendo dal concetto che
meccanismi comuni di amplificazione neurodegenerativa immuno-mediati
possano essere coinvolti nei processi di deficit cognitivo, il presente studio si
basa sull’ipotesi che la citochina IL-18 possa essere utilizzata come marcatore
di demenza anche nella Sclerosi Multipla.
Lo specifico contributo dei questa U.O. sarà pertanto quello di studiare il
sistema IL-18 nel modello murino di EAE e nei pazienti con Sclerosi Multipla,
allo scopo di identificare possibili implicazioni di questa citochina nei meccanismi
neurodegenerativi delle patologie demielinizzanti autoimmunitarie, per
l’identificazione di potenziali marcatori biologici e funzionali associati a deficit
cognitivi.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati finali raggiunti
Riscontro di una deregolazione a carico del sistema dell’interleuchina-18
in pazienti con Sclerosi Multipla e decadimento delle funzioni cognitive.
Successiva conferma dell’esistenza di un’associazione tra espressione
di IL-18 e/o eventuali molecole ad essa correlate e i parametri del deficit
cognitivo rilevati in pazienti con Sclerosi Multipla.
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
Identificazione, nell’ambito delle molecole correlate al sistema dell’interleuchina-18,
di potenziali marcatori biologici e funzionali associati a deficit
cognitivi nel modello animale di Sclerosi Multipla, rappresentato dai topi EAE.
Criteri e indicatori per la verifica dei risultati intermedi raggiunti
Riscontro di una deregolazione a carico del sistema dell’interleuchina-18
in topi con EAE con disturbi cognitivo-comportamentali.
796 2006

Valutazione neurofisiologica e immuno-molecolare in topi EAE e in pazienti con SM…
Successiva conferma dell’esistenza di associazione tra espressione di IL-
18 e/o eventuali molecole ad essa correlate e parametri di deficit cognitivo
rilevati in topi con EAE.
METODOLOGIA
Per lo studio dell’espressione di IL-18 e delle molecole ad essa correlate
nei topi EAE, verranno prelevati dagli animali monociti e macrofagi isolati
dalla milza e/o da lavaggi peritoneali. Più in dettaglio, dai topi EAE sacrificati
in diversi momenti dopo l’immunizzazione, verranno prelevate sterilmente e
disperse le milze mediante disgregazione meccanica. Le sospensioni cellulari
ottenute, dopo lisi dei globuli rossi, verranno lavate in RPMI, contate in
trypan blue ed incubate in terreno completo a +37°C, 5% CO 2
, in assenza o in
presenza di molecole infiammatorie (es. LPS). I sovranatanti di coltura e gli
splenociti verranno rispettivamente analizzati per valutare l’espressione di
IL-18 e IL-18 Binding Protein (IL-18BP) mediante saggi immunoenzimatici
commerciali (MBL e R&D Systems), oppure mediante l’analisi in Real-Time
PCR volta a valutare l’espressione genica della citochina. Verranno inoltre
analizzate tramite citofluorimetria a flusso le due catene recettoriali di IL-18
(IL-18Rα e IL-18Rβ) in associazione all’espressione dei principali marcatori
molecolari caratteristici delle popolazioni cellulari presenti nella milza
(es. CD3, CD4, CD8, CD19, CD94, CD14).
In alternativa, verranno utilizzati i macrofagi peritoneali, ottenuti in
seguito a lavaggio con PBS della cavità peritoneale. I macrofagi ottenuti verranno
messi in coltura in terreno completo in presenza di opportuni stimoli
infiammatori (es. LPS). Anche in questo caso verranno analizzati i livelli di
IL-18, IL-18BP sia in termini di concentrazione proteica nei sovranatanti di
coltura, tramite saggi immunoenzimatici, sia mediante analisi dei livelli di
espressione genica con Real-Time PCR. I macrofagi peritoneali saranno inoltre
analizzati tramite citofluorimetria a flusso per verificare l’espressione di
IL-18Rα e IL-18Rβ in associazione all’espressione dei principali marcatori
molecolari di questa popolazione cellulare murina (es. CD14, CD11b, CD11c,
CD16, CD32, CD64, MHC-I e MHC-II). Allo scopo di verificare l’efficacia del
sistema IL-18 quale possibile marcatore di patologia nell’EAE, in particolare
in associazione al deficit cognitivo, i risultati ottenuti da questa attività verranno
comparati con i risultati derivati dagli altri studi di questo stesso WP1.
Parallelamente, nel WP2 sarà valutata l’espressione dell’IL-18 e delle
molecole ad essa correlate (IL-18BP, IL-18Rα, IL-18Rβ) nel siero e
nei PBMC isolati da pazienti con MS con deficit cognitivi e dei relativi soggetti
di controllo. A tale scopo il sangue proveniente dai pazienti verrà
raccolto per mezzo di provette contenenti un attivatore della coagulazione per
preparare il siero che, aliquotato e conservato a -80°C, sarà utilizzato per
analizzare tramite saggi immunoenzimatici la quantità circolante di IL-18 e di
IL-18BP.
Parallelamente, dallo stesso prelievo, il sangue sarà raccolto anche in provette
contenenti EDTA, quindi in seguito a passaggio su gradiente di densità,
verranno recuperate le cellule mononucleate. Queste cellule saranno stimolate
2006 797

Sezione III: Attività per progetti
a vari tempi con differenti dosi di LPS, allo scopo di verificare l’attivazione
genica di IL-18 e IL-18BP, mediante analisi con Real-Time PCR, oppure la
produzione, tramite saggi ELISA, delle proteine IL-18 e IL-18BP presenti nel
sovranatante di coltura. Per quanto riguarda le cellule provenienti dal sangue
periferico e stimolate con LPS, verrà anche effettuata l’analisi citofluorimetrica
dei marcatori molecolari delle principali popolazioni cellulari (es. CD3,
CD4, CD8, CD19, CD94, CD14, CD11b, CD11c, CD16, CD32, CD64, MHC-I e
MHC-II) in associazione all’espressione delle catene recettoriali di IL-18
(IL-18Rα e IL-18Rβ). Per finire, i livelli proteici e di espressione genica di
IL-18 e di IL-18BP verranno messi in relazione ai parametri clinici relativi ai
disturbi cognitivi dei pazienti con MS.
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