TESTO COMPLETO.pdf - Fondazione Santa Lucia

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 2008

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

I N D I C E
Pag.
PRESENTAZIONE 1
SEZIONE I 7
DATI PLANIMETRICI 9
STRUTTURA ORGANIZZATIVA 27
DATI STATISTICI SULL’ATTIVITÀ ASSISTENZIALE 61
SERVIZIO DI DOCUMENTAZIONE E BIBLIOTECA 69
SEZIONE II 75
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE 77
ATTIVITÀ DIDATTICA E FORMATIVA 93
BORSE DI STUDIO 117
SEMINARI E CONVEGNI 211
TRIALS CLINICI 219
PERCORSI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI 231
– Il paziente disfagico: manuale per familiari e caregiver
(Antonella Gaita, Lina Barba, Paola Calcagno, Alessandro Cuccaro,
Maria Grazia Grasso, Olga Pascale, Stefania Martinelli,
Angelo Rossini, Umberto Scognamiglio, Marilia Simonelli,
Alessandra Valenzi, Antonino Salvia, Gianfranco Donelli) 232
2008 V

Indice
– Indicazioni per l’elaborazione di linee guida per la gestione
della qualità e della sicurezza in un servizio di radiodiagnostica
(Giuseppe Spagnoli, Francesco Campanella, Carlo Caltagirone,
Maria Teresa Carrì, Fabrizio Cichocki, Marco Masi, Massimo Brutti,
Gerardo Moccaldi, Umberto Sabatini, Antonino Salvia) 235
– Linee guida per la gestione dell’ictus ischemico e dell’attacco
ischemico transitorio. (Peter A. Ringleb, Marie-Germaine Bousser,
Gary Ford, Philip Bath, Michael Brainin, Valeria Caso,
Alvaro Cervera, Angel Chamorro, Charlotte Cordonnier,
Laszlo Csiba, Antoni Davalos, Hans-Christoph Diener, Jose Ferro,
Werner Hacke, Michael Hennerici, Markku Kaste, Peter Langhorne,
Kennedy Lees, Didier Leys, Jan Lodder, Hugh S. Markus,
Jean-Louis Mas, Heinrich P. Mattle, Keith Muir, Bo Norrving,
Victor Obach, Stefano Paolucci, E. Bernd Ringelstein,
Peter D. Schellinger, Juhani Sivenius, Veronika Skvortsova,
Katharina Stibrant, Sunnerhagenlars Thomassen, Danilo Toni,
Rudiger Von Kummer, Nils Gunnar Wahlgren, Marion F. Walzer,
Joanna Wardlaw) 238
– Riabilitazione e valutazione dei pazienti mielolesi: l’esperienza
della Fondazione Santa Lucia di Roma (Giorgio Scivoletto,
Lina Di Lucente, Ugo Fuoco, Valentina Di Donna, Letizia Laurenza,
Marco Molinari, Velio Macellari, Claudia Giacomozzi) 241
– Studio italiano di Coorte sulle Demenze. Manuale Cognitivo–
comportamentale (Massimo Musicco, Giovanna Salamone,
Federica Lupo, Laura Serra, Carlo Caltagirone) 243
PRODUZIONE SCIENTIFICA 247
BREVETTI 305
– Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie
a rotelle (Tiziano Averna, Marco Traballesi, Ettore Pennestrì,
Pier Paolo Valentini, Claudio Vergari) 306
– Sistema e metodo per la generazione di un indice probabilistico
per la differenziazione automatica delle forme di demenza
(Andrea Cherubini) 314
– Simulatore del cammino con lunghezze dei segmenti
della gamba ed assi di rotazione regolabili (Yuri Ivanenko,
Nadia Dominici, Germana Cappellini, Andrea d’Avella,
Elena Daprati, Francesco Lacquaniti) 321
– Uso della Casperasi-3 per la malattia di Alzheimer
(Marcello D’Amelio, Vivre Cavallucci) 324
VI 2008

Indice
– Peptidic and peptidomimetic compounds able to regulate
autophagy (Gian Maria Fimia, Sabrina Di Bartolomeo,
Maria Paola Paronetto) 324
SEZIONE III 325
SETTORI DI RICERCA 327
ATTIVITÀ PER LINEA DI RICERCA CORRENTE 329
– A. Neurologia clinica e comportamentale (Carlo Caltagirone) 331
– B. Metodologie innovative in riabilitazione (Francesco Lacquaniti) 365
– C. Neuroscienze sperimentali (Giorgio Bernardi) 389
– D. Neuropsicologia (Luigi Pizzamiglio) 439
– E. Neurofisiopatologia clinica (Maria Grazia Marciani) 489
– F. Neuroimmagini funzionali (Emiliano Macaluso) 521
– G. Ricerca clinica traslazionale (Stefano Paolucci) 545
ATTIVITÀ PER PROGETTI 591
– AICR2 – Role of the RNA-binding protein Sam68 in prostate
cancer cell proliferation and survival (Claudio Sette) 593
– CHIESI1 – Effects of the novel g-secretase inhibitor CHF 5074
on hippocampal synaptic transmission and plasticity in the
transgenic mouse model of AD Tg2576 (Nicola Biagio Mercuri) 601
– EC5 – Natural history of mild cognitive impairment
and Alzheimer’s disease: factors influencing early detection,
clinical course, and prognosis. “ MCI-AD” (Massimo Musicco,
Katie Palmer) 605
– EC6 – Smart homes for all. An embedded middleware platform
for pervasive and immersive environments for-all (SM4All)
(Roberto Baldoni, Massimo Mecella, Febo Cincotti,
Donatella Mattia) 617
– EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (TOBI)
(José del R. Millán, Donatella Mattia) 627
– EC8 – Initial training network: lateralized attention networks
(Niels Birbaumer, Luigi Pizzamiglio) 645
– EC9 – Axonal regeneration, plasticity and stem cells (AXREGEN)
(James Fawcett, Piergiorgio Strata) 651
2008 VII

Indice
– EC10 – Restorative plasticity at corticostriatal excitatory synapses
(REPLACES) (Monica Di Luca, Paolo Calabresi) 657
– HFSP – Learning from the unlearnable: probing the architecture
of control in tool manipulation (Andrea d’Avella) 669
– ISPESL11 – Identificazione e quantificazione dei fattori di rischio
di patologie neuromuscoscheletriche da stress ripetitivo
in soggetti esposti ad attività lavorative al computer (Mirka Zago) 671
– ISPESL12 – Infortuni sul lavoro: effetti della riabilitazione
su qualità di vita e reinserimento lavorativo (Mirka Zago) 675
– ISS15-16 – Diagnosi precoce della malattia di Alzheimer mediante
integrazione e correlazione di biomarker molecolari, funzionali
e clinici (Maurizio Pocchiari, Paola Bossù, Gianfranco Spalletta) 679
– ONCO06.1 – Sviluppo di nuovi farmaci capaci di alterare
il microambiente tumorale e ripristinare la risposta immune
anti-tumorale (Vincenzo Bronte, Luca Battistini) 685
– ONCO06.2 – Qualità di vita e ICF in pazienti oncologici
(Giuseppina Majani, Carlo Caltagirone) 695
– ONCO06.3 – Prospective and retrospective outcome study
of tumor patients in relation to acute oncological diagnostic
and therapeutic interventions and to rehabilitation treatments
(Stefano Paolucci) 701
– ONCO06.4 – Role of telerehabilitation in the integration
of rehabilitation protocols in oncological frail patients
(Edoardo Sessa, Donatella Mattia) 713
– REG14 – Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione
e autonomia di soggetti affetti da disabilità motoria
(Donatella Mattia) 719
– RF07.96 – Depressive features in medical (neurological
and oncological) patients recruited in the general medical
setting: reliability of diagnostic criteria, predictive role
of biological markers, and effect of treatment with antidepressants
(Gianfranco Spalletta) 731
– RF07.97 – From pathogenetic mechanisms to biomarkers
and development of therapeutic and management procedures
in Parkinson’s disease treatment (Programma Strategico)
(Paolo Calabresi) 745
– TBS2 – Cellular mechanisms underlying impairment
of corticostriatal synaptic plasticity in a mouse model
of DYT1 dystonia (Antonio Pisani) 785
VIII 2008

PRESENTAZIONE

L’attività della Fondazione Santa Lucia (FSL) risale, con diversa denominazione,
al 1960, quando la sua opera era dedicata all’assistenza dei reduci
motulesi della Seconda Guerra Mondiale. Gli anni trascorsi dalla nascita dell’Istituto
coincidono con l’affermarsi e l’evolversi del concetto stesso di “ Riabilitazione
”, settore della Medicina che persegue lo scopo di restituire ai disabili
il possesso parziale o totale delle attività funzionali lese. Negli anni Ottanta la
svolta decisiva, quando l’Amministrazione decide di dedicare parte del bilancio
al finanziamento di progetti di ricerca sulle neurolesioni (disturbi attentivi,
trattamento delle sindromi postcomatose, diagnosi e cura delle afasie, vescica
neurologica) coinvolgendo scienziati di varie nazionalità.
Dal 1992 la Fondazione Santa Lucia è riconosciuta dal Ministero della
Salute come Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico nel settore
delle neuroscienze e della riabilitazione neuromotoria. L’attività ha sempre
mirato all’integrazione tra la ricerca preclinica e di base e quella clinica
diagnostico-terapeutica con l’obiettivo di fondere le stesse nella ricerca “ traslazionale
”, quella cioè i cui prodotti possano essere utilizzati e fruibili nel
breve-medio termine dal Servizio Sanitario Nazionale e possano costituire
premessa per applicazioni industriali e brevettuali finalizzate al miglioramento
dello stato di salute della popolazione. È in questa opera di integrazione
tra lo spirito eminentemente teoretico del ricercatore biomolecolare e
quello pratico-attuativo del ricercatore clinico, quindi, che si sono sviluppati
gli interessi scientifici e l’operatività dell’Istituto.
Successivamente al riconoscimento e in considerazione dello svolgimento
di attività di studio che implicano il coinvolgimento di soggetti in
sperimentazioni di tipo clinico-farmacologico o che utilizzano protocolli
diagnostici e riabilitativi di carattere innovativo è stato istituito il Comitato
Etico Indipendente (C.E.I.). L’Organismo si interessa ed esprime parere sia
su protocolli farmacologici proposti da Case Farmaceutiche nei riguardi di
Malattie del Sistema Nervoso, con particolare riguardo a quelle cronicodegenerative,
sia su protocolli diagnostico-riabilitativi formulati da ricercatori
interni nell’ambito dell’attività di ricerca clinica istituzionale. Inoltre, e
più in generale, la presenza e l’opera del Comitato assume una funzione formativa
e di crescita nei confronti del personale della struttura coinvolto nell’attività
di ricerca clinica, sui problemi etici che la conduzione della stessa
comporta, sviluppando un’attenzione particolare verso uno specifico
“ modus operandi ” che, altrimenti, trova pochi spazi di approfondimento.
Nel corso degli anni gli interessi scientifici dell’Istituto si sono consolidati
estendendosi all’intera area delle Neuroscienze, attraverso il perfezionamento
delle conoscenze di base e con l’instaurarsi di collaborazioni con
IRCCS, Università ed Enti di ricerca, italiani e stranieri. Sempre in quest’ottica
la Fondazione Santa Lucia è tra i fondatori della Associazione per le
neuroscienze cliniche e riabilitative, che riunisce gli Istituti di Ricovero e
Cura a Carattere Scientifico operanti in tale settore. Questa Associazione
mira a porre all’evidenza le necessità di intervento nelle programmazioni
2008 3

Presentazione
nazionali e a comporre una rete di conoscenze e competenze specifiche,
integrando ed ottimizzando l’opera degli Istituti coinvolti.
La Fondazione si è dotata, negli anni, di laboratori necessari allo studio
epidemiologico, diagnostico-strumentale, genetico, biologico molecolare delle
patologie alla base di condizioni di disabilità neurologica ed è importante sottolineare
come lo sviluppo quali-quantitativo di tali realtà (valgano solo come
esempio i settori delle neuroimmagini funzionali, delle tecnologie abilitanti,
della ricerca neuroimmunologica, neurogenetica e neurocomportamentale,
dell’e-learning) sia avvenuto in stretta e costante connessione con le opportunità
di trasferimento e di utilizzazione pratica dei prodotti della ricerca.
L’attività ha condotto a risultati di rilievo che si sono tradotti anche in
pubblicazioni su importanti riviste di settore, in partecipazione di ricercatori
dell’Istituto in manifestazioni scientifiche internazionali, in rapporti operativi
con Istituzioni, Associazioni ed Enti attivi in ambito neuroscientifico, che contribuiscono
con specifiche sovvenzioni. La FSL riceve, infatti, finanziamenti di
ricerca dal Ministero della Salute e dal Ministero della Ricerca, da enti di
ricerca pubblici (Istituto Superiore di Sanità e Istituto Superiore Prevenzione E
Sicurezza sul Lavoro), da Associazioni e Fondazioni onlus (Telethon, Fondazione
Italiana Sclerosi Multipla, Associazione Italiana Ricerca sul Cancro), nonché
da enti di ricerca ed associazioni europee e statunitensi (Human Frontier
Science Program, Authism Speaks, Association for International Cancer
Research, ecc.) ed attualmente partecipa a 6 progetti della Comunità Europea
nell’ambito del Settimo Programma Quadro (FP7).
In parallelo all’attività di ricerca e di assistenza si è sviluppata un’intensa
attività didattica e di formazione continua propria della Fondazione ed in collaborazione
con le Università della Capitale e con altre realtà nazionali. Dal
punto di vista del personale è opportuno sottolineare come la Fondazione da
una parte bandisca ogni anno borse di studio in vari settori neuroscientifici e
ospiti numerosi dottorandi in Neuroscienze e discipline connesse, e dall’altra
sia attivamente presente nel settore della Formazione Continua in Medicina
nell’ambito del Programma Nazionale, promuovendo corsi di formazione
nei settori di propria competenza per professionisti della sanità (dal 2005 la
Fondazione Santa Lucia ha istituito un’apposita Sezione Formazione ECM,
ottenendo per la stessa la Certificazione di Qualità UNI EN ISO 9001-2000).
E per la valutazione del fabbisogno formativo e per la programmazione e
proposizione dei relativi interventi è stato istituito un organismo (Comitato
Scientifico per la Formazione, CSF).
Nel 2008 per conto del Ministero della Salute si è svolto il progetto di
sperimentazione “ E-learning in Neuroriabilitazione: focus sul miglioramento
della qualità della vita nelle persone anziane e disabili ”, rivolto a
medici specialisti del settore, psicologi, fisioterapisti e logopedisti, la cui
finalità, oltre quella specificamente formativa, è stata di fornire agli Organismi
Centrali un modello riproducibile per lo sviluppo della Formazione a
Distanza (FAD) degli operatori della sanità. Modalità di apprendimento questa
che, pur ponendosi parallelamente a quella cosiddetta “ residenziale ”,
4 2008

Presentazione
necessita di strumenti tecnologici specifici dal punto di vista dell’offerta formativa
e della verifica dell’apprendimento.
Attualmente la Fondazione Santa Lucia si colloca in posizione prestigiosa
all’interno della rete degli Istituti Scientifici, sia relativamente allo
specifico settore di riconoscimento, sia in assoluto tra i 43 IRCCS nazionali.
La produzione scientifica ha raggiunto un significativo livello che colloca
nel 2008 l’Istituto al sesto posto assoluto per valore di Impact Factor (primo
posto tra gli IRCCS del centro-sud).
In tal senso, come è noto, uno degli indicatori più utilizzati a livello internazionale
per misurare la efficienza della attività di ricerca di una Istituzione si
fonda sul numero e sulla qualità degli articoli scientifici pubblicati dai suoi
ricercatori. Per la Fondazione Santa Lucia il numero di tali pubblicazioni nel
2008 è pari a 300 articoli pubblicati su riviste internazionali peer-reviewed, cioè
di riviste dotate di un sistema di selezione dei contributi che si fonda su revisori
anonimi, ognuna delle quali è dotata di un punteggio che valuta la diffusione e
la autorevolezza della rivista definito Impact Factor. La somma degli Impact
Factor relativa alle riviste che hanno accettato i contributi dei ricercatori della
Fondazione Santa Lucia è stata oltre 1250: un numero che è misura della qualità
delle ricerche condotte e che è equivalente, per avere una stima della mole
di attività prodotta, alla produzione che in media produce una intera Facoltà di
Medicina italiana di medie proporzioni che, naturalmente, usufruisce di un
numero di ricercatori di gran lunga più elevato.
Per ottenere simili risultati è stato necessario pensare ad un sistema
organizzativo innovativo che ha dato spazio al merito dei singoli ricercatori,
premiando la qualità e l’originalità delle proposte e permettendo in definitiva
la messa in atto di un vero e proprio circuito virtuoso che ha valorizzato
e incentivato i meritevoli. Molti dei laboratori della Fondazione Santa Lucia
sono condotti da “ giovani ” ricercatori e molti di loro sono stati richiamati
dall’estero offrendo la possibilità di svolgere una ricerca innovativa con
finanziamenti adeguati in una condizione che garantisce la distribuzione
delle risorse in funzione della eccellenza della attività svolta e dei prodotti di
ricerca conseguiti.
Infine, nell’ambito della programmazione nazionale di ricerca per il
2008, lo scorso 24 marzo 2009 si è conclusa la fase di presentazione al Ministero
della Salute delle domande per il finanziamento di ricerche di biomedicina
di carattere traslazionale proposte da ricercatori sotto i quaranta
anni, come previsto da un bando che si rifà ad una norma innovativa sancita
dalla legge finanziaria del 2006 che prevede la possibilità di svolgere
l’attività di ricerca finanziata presso strutture scientifiche individuate dagli
stessi ricercatori. Le domande di giovani che intendono svolgere le loro
ricerche presso la Fondazione Santa Lucia sono state 43: tale numero offre
un’indicazione incoraggiante della percezione diffusa delle opportunità che
l’Istituto può fornire in termini di garanzie di indipendenza della ricerca e
di incentivazione del merito.
2008 5

Dati
planimetrici

➔
➔
➔
10 2008

Dati planimetrici
SEDE DI VIA ARDEATINA 306
Dati planimetrici
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
Day Hospital respiratorio mq 500
Idrochinesiterapia mq 1.400
Palestra attività sportive varie mq 1.600
Palestra MFR (esterni) mq 500
Palestre U.O. mq 2.100
Terapia cognitiva e comportamentale mq 200
Terapia del linguaggio mq 350
Trattamenti riabilitativi extra-ospedalieri mq 800
Poliambulatorio mq 1.000
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Sezione I
Laboratorio Analisi mq 300
Dipartimento di Radiodiagnostica mq 650
Laboratori di ricerca mq 3.670
Centro studi in alimentazione e riabilitazione mq 100
Fisiologia neuromotoria mq 800
Neurofisiopatologia mq 470
Neuroimmagini funzionali:
– MARBILab Centro Fermi mq 400
– Neuroimmagini funzionali mq 300
– Neuroimmagini funzionali (da ristrutturare) mq 350
Neurologia clinica e comportamentale mq 570
Neuropsicologia mq 580
Tecnologie e metodologie formative
per assistenza alla disabilità 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
12 2008

Fondazione Santa Lucia
Via Ardeatina, 306
Grande
Raccordo
Anulare
▼
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AEROFOTOGRAFIA ANNO 2003
14 2008

LEGENDA
B MAGAZZINO
C MENSA - CUCINA
F DIREZIONE - UFFICI
AMMINISTRATIVI -
ACCETTAZIONE -
POLIAMBULATORIO -
SERVIZIO DIAGNOSTICA
PER IMMAGINI -
LABORATORIO DI RICERCA
DI NEUROIMMAGINI
G EDIFICIO IN
RISTRUTTURAZIONE
G1 OSPEDALE
G2-G6 ACCESSI GARAGE
INTERRATO
H GAS MEDICALI
J MAGAZZINI
K1 MAGAZZINI
MANUTENZIONE
K2 UFFICIO TECNICO - R.S.P.P.
K3 CASA AGEVOLE
L CAMERA MORTUARIA
P LABORATORIO DI RICERCA
DI NEUROPSICOLOGIA
Q ALLOGGIO SUORE
R PISCINA
S PALESTRA DI
RIABILITAZIONE
AMBULATORIALE
T SERVIZI DI
RIABILITAZIONE
RESPIRATORIA, DI TERAPIA
OCCUPAZIONALE, DI
TERAPIA COGNITIVA E
COMPORTAMENTALE - BAR
U1 LABORATORIO ANALISI
U2-U3 LABORATORI DI
RICERCA SCIENTIFICA
V MAGAZZINO
W POLO DIDATTICO
Z1 LABORATORI DI RICERCA
DI NEUROFISIOPATOLOGIA
Z2 CENTRO CONGRESSI
Z3 LABORATORI DI
NEUROLOGIA CLINICA E
COMPORTAMENTALE
Z4 BIBLIOTECA
Z5 LABORATORI DI
FISIOLOGIA
NEUROMOTORIA
P
PARCHEGGIO
P
2008 15

Sezione I
SVILUPPO EDILIZIO
Per migliorare il livello delle proprie strutture assistenziali e di ricerca, la
Fondazione Santa 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 della Fondazione
Santa Lucia IRCCS 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 Santa 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
16 2008

Dati planimetrici
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;
2008 17

Sezione I
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
18 2008

Dati planimetrici
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, è stato demolito e deve essere
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
2008 19

Sezione I
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
20 2008

Dati planimetrici
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, il poliambulatorio, i
locali tecnici e la zona dedicata allo scarico merci e derrate destinate alla cucina;
• al piano primo i laboratori di riabilitazione e ricerca, il poliambulatorio,
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.
2008 21

Sezione I
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.
22 2008

Dati planimetrici
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.
2008 23

Sezione I
SEDE DI VIA DEL FOSSO DI FIORANO 65
Dati planimetrici
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
– Neuroscienze sperimentali
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
24 2008

GRANDE RACCORDO ANULARE
KM 51
Fosso di Fiorano
Torre Pagnotta
Via di Tor Pagnotta
Fondazione Santa Lucia
Via del Fosso di Fiorano, 65
Via dei Fucilieri
Piazza
dei
Crabinieri
Via dell'Esercito
Via dei Bersaglieri
Via dei Genieri
Via della Cecchignola
Cecchignola
Fosso di Fiorano
Vc. di Tor Chiesaccia
Vicolo del Bel Poggio
Via di Tor Pagnotta
Via del Bel Poggio
GRANDE RACCORDO ANULARE
Via Ardeatina
Casale
Prato Smeraldo
V. Casale Bicocca
Via del
Bel Poggio
Via di Tor Pagnotta
Via Ardeatina
Via A. Carruccio
Via D. Centro del Bivio
Via U. Montelatici
Via Ardeatina
2008 25

AEROFOTOGRAFIA ANNO 2003
26 2008

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 Regolamento Organico (in sostituzione di quello del 4/11/1999)
riprodotto nelle pagine seguenti è stato elaborato in adempimento alle disposizioni
del decreto legislativo 229/1999. In particolare, nella stesura, si è previsto
l’adeguamento al predetto decreto dei propri ordinamenti relativi alla
gestione del settore del personale.
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
28 2008

Comitato Etico: Fiorenzo Angelini
Massimo Biagini
Ovidio Brignoli
Carlo Caltagirone
Vincenzo Castellano
Francesco Chiappetta
Maria Giulia Colombini
Anna Maria Di Nardo
Piero Fucci
Massimo Musicco
Stefano Paolucci
Antonino Salvia
Bruno Silvestrini
Struttura organizzativa
Consiglio dei Sanitari: Antonino Salvia
Carlo Caltagirone
Rita Formisano
Maria Grazia Grasso
Marco Molinari
Stefano Paolucci
Luigi Pizzamiglio
Umberto Sabatini
Sandra Terziani
Marco Traballesi
Personale dell’Istituto 2008
Dirigenti medici 61
Dirigenti laureati non medici 35
Infermieri e personale di assistenza 270
Personale di riabilitazione 195
Personale tecnico 83
Personale amministrativo 64
Contrattisti e borsisti 161
Totale 869
2008 29

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
30 2008

Assistenza
spirituale
Servizi socio-sanitari
Accettazione:
- Day Hospital
- Poliambulatorio
- Ricoveri Ordinari
Assistenza sanitaria
Assistenza sociale
Gestione terapie
Informazioni
Riabilitazione esterna
Servizio dietologico
Servizio mortuario
URP
Casa Dago
Medicina
del lavoro
Sistema informativo
ospedaliero
Poliambulatorio
Andrologia
Angiologia
Cardiologia
Dermatologia
Ecografia
Foniatria
Medicina dello Sport
Medicina Fisica
e Riabilitazione
Medicina Preventiva
Neurofisiopatologia
Neurologia
Neuropsicologia adulti
Neuropsicologia
dell’età evolutiva
Oculistica/Ortottica
Ortopedia
Otorinolaringoiatria
Pneumologia
Psichiatria
Reumatologia
Urologia
DIREZIONE SANITARIA
Segreteria
Servizi sanitari
ausiliari
Aggiornamento
professionale
Sistema
qualità aziendale
Farmacia
Servizi diagnostici
Reparti di degenza
Servizi riabilitativi
Laboratorio
analisi
Laboratorio
di microbiologia
Diagnostica
per immagini
ECO
Radiologia
convenzionale
RMN
TAC
Unità
Operativa A Day
Hospital
Unità
Operativa B
Unità
Operativa C
Unità
Operativa D
Unità
Operativa E
Unità
Operativa F
Foniatrico
Neuromotorio
Respiratorio
Urologico
Riabilitazione
interdivisionale ed
extraospedaliera
Neuropsicologia
Palestra
Piscina
Servizi di terapia:
- Cognitiva
- del Linguaggio
- della Disfagia
- Occupazionale
- dell’Eminattenzione
2008 31

Comitato Tecnico
Scientifico
Coordinamento
Organizzazione attività
culturali e relazioni
scientifiche esterne
Monitoraggio
della attività
di ricerca
Analisi e cura
dei fondi
Programmazione
e verifica degli studi
Raccolta e valutazione
dei prodotti di ricerca
Comitato Interno
per la Sperimentazione
Clinica
DIREZIONE SCIENTIFICA
Comitato Etico
Settori di ricerca Polo Didattico
Neurologia clinica
e comportamentale
Epidemiologia
clinica
Sperimentazione
clinico
farmacologica
Trials clinici
Fisiologia
neuromotoria
Neuroscienze
sperimentali
Neuropsicologia
Neurofisiopatologia
clinica
Neuroimmagini
funzionali
Corso di laurea
di I livello Fisioterapisti
Corso di laurea
di I livello Infermieri
Corso di laurea
di I livello Logopedisti
Corso di laurea
di I livello Tecnici
di Neurofisiopatologia
Ricerca clinica
traslazionale
Sc. di Specializzazione
in Neurofisiopatologia
Sc. di Specializzazione
in Neuropsicologia
Biblioteca
Sezione
Formazione ECM
Comitato Scientifico
per la Formazione
32 2008

Neurologia clinica
e comportamentale
Morfologia e
morfometria
per neuroimmagini
Neuropsichiatria
Neuropsicobiologia
sperimentale
Neuropsicologia
comportamentale
Neuropsicologia
della memoria
Neuropsicologia
sperimentale
Neurosonologia
Neurourologia
Tecnologie e metodologie
formative
per l’assistenza
alla disabilità
Fisiologia
neuromotoria
Anatomia funzionale
del controllo
neuromotorio
Chinesiologia
clinica e riabilitativa
Controllo visuomotorio
e fisiologia
microgravitaria
spaziale
Metodi
computazionali
e biomeccanica
della mano
Postura e
locomozione
Realtà virtuali
Organizzazione
e gestione
dei servizi sanitari
Ricerca clinica
traslazionale
Laboratorio per
lo studio delle atassie
Laboratori e servizi di ricerca
Neuropsicologia
Neurofisiopatologia
clinica
Dislessia
dell’età evolutiva
Epidemiologia
dei disturbi cognitivi
Neuropsicologia
dei disturbi
visuo-spaziali
e della navigazione
Neuropsicologia
dell’attenzione
Analisi
quali-quantitativa
dell’E.E.G.
Fisiopatologia
delle malattie
extrapiramidali
Neurofisiologia
dei sistemi
somato-sensoriali
e motori
Neuropsicologia
del movimento e
dell’integrazione
cross modale
Psicofisica
della visione
Neuroimmagini
funzionali
Interazioni
multisensoriali
Metodi e fisica
Psicopatologia
del linguaggio
Centro studi
su alimentazione
e riabilitazione
Neuroimmagini
non convenzionali
nella patologia
neurologica
Processi visivi
e di integrazione
sensori-motoria
Neuroscienze sperimentali
Bioinformatica
Neurofisiologia
Cell signaling
Neuroanatomia
Neurofisiopatologia
sperimentale e
del comportamento
Neurobiofisica
Neurogenetica
Neurobiologia
cellulare
Neurobiologia del
comportamento
Neurobiologia
molecolare
Neurobiologia
molecolare e cellulare
Neurochimica
Neurochimica
dei lipidi
Neuroembriologia
Neuroembriologia
molecolare
Neuroimmunologia
Neurologia
sperimentale
Neurooncoematologia
Neuroplasticità
Neuroriabilitazione
sperimentale
Proteomica e
metabonomica
Psichiatria
molecolare e genetica
Psicobiologia
Stabulario
2008 33

Sezione I
STATUTO DELLA FONDAZIONE SANTA LUCIA
(aggiornato al 25/1/2006)
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 successivi 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
34 2008

Struttura organizzativa
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;
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.
2008 35

Sezione I
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)
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;
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
36 2008

Struttura organizzativa
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.
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 tecnicolaureato;
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.
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 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. 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.
2008 37

Sezione I
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.
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.
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.
38 2008

Struttura organizzativa
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 igienicosanitari
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 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 consu-
2008 39

Sezione I
lenti la cui attività rientri nella competenza
del proprio settore; all’amministrazione dei
servizi delegati; all’amministrazione, pianificazione
economico finanziaria e controlli
gestionali.
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.
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.
TITOLO IV – ASPETTI GESTIONALI
Art. 21 – Contabilità
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.
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;
40 2008

Struttura organizzativa
– 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 clinicoscientifiche
(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.
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 deontolo-
2008 41

Sezione I
gico proprio di ogni singola professione,
garantendo impegno e competenza professionale,
utilizzando modalità corrette e
rispettose nei confronti di quanti frequentano
la struttura, adottando atteggiamenti
rispettosi 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.
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).
42 2008

Struttura organizzativa
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.
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.
2008 43

Sezione I
DELIBERA DI RICOSTITUZIONE
DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE
(n. 02/07 del 20 gennaio 2007)
IL PRESIDENTE
vista
la delibera 16/98 del 16 ottobre 1998 con la
quale è stato costituito il Comitato Etico
Indipendente (CEI) presso la Fondazione
Santa Lucia – IRCCS, ai sensi della circolare
n. 8 del 10 luglio 1997 del Ministero della
Sanità, relativa alla sperimentazione clinica
dei farmaci, al 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
” e ai due successivi decreti del 18
marzo 1998 concernenti rispettivamente
“ Linee guida di riferimento per l’istituzione
ed il funzionamento dei Comitati Etici ” e
“ Riconoscimento dell’idoneità dei centri per
la sperimentazione clinica dei farmaci ”;
vista
la delibera n. 30/99 del 3 dicembre 1999 nella
quale sono stati nominati componenti del
CEI per il triennio 1999-2002 e i successivi
atti con i quali il CEI è stato rinnovato sino
al 31 dicembre 2006;
visto
il decreto del 12 maggio 2006 del Ministero
della Salute, relativo ai “ Requisiti minimi
per l’istituzione, l’organizzazione ed il funzionamento
dei comitati etici per le sperimentazioni
cliniche dei medicinali ”;
vista
in particolare la dovuta presenza minima
delle seguenti figure:
– un biostatistico;
– un farmacologo;
– il farmacista;
– due clinici;
– un medico legale;
– un esperto di bioetica;
– un rappresentante del settore infermieristico;
– un rappresentante del volontariato;
– un medico di medicina generale;
– il Direttore Sanitario;
– il Direttore Scientifico;
ritenuto
che la Fondazione Santa Lucia, in riferimento
a specifiche necessità operative,
possa nominare componenti di professionalità
e/o esperienze aggiuntive oltre quelle
indicate al precedente punto, al fine di
poter compiutamente assolvere alle proprie
competenze;
ritenuto
quindi di dover procedere alla ricostituzione
del CEI;
DELIBERA
Art. 1 – Il Comitato Etico Indipendente
(CEI) operante presso la Fondazione Santa
Lucia è ricostituito.
Art. 2 – Per il triennio 2007-2009 il CEI è
costituito da:
1. Dott. Massimo Musicco (Biostatistico);
2. Prof. Bruno Silvestrini (Farmacologo);
3. Dott.ssa Maria Giulia Colombini (Farmacista);
4. Dott. Stefano Paolucci (Clinico);
5. Prof. Vincenzo Castellano (Clinico);
6. Prof. Piero Fucci (Medico legale);
7. S.E. Card. Fiorenzo Angelini (Esperto di
bioetica);
8. Caposala Anna Maria Di Nardo (Rappresentante
del settore infermieristico);
9. Sig.ra Maria Elena Villa (Rappresentante
del volontariato);
10. Dott. Ovidio Brignoli (Medico di medicina
generale);
11. Dott. Antonino Salvia (Il Direttore Sanitario);
12. Prof. Carlo Caltagirone (Il Direttore
Scientifico);
13. Prof. Francesco Chiappetta (Esperto in
materia giuridica);
14. Ing. Massimo Biagini (Rappresentante
dell’utenza).
Art. 3 – Il CEI si avvale di una Segreteria,
dotata 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; detta Segreteria è in possesso
delle “…necessarie infrastrutture per assicu-
44 2008

Struttura organizzativa
rare il collegamento all’osservatorio, per l’inserimento
nelle banche dati nazionale ed
europea dei dati e l’attività di supporto tecnico
per la valutazione delle reazioni avverse
serie ed inattese, nonché degli eventi
avversi…” (Art. 4.2, DL 12/05/2006).
La Segreteria è composta da un Responsabile
e da un collaboratore, scelti con atto successivo
tra il personale dipendente della Fondazione.
REGOLAMENTO DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE (CEI)
(letto e sottoscritto il 22 settembre 2006)
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 particolare, 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
2008 45

Sezione I
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 clinicoassistenziali
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.
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
46 2008

Struttura organizzativa
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 richiesta 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.
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, nomi-
2008 47

Sezione I
nato 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.
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.
48 2008

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 ………..………………
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.
2008 49

Sezione I
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)
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
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
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
NULLA OSTA PER L’UTILIZZAZIONE DELLA STRUTTURA
Il responsabile
(timbro e firma)
..............................
Lo sperimentatore responsabile
(timbro e firma)
.....................................................
50 2008

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 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.
2008 51

Sezione I
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 ”, “ cross-over ”, 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 partecipazione 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.
52 2008

Struttura organizzativa
Giova, infine, sottolineare anche che lo studio della comunicazione medico-paziente ha
indicato come un terzo di ciò che viene detto al paziente 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.
2008 53

Sezione I
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/proce -
dure standard di uso corrente costituiti/e da [descrivere le procedure standard di diagnosi/trat ta -
mento 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 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]
...............................................................................................................................................................
54 2008

Struttura organizzativa
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 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.
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.
2008 55

Sezione I
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 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 dispo sizione il responsabile
dei dati è:
Dott. Responsabile della sperimentazione: .................................................................................
Unità Operativa: ..........................................................................................................................
Roma, lì …………..
56 2008

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
......................................... .........................................
oppure
Cognome e nome del rappresentante
Firma del rappresentante
legalmente valido
legalmente valido
......................................... .........................................
Cognome e nome del medico
Firma del medico
che raccoglie il consenso
che raccoglie il consenso
......................................... .........................................
N.B. Il presente modulo è valido solo se accompagnato dal corrispondente foglio illustrativo.
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 appo sito
modulo di consenso informato.
Distinti saluti
Il medico responsabile
(timbro e firma)
Roma, lì ………….. .........................................
2008 57

Sezione I
DELIBERA DI COSTITUZIONE DEL COMITATO INTERNO
PER LA SPERIMENTAZIONE CLINICA (CISC)
(n. 12/08 del 18 luglio 2008)
IL DIRETTORE GENERALE
considerato
che la Fondazione Santa Lucia (FSL)
svolge, tra l’altro attività di ricerca clinica
nel settore della sperimentazione farmacologica,
sia interventistica che osservazionale,
attraverso specifiche convenzioni con
Ditte Farmaceutiche che fungono da Sponsor
nell’ambito di programmi policentrici
nazionali ed internazionali;
considerato
che la Fondazione, anche a seguito della promulgazione
del decreto 17 dicembre 2004
che definisce ambiti, tempistiche e modalità
di svolgimento per le sperimentazioni cosiddette
noprofit, si è da tempo accreditata
presso l’Agenzia Italiana del Farmaco (AIFA),
ed in particolare all’interno dell’Osservatorio
Nazionale per la Sperimentazione sui Farmaci
(OsSC), come Sponsor non commerciale
al quale è consentito promuovere,
gestire e sviluppare programmi di sperimentazione
farmacologica aventi appunto caratteristiche
rientranti tra quelle previste dallo
stesso decreto succitato;
considerato
che negli studi no-profit, la struttura sani -
taria-sponsor (al pari delle Case Farmaceutiche
negli studi profit) è garante della validità
scientifica e della eticità della sperimentazione
in tutte le sue fasi, dalla programmazione,
allo sviluppo della proposta, al suo
inserimento nell’ambito dell’OsSC, all’invio
al Comitato Etico competente per la richiesta
di parere, alla successiva esecuzione, monitorizzazione
e conclusione con conseguente
divulgazione dei risultati;
considerato
che appare evidente, come, nel caso specifico,
si ricomponga, anche se su basi diverse
rispetto ad una sperimentazione commerciale,
il binomio Sponsor-Sperimentatore,
fulcro stesso della programmazione;
considerata
l’indicazione, più volte evidenziata dalla
Agenzia Italiana per il Farmaco (AIFA)
durante manifestazioni e corsi di formazione,
che le strutture che si propongono
quali sponsor no-profit, e nel caso specifico
la FSL, mettano in atto delle procedure
interne di qualità che consentano un dinamico
controllo di tutte le fasi operative precedentemente
e sommariamente elencate;
considerato
che l’interesse e l’attività dell’AIFA per la questione
è attualmente solo di carattere propositivo
e di supporto, ma che è previsto anche un
monitoraggio della stessa Agenzia, per mezzo
del proprio Ufficio Ispettivo, presso le strutture
sanitarie che svolgono sperimentazione
no-profit per validarne i requisiti operativi;
ritenuto
di definire strumenti per la conduzione di
un’analisi approfondita della questione e per
la tenuta sotto controllo delle modalità programmatorie
e della conduzione delle attività
di sperimentazione clinica;
valutato
necessario, come primo atto di tale opera,
costituire un apposito comitato che riunisca
competenze tecnico-scientifiche ed amministrativo-gestionali
di settore;
DELIBERA
1) È costituito il Comitato Interno per la Sperimentazione
Clinica (CISC) composto dalle
seguenti figure:
– Il Direttore Scientifico della FSL
(Presidente)
– Il Direttore Sanitario della FSL
(Componente)
– Il Responsabile della Linea di Ricerca
Clinica Traslazionale della FSL
(Componente)
– Il Responsabile della Linea di Ricerca
di Neuro-scienze Sperimentali della FSL
(Componente)
– Il Responsabile della Farmacia della FSL
(Componente)
– Il Referente della FSL presso l’OsSC
(Componente)
– Il componente esperto farmacologo presso
il Comitato Etico della FSL (Componente)
– Il componente esperto epidemiologo
presso il Comitato Etico della FSL
(Componente)
– Il Segretario del Comitato Etico presso la
FSL (Segretario)
58 2008

Struttura organizzativa
2) Con riferimento alle figure di cui al precedente
articolo 1, partecipano al CISC:
– Prof. Carlo Caltagirone
– Dott. Antonino Salvia
– Dott. Stefano Paolucci
– Prof. Giorgio Bernardi
– Dott.ssa Giulia Colombini
– Dott. Antonio Ierna
– Prof. Bruno Silvestrini
– Dott. Massimo Musicco
– Sig.ra Elisa Battisti
3) Il Comitato ha il compito di analizzare
in maniera approfondita l’attuale ambito
normativo delle sperimentazioni cliniche
(costituito da leggi, decreti, circolari e raccomandazioni
in materia) fornendo alle
Direzioni competenti della FSL, entro il 30
ottobre p.v., per mezzo di una relazione circostanziata,
specifici suggerimenti per lo
sviluppo e la regolamentazione ed ottimizzazione
di tale settore presso la Fondazione
Santa Lucia.
4) Nell’immediato e fino a diversa organizzazione,
eventualmente scaturita dall’analisi
della relazione di cui al precedente articolo 2,
il CISC si occupa anche di vagliare e fornire
parere sulle proposte di svolgimento di sperimentazioni
cliniche interventistiche no-profit
ed osservazionali aventi come sponsor la
Fondazione Santa Lucia.
5) In riferimento al precedente articolo 3, le
proposte di sperimentazione, anche a vari
livelli di stesura e progettazione, devono pervenire
in via preliminare al CISC il quale
potrà anche supportare lo sperimentatore, in
base alla normativa vigente, nella ottimizzazione
del protocollo sperimentale e nella raccolta
della documentazione necessaria. In
ogni caso il parere favorevole del CISC sulla
pratica è preventivo e vincolante per il successivo
iter di inserimento nell’OsSC.
6) Il CISC cura inoltre l’istituzione del Registro
dei Trias Clinici (RTC) che raccoglie, per
anno, le attività di ricerca clinica interne alla
Fondazione Santa Lucia, le quali, prevedendo
il coinvolgimento attivo del soggetto
sperimentale, sia egli paziente o volontario
sa no, presuppongano e necessitino del pa re -
re del Comitato Etico Indipendente operante
presso l’Istituto. L’analisi delle problematiche
di cui al precedente articolo 2 prende in considerazione
la possibilità che la formalizzazione
al CISC quindi l’inserimento nel RTC
divenga nel tempo e comunque a partire dal
prossimo 2009 l’unico iter per la possibilità
di conduzione di trials clinici all’interno della
Fondazione Santa Lucia e per la loro validazione,
sia verso l’esterno, sia ai fine della
valutazione della produttività del personale
di ricerca.
2008 59

Dati statistici
sull’attività
assistenziale

Sezione I
DEGENZE
Quadro generale 2006 2007 2008
Posti letto convenzionati 290 290 290
Richieste di ricovero 5.321 4.721 4.437
Pazienti ricoverati 1.629 1.531 1.447
Pazienti non ricoverabili 1.584 1.436 2.565
Pazienti in attesa 2.108 1.754 425
Durata media di degenza gg 65 70 74
Giornate di degenza 106.133 107.681 108.132
Numero dei pazienti dimessi 1.646 1.530 1.447
Sesso dei pazienti dimessi
Uomini 863 822 757
Donne 783 708 690
Pazienti dimessi per classi di età
sino a 34 anni (12,34%) 203 (10,78%) 165 (9,13%) 132
da 35 a 54 (18,65%) 307 (19,60%) 300 (22,12%) 320
da 55 a 74 (40,34%) 664 (40,58%) 621 (37,60%) 544
oltre 75 anni (28,67%) 472 (29,01%) 444 (31,15%) 451
Attività lavorativa
dei pazienti dimessi
2006 2007 2008
Commerciante 42 38 28
Operaio 39 35 26
Impiegato 101 95 85
Casalinga 150 145 130
Pensionato 1.121 1.037 1.030
Studente 57 50 37
Militare 4 4 3
Disoccupato 77 75 68
Altri 55 51 40
62 2008

Dati statistici sull’attività assistenziale
Regione di provenienza
dei pazienti ricoverati
2006 2007 2008
Lazio 1.256 1.227 1.189
Piemonte 1 – 3
Valle d’Aosta – – –
Liguria – – 1
Lombardia 8 3 4
Trentino – Alto Adige – – –
Veneto 2 1 1
Friuli – Venezia Giulia – – 1
Emilia Romagna 6 2 4
Marche 11 12 8
Toscana 19 19 19
Umbria 31 17 23
Campania 58 53 44
Abruzzo 54 41 25
Molise 13 13 6
Puglia 31 36 21
Basilicata 7 17 9
Calabria 73 47 46
Sicilia 47 33 31
Sardegna 12 9 9
Paesi UE – 1 –
Paesi Extra UE convenzionati – – 3
Paesi Extra UE non convenzionati – – –
Totale ricoveri 1.629 1.531 1.447
Pazienti ricoverati fuori regione 2006 2007 2008
23% 20% 19%
2008 63

PAZIENTI DIMESSI PER TIPOLOGIA DI RICOVERO
DRG Descrizione
2006 2007 2008
ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri
ordinari in DH ordinari in DH ordinari in DH
MDC 1 - Malattie e disturbi del sistema nervoso
7 Interventi su nervi periferici e cranici e altri interventi su sistema nervoso con cc – – – – 1 –
9 Malattie e traumatismi del midollo spinale 262 146 268 164 233 160
12 Malattie degenerative del sistema nervoso 563 144 557 167 568 160
13 Sclerosi multipla ed atassia cerebellare 110 60 100 55 109 57
14 Malattie cerebrovascolari specifiche eccetto attacco ischemico transitorio 7 1 4 1 1 1
15 Attacco ischemico transitorio e occlusioni precerebrali – – – – 1 –
16 Malattie cerebrovascolari aspecifiche con cc 1 1 1 – – –
17 Malattie cerebrovascolari aspecifiche senza cc 1 1 – 1 3 –
18 Malattie dei nervi cranici e periferici con cc 9 1 2 7 1 4
19 Malattie dei nervi cranici e periferici senza cc 9 12 6 7 8 8
20 Infezioni del sistema nervoso eccetto meningite virale 3 1 6 – 2 1
23 Stato stuporoso e coma di origine non traumatica 3 – 5 – 7 –
24 Convulsioni e cefalea, età > 17 con cc 1 – – – – –
25 Convulsioni e cefalea, età > 17 senza cc – – – – – 1
27 Stato stuporoso e coma di origine traumatica, coma > 1 ora 2 3 2 – – –
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 1 – – – – –
34 Altre malattie del sistema nervoso con cc 43 16 39 11 23 11
35 Altre malattie del sistema nervoso senza cc 64 35 75 20 59 24
MDC 3 - Malattie e disturbi dell’orecchio, del naso, della bocca e della gola
73 Altre diagnosi relative a orecchio, naso, bocca e gola, età > 17 – 3 – 7 – 7
74 Altre diagnosi relative a orecchio, naso, bocca e gola, età < 18 – – – – – 1
MDC 4 - Malattie e disturbi dell’apparato respiratorio
87 Edema polmonare e insufficienza respiratoria 2 56 – 40 – 26
88 Malattia polmonare cronica ostruttiva – – – 1 – 1
89 Polmonite semplice e pleurite, età > 17 con cc – – – 1 – –
99 Segni e sintomi respiratori con cc – 29 – 38 – 42
100 Segni e sintomi respiratori senza cc – 144 – 149 – 140
475 Diagnosi relative all’apparato respiratorio con respirazione assistita – – – 1 – 2
64 2008

MDC 6 - Malattie e disturbi dell’apparato digerente
182 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età > 17 con cc 2 3 2 6 5 7
183 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età > 17 senza cc 14 71 7 70 10 79
184 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età < 18 – 1 – – – 2
MDC 8 - Malattie e disturbi del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto connettivo
235 Fratture del femore 1 – – – – –
236 Fratture dell’anca e della pelvi – – – – 2 –
237 Distorsioni, stiramenti e lussazioni di anca, pelvi e coscia 2 – – – – –
239 Fratture patologiche e neoplasie maligne del sistema muscolo-scheletrico
e tessuto connettivo – – – – 1 –
240 Malattie del tessuto connettivo con cc 1 – – – – –
241 Malattie del tessuto connettivo senza cc 1 – 1 – 1 –
243 Affezioni mediche del dorso 25 6 13 4 14 4
244 Malattie dell’osso e artropatie specifiche con cc 1 – – – – –
245 Malattie dell’osso e artropatie specifiche senza cc 7 – 1 – 1 1
246 Artropatie non specificate 1 – – – – –
247 Segni e sintomi relativi al sistema muscolo-scheletrico e al tessuto connettivo – – 3 – – –
248 Tendinite, miosite, borsite 34 – 30 3 23 2
249 Assistenza riabilitativa per malattie del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto
connettivo 195 17 165 17 147 8
251 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,
età > 17 senza cc 2 1 – 2 – 1
252 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,
età < 18 senza cc – – – – 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 – – – 1
256 Altre diagnosi del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto connettivo 269 16 236 14 221 8
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)
DRG Descrizione
2006 2007 2008
ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri
ordinari in DH ordinari in DH ordinari in DH
MDC 10 - Malattie e disturbi endocrini, nutrizionali e metabolici
298 Disturbi della nutrizione e miscellanea di disturbi del metabolismo, età < 18 – – – 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 – 8 – 12 – 14
326 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età > 17 senza cc – 60 – 86 – 77
327 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età < 18 – – – – – 1
328 Stenosi uretrale, età > 17 con cc – – – 1 – 1
331 Altre diagnosi relative a rene e vie urinarie, età > 17 con cc – 7 – 2 – 2
332 Altre diagnosi relative a rene e vie urinarie, età > 17 senza cc – 36 – 7 – 9
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 – 24 – 18 – 15
MDC 15 - Malattie e disturbi del periodo neonatale
390 Neonati con altre affezioni significative – – – 3 – –
MDC 19 - Malattie e disturbi mentali
425 Reazione acuta di adattamento e disfunzione psicosociale – – – – 1 –
429 Disturbi organici e ritardo mentale 5 10 6 5 2 8
430 Psicosi – 3 – – – 2
431 Disturbi mentali dell’infanzia – 5 – 8 – 2
MDC 23 - Fattori che influenzano lo stato di salute ed il ricorso ai servizi sanitari
467 Altri fattori che influenzano lo stato di salute – – – – 2 –
1646 924 1530 930 1447 890
Totale dimessi 2570 2460 2337
66 2008

Dati statistici sull’attività assistenziale
DAY HOSPITAL
2006 2007 2008
Posti letto convenzionati 35 35 35
Pazienti dimessi 924 930 890
Giornate complessive 21.731 23.114 23.095
Sesso dei pazienti dimessi
Donne 373 368 372
Uomini 551 562 518
POLIAMBULATORIO (SSN)
2006 2007 2008
Angiologia 1.110 1.209 1.215
Cardiologia 2.305 2.371 2.315
Dermatologia 2.595 2.513 2.545
Laboratorio Analisi 144.293 171.202 184.703
Medicina Fisica e Riabilitazione 17.759 13.116 14.506
Medicina Sportiva 531 438 795
Neurologia 6.432 6.559 6.631
Oculistica 6.110 5.463 6.264
Oncologia 117 57 65
Ortopedia e traumatologia 1.896 1.863 1.933
Ostetricia e ginecologia 15 9 14
Otorinolaringoiatria 1.911 1.354 907
Pneumologia 1.818 1.931 1.766
Psichiatria 304 319 145
Radiodiagnostica 16.389 16.581 18.952
Risonanza magnetica 3.246 3.492 4.676
Urologia 2.162 2.108 2.229
Totale 208.993 230.585 249.661
2008 67

Sezione I
TRATTAMENTI RIABILITATIVI EXTRAOSPEDALIERI
(ex Art. 26 Legge 833/78)
2006 2007 2008
NON RESIDENZIALI
Posti accreditati 132 132 132
Giornate di presa in carico 58.610 63.629 80.012
Numero dei progetti riabilitativi 698 771 1.058
Numero dei pazienti trattati 589 532 714
Media dei progetti per paziente 1,18 1,45 1,48
SEMIRESIDENZIALI
Posti convenzionati 55 55 55
Giornate di trattamento 16.065 14.684 4.464
Numero dei progetti riabilitativi 123 134 52
Numero dei pazienti trattati 86 64 50
Media dei progetti per paziente 1,43 2,09 1,04
68 2008

Servizio
di documentazione
e biblioteca

Sezione I
Sin dall’inizio della sua attività il Santa 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 audio 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 Santa 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 10.300 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, la
Fondazione Santa 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 ”. 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 informa-
70 2008

Servizio di documentazione e biblioteca
zioni 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
13.000 (titoli a pagamento + Open Access). Tutti i titoli, dal 2006, sono
disponibili in ordine alfabetico in un Catalogo di Biblioteca Virtuale denominato
“ AtoZ” all’indirizzo http://atoz.ebsco.com/home.asp?Id=7683 e il
recupero del full text è possibile anche presso le postazioni dei ricercatori
tramite riconoscimento diretto dei vari IP Address afferenti alla Fondazione
Santa Lucia.
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.
La Biblioteca è sempre frequentata da molti utenti (dipendenti, professori
e studenti universitari, collaboratori), per tutti è a completa disposizione un
PC, una stampante, una macchina fotocopiatrice 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 anche ad utenti esterni, medici o laureandi di numerose
istituzioni pubbliche e private; dal 2002 è stata inoltre stipulata 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 per studio e 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 55 Biblioteche degli Enti
coinvolti, sia come parte del Gruppo di lavoro costituito da 8 Unità Operative.
Gli obiettivi principali del progetto erano quattro e i primi tre sono già stati
realizzati.
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 Deli-
2008 71

Sezione I
very). 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 il progetto iniziale è stato trasformato in un’entità organizzativa
strutturata e dotata di un proprio Comitato di Gestione (formato da 8 referenti
Bibliosan e un funzionario del Ministero della Salute), di un coordinatore
e di un’Assemblea costituita dai responsabili delle Biblioteche e/o Centri
di Documentazione degli Enti aderenti al Sistema.
È stato inoltre redatto un Regolamento organizzativo del Sistema Bibliosan
che in occasione della prima convocazione dell’Assemblea è stato proposto
e sottoscritto da tutti i presenti.
Grazie ad un annuale finanziamento da parte del Ministero della Salute il
Sistema Bibliosan nel 2007 ha potuto acquistare per tutti gli Enti un cospicuo
pacchetto di risorse scientifiche e di strumenti ad hoc per poterle recuperare.
Il catalogo online Bibliosan (http://atoz.ebsco.com/titles.asp?Id=7964&sid=
11835765&TabID=2) può oggi contare su più di 5.000 titoli di riviste in formato
elettronico con possibilità di scaricare i lavori in full text e gli utenti possono
usufruire di strumenti ad hoc per l’informazione quali RefWorks per la
gestione personale delle bibliografie.
Nel 2008 il Sistema Bibliosan, grazie ad un finanziamento di 2 milioni
di Euro da parte del Ministero della Salute, ha rinnovato le sottoscrizioni a
periodici e Banche dati acquistati negli anni precedenti e ha potuto acquisire
altre importanti risorse bibliografiche: pacchetti di riviste elettroniche,
periodici e Banche dati di Biomed Central, la Banca dati Cochrane Library e
il software CLAS. Grazie a quest’ultimo gli utenti di tutte le strutture afferenti
a Bibliosan possono accedere alle risorse online dello stesso anche al
di fuori della struttura di appartenenza, tramite una password rigorosamente
personale.
72 2008

Servizio di documentazione e biblioteca
La razionalizzazione raggiunta con l’adesione al sistema Bibliosan ha
avuto, infine, importanti risvolti di carattere economico con un ragguardevole
risparmio di risorse per tutti.
Per quanto riguarda la cooperazione tra Enti, nel corso del 2008 la Biblioteca
della Fondazione ha avuto contatti con oltre 100 Biblioteche italiane, sia
afferenti a Bibliosan sia universitarie e/o ospedaliere, oppure appartenenti ad
altri Enti (vedi Case farmaceutiche, Consorzi, etc.) effettuando più di 500
scambi di articoli (tra lavori spediti, 378, e ricevuti, 124) tramite consultazione
del Catalogo Nazionale dei Periodici (ACNP) e il Sistema NILDE (Document
Delivery).
2008 73

Collaborazioni
scientifiche

Sezione II
La Fondazione Santa Lucia da molti anni ha sviluppato con Università,
IRCCS, Istituzioni ed Enti, pubblici e privati, accordi formali ed informali di
collaborazione scientifica per i settori inerenti alle proprie attività di ricerca.
Di seguito si citano quelli in atto e si riproducono quelli stipulati nel 2008:
– Istituto Universitario di Scienze Motorie (IUSM) di Roma:
• Dipartimento di Scienze del Movimento Umano e dello Sport.
– Università Campus Biomedico di Roma.
– Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma:
• Istituto di Neurologia.
– Università degli Studi dell’Aquila:
• Dipartimento di Medicina Interna e Sanità Pubblica.
– Università degli Studi di Bologna Alma Mater Studiorum:
• Dipartimento di Scienze Neurologiche.
• Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale.
– Università degli Studi di Brescia:
• Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche.
– Università degli Studi della Calabria:
• Facoltà di Farmacia.
– Università degli Studi di Catanzaro Magna Grecia:
• Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.
– Università degli Studi di Chieti-Pescara G. D’Annunzio:
• ITAB (Istituto Tecnologie Avanzate Biomediche).
• DSB (Dipartimento di Scienze Biomediche).
– Università degli Studi della Tuscia:
• Dipartimento di Scienze Ambientali.
– Università degli Studi di Parma:
• Dipartimento di Neuroscienze.
– Università degli Studi di Perugia:
• Dipartimento di Scienze chirurgiche.
– Università degli Studi di Roma La Sapienza:
• Dipartimento di Fisica.
• Dipartimento di Psicologia.
• Facoltà di Medicina e Chirurgia.
• Facoltà di Sociologia.
– Università degli Studi di Roma Tor Vergata:
• Dipartimento di Biologia.
• Dipartimento di Biopatologia e Diagnostica per immagini.
78 2008

• Dipartimento di Ingegneria Meccanica.
• Dipartimento di Medicina Interna.
• Dipartimento di Sanità pubblica e Biologia Cellulare.
– Università degli Studi di Sassari:
• Dipartimento di Scienze Fisiologiche Biochimiche e Cellulari.
– Università degli Studi di Teramo:
• Dipartimento di Scienze Biomediche Comparate.
– Università degli Studi di Torino:
• Dipartimento di Psicologia.
• Dipartimento di Patologia Animale.
– Università degli Studi di Verona:
• Dipartimento di Scienze Neurologiche e della Visione.
– University of Dusseldorf Heinrich Heine (Germania):
• Istituto di anatomia.
– University of Malaga (Spagna):
• Electronic Department.
– University of Tromsø (Norvegia).
– Universitat Politècnica de Cataluny, Barcellona (Spagna):
• Department de Lenguatges i Sistemes Informàtics.
– Yale University School of Medicine (USA):
• Center for Neuroscience and Regeneration Research.
Collaborazioni scientifiche
– AITO, Associazione Italiana dei Terapisti Occupazionali.
– AITR, Associazione Italiana Terapisti della Riabilitazione.
– ALFAMEG.
– ASL Frosinone.
– ASL RM/F, Civitavecchia.
– ASL RM/D, Roma.
– ASL Umbria, Città di Castello (Perugia).
– ASMI, Associazione Stampa Medica Italiana.
– ASP, Agenzia di Sanità Pubblica della Regione Lazio.
– Azienda Ospedaliera Sant’Andrea (Roma).
– Center for Neurological Imaging at Brigham and Women’s Hospital (Boston,
Massachussetts).
– Centro Nacional de Rehabilitacion Julio Díaz, Habana (Cuba).
– CIREN, Centro Internacional de Restauracion Neurologica, Habana (Cuba).
2008 79

Sezione II
– CNC, Cuban Neuroscience Center.
– CNR, Consiglio Nazionale delle Ricerche.
– CNR - EBRI - FILAS SPA - Regione Lazio.
– CNRS, Centro Nazionale della Ricerca Scientifica.
– Collège de France:
• Laboratoire de la Perception et de l’Action.
– Federanziani.
– Flanders Institute for Biotecnology (Leuven, Belgio):
• Department of molecular and Developmental genetics (VIB11) .
– Fondazione Salvatore Maugeri IRCCS (Pavia).
– CNR - Fondazione EBRI “ Rita Levi-Montalcini ” - Fondazione Telethon
(Roma).
– INRCA, Istituto Nazionale di Riposo e Cura per Anziani IRCCS (Ancona).
– ISTC-CNR, Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione del Consiglio
Nazionale delle Ricerche.
– ISPESL, Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro.
– ISS, Istituto Superiore di Sanità.
– Istituto Neurologico Mediterraneo NEUROMED IRCCS (Pozzilli, IS).
– Istituto Zooprofilattico sperimentale delle Regioni Lazio e Toscana.
– ITBA, Istituto Tecnologie Biomediche Avanzate (Milano).
– ITOP Officine Ortopediche srl (Roma).
– IWBF, International Wheelchair Basketball Federation.
– Kell srl (Roma).
– Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi (Roma).
– New York State Department of Health (USA).
– Osservatorio permanente sui giovani e l’alcool (Roma).
– Scuola di Psicoterapia cognitiva (Roma).
– SISSA, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (Trieste).
– STAND, Fondazione Spinal Trauma and Disease (Verona).
– UILDM, Unione Italiana Lotta alla Distrofia Muscolare, sezione Laziale.
80 2008

Collaborazioni scientifiche
COLLABORAZIONE TRA LA FONDAZIONE SANTA LUCIA
E ITOP OFFICINE ORTOPEDICHE s.r.l.
PREMESSA
La Fondazione Santa Lucia (di seguito
indicata anche come “ Fondazione ”) è un
Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
riconosciuto nel settore della riabilitazione
neuromotoria e nelle neuroscienze. Tra
i settori di interesse, particolare attenzione è
prestata al paziente amputato d’arto inferiore
ed alla sua riabilitazione attraverso uso di
protesi.
ITOP Officine Ortopediche srl (di seguito
indicata anche come “ ITOP”) progetta, realizza
e applica dispositivi ortopedici non
invasivi.
Sulla base dei rapporti pregressi e dei
contatti stabiliti, ed in accordo con quanto
già previsto nella lettera di intenti
del 20/03/2007 numero di protocollo
ENEA/2007/16214/FIM tra ENEA-FIM e
IRCCS Fondazione Santa Lucia, viene attivata
una collaborazione tra Fondazione e
ITOP, finalizzata all’avvio di una fase sperimentale,
riguardante un progetto di ricerca
per la riduzione del rigetto volontario della
protesi da parte del paziente amputato,
basato su un sistema autoregolante della
corretta distribuzione delle pressioni tra il
moncone dell’amputato e l’invaso della protesi
durante il movimento.
Inoltre la presente collaborazione ha per
obiettivo anche la possibilità di estendere la
stessa ad altri settori di interesse per
entrambi.
MODALITÀ DELLA COLLABORAZIONE
La collaborazione ha una durata inizialmente
determinata in 24 mesi e potrà essere
rinnovata, su proposta dei responsabili, designati
da Fondazione e da ITOP rispettivamente
nelle persone di:
– Marco Traballesi;
– Guerrino Rosellini.
I responsabili della collaborazione si faranno
carico di:
– definire e pianificare le attività di interesse
comune;
– stabilire e mantenere tra le due strutture
rapporti utili al rapporto di collaborazione;
– attivare le rispettive parti al fine di svolgere
le azioni concordate e realizzare i programmi
previsti e concordati.
RISORSE ECONOMICHE
La collaborazione non prevede scambio economico
diretto tra le parti. Ciascuna parte
provvederà alla copertura delle proprie spese,
comprese quelle per il proprio personale.
Iniziative che dovessero prevedere impegni
finanziari saranno soggette all’iter decisionale
ed alle relative procedure previste dalla
normativa in quel momento in vigore presso
ognuna delle parti interessate.
ALTRE RISORSE
– La Fondazione renderà disponibile le proprie
conoscenze, il personale specializzato
nella riabilitazione del paziente amputato, le
proprie strutture.
– ITOP renderà disponibili strutture e personale
adeguati al raggiungimento degli obiettivi
della collaborazione.
VINCOLI
– Le parti sono vincolate alla riservatezza
riguardo alle informazioni raccolte o alla
documentazione acquisita o prodotta nell’ambito
della collaborazione.
– L’inserimento o la partecipazione di terzi
dovrà essere preventivamente soggetto all’approvazione
delle due parti.
CONCLUSIONE
Al fine di conseguire gli obiettivi individuati
e definiti nell’ambito della collaborazione in
oggetto, le parti si impegnano a promuovere
tutte le ulteriori iniziative che si rendessero
necessarie, compreso la stipula di nuovi
accordi o la definizione di specifiche forme
contrattuali.
Letto, confermato e sottoscritto.
Roma, 11 Febbraio 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Marco Traballesi
Per ITOP Officine Ortopediche
Guerrino Rosellini
DICHIARAZIONE CONGIUNTA
In riferimento alle lettere di intenti in essere
tra ENEA e Fondazione Santa Lucia del
20/03/2007, tra ENEA e ITOP del 12/10/2007
e tra Fondazione Santa Lucia e ITOP del
2008 81

Sezione II
11/02/2008 viene attivata una collaborazione
tra i tre partner, detentori ognuno nel suo
particolare campo delle necessarie conoscenze,
finalizzata all’avvio di una fase sperimentale
riguardante il progetto di ricerca
denominato “ protesi adattiva ” per la riduzione
del rigetto volontario della protesi da
parte del paziente amputato.
La presente collaborazione potrà essere inoltre
estesa ad altri settori di interesse comune.
Le condizioni della collaborazione risultano
indicate nelle singole lettere di intenti soprariportate.
Per ENEA/FIM
Antonio Botticelli
Per la Fondazione Santa Lucia
Marco Traballesi
Per ITOP Officine Ortopediche
Guerrino Rosellini
ACCORDO DI COLLABORAZIONE CLINICO-SCIENTIFICA
TRA
l a F o n d a z i o n e S a n t a L u c i a ( C . F.
97138260589), di seguito denominata “ Fondazione
”, Istituto di Ricovero e Cura a Carattere
Scientifico, con sede in Roma, Via
Ardeatina n. 306, rappresentato dal Presidente
Maria Adriana Amadio, nata a Roma,
lo 01/01/1946, per la sua carica domiciliata
presso la sede della Fondazione
E
il Dipartimento di Scienze Neurologiche,
Università di Bologna (C.F. 80007010376)
di seguito denominato “ Dipartimento ”, rappresentato
dal Direttore Prof. Pasquale Montagna,
nato a Muro Leccese (LE) l’11/9/1950
(C.F. MNTPQL50P11F816E) e domiciliato
per la carica presso il Dipartimento di
Scienze Neurologiche, al presente atto autorizzato
ai sensi dell’art. 42, 2° e 3° comma
dello Statuto di Ateneo.
PREMESSO
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti
succitati sviluppare collaborazione nel
campo della ricerca, dell’attività clinica,
dell’aggiornamento professionale e della sperimentazione
di nuove attività tecnico scientifiche;
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti sviluppare
una modalità di ricerca clinica nel
campo dei disturbi del sonno e del sistema
nervoso vegetativo nelle malattie neurodegenerative;
– che in questo quadro le attività di ricerca
e cliniche di cui al presente atto assumono
la connotazione di collaborazione
clinico-scientifica, essendo paritetico l’interesse
a ciò della Fondazione e del Dipartimento,
in particolare per quanto riguarda
le seguenti aree:
– Atrofia Multisistemica con e senza disautonomia;
– Malattia di Parkinson e Parkinsonismi;
– Malattie neurodegenerative con disautonomia;
– che le aree di cui sopra sono congruenti
con le attività istituzionalmente svolte presso
la Fondazione e 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 delle patologie neurodegenerative,
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. Carlo Caltagirone;
– per il Dipartimento: Prof. Pietro Cortelli.
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 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 prote-
82 2008

Collaborazioni scientifiche
zione brevettuale, le parti procederanno alla
stipula di un accordo separato che regolerà
gli ulteriori rapporti.
Analoga procedura sarà seguita per l’eventuale
sviluppo di modalità ed ambiti collaborativi
in seno a specifiche programmazioni.
Art. 5 – Ciascuna parte si farà carico delle
spese inerenti allo svolgimento delle attività
cliniche e 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 4 anni a decorrere dalla
data di sottoscrizione e potrà essere rinnovato
tra le parti contraenti alla sua scadenza
mediante accordo scritto. Le stesse potranno
recedere dal contratto fornendo preavviso di
3 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 od il
collegio arbitrale deciderà senza formalità.
Roma, 12 Febbraio 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
Per il Dipartimento di Scienze Neurologiche
Il Direttore
Pasquale Montagna
CONVENZIONE PER COLLABORAZIONE SCIENTIFICA
TRA
L’Alma Mater Studiorum – Università di
Bologna, Dipartimento di Fisiologia
Umana e Generale (di seguito denominato
Dipartimento) con sede legale in Bologna,
P.zza di Porta S. Donato n. 2, codice fiscale
80007010376, nella persona del Direttore Pro
tempore, Prof. Giovanni Zamboni Gruppioni,
nato a Bologna il 26/06/1946
E
l’IRCCS Fondazione Santa Lucia di Roma
(di seguito denominato IRCCS) con sede in
Roma, Via Ardeatina n. 306, codice fiscale
05692831000, nella persona del Rappresentante
Legale Maria Adriana Amadio, nata a
Roma il 01/01/1946.
PREMESSO
– che il Dipartimento, in particolare per esso
il Laboratorio di Neurofisiologia e Neuroanatomia
funzionale dei Sistemi di Integrazione
Visuo-Motoria, svolge attività di ricerca
nel campo delle neuroscienze cognitive;
– che l’IRCCS, ed 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 (3
Tesla);
– che è in atto un progetto PRIN 2006 dal
titolo “ Trasformazioni sensori-motorie nella
porzione dorso-mediale della corteccia parietale
posteriore dell’uomo e dei primati non
umani ” prot. 2006055034 del quale è Coordinatore
Nazionale il Prof. Claudio Galletti, e
che prevede l’esecuzione di esperimenti di
neuroimmagini funzionali da eseguire con
risonanza magnetica;
– che l’IRCCS e il Dipartimento intendono
instaurare una collaborazione al fine di svolgere
attività di ricerca nei suddetti campi
SI CONVIENE QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Oggetto. Il Dipartimento e l’IRCCS
convengono di stabilire un rapporto di collaborazione
scientifica nel settore delle neuroimmagini
funzionali (studi di attivazione
cerebrale con Risonanza Magnetica funzionale).
Le neuroimmagini funzionali ottenute
con tecnica di Risonanza Magnetica permettono
di valutare in maniera non invasiva l’attivazione
cerebrale associata all’esecuzione di
compiti motori e cognitivi e quindi di mappare
l’organizzazione cerebrale delle facoltà
mentali e neurofisiologiche di base in soggetti
normali ed in pazienti con patologia cerebrale.
Gli studi di neuroimmagine con tecnica di
Risonanza Magnetica funzionale hanno la
2008 83

Sezione II
finalità principale di caratterizzare le basi
neurali delle funzioni neurofisiologiche/
cognitive normali registrando l’attivazione
corticale nella forma di cambiamenti della
perfusione cerebrale. Tali studi sperimentali
rappresentano parte fondamentale per lo sviluppo
di nuove tecniche di neuroimmagini
funzionali con potenziali risvolti applicativi
clinici.
Art. 2 – Responsabili della collaborazione. Il
Dipartimento indica quale proprio responsabile
della collaborazione il Prof. Claudio Galletti,
Professore Ordinario di Fisiologia.
L’IRCCS indica quale responsabile della collaborazione
il Dott. Emiliano Macaluso,
Direttore del Laboratorio di Neuroimmagini.
L’eventuale sostituzione del responsabile
della collaborazione da parte di uno dei contraenti
dovrà essere approvata dall’altro.
Art. 3 – Modalità della collaborazione scientifica,
strutture, attrezzature e risorse messe a
disposizione della ricerca. Per l’attività di
ricerca oggetto della presente convenzione
l’IRCCS e il Dipartimento metteranno a
disposizione i locali, le attrezzature ed il personale
dei sopra citati laboratori necessari
allo svolgimento dei progetti di questo progetto
di collaborazione.
Art. 4 – Regime dei risultati della collaborazione
scientifica. I risultati dell’attività di
ricerca prodotti dalla collaborazione sono di
proprietà dei contraenti. Le pubblicazioni
scientifiche scaturite dalla presente collaborazione
assumeranno la veste formale
(autori, denominazione dell’istituzione, etc.)
usuale per la comunità scientifica ed esplicitamente
concordate tra i responsabili scientifici
delle parti.
L’eventuale brevettazione dei risultati scaturiti
dalla collaborazione sarà oggetto di separato
accordo tra le parti contraenti, allo
stesso modo delle eventuali pubblicazioni
che saranno subordinate all’espletamento di
tutte le procedure atte alla protezione brevettuale
dei risultati.
Art. 5 – Copertura Assicurativa. Il Dipartimento
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. 6 – Durata della convenzione. La presente
convenzione entra in vigore alla data della sua
stipula e avrà termine nel febbraio 2009, con
possibilità di rinnovo sulla base di accordo
scritto approvato dagli organi competenti
delle parti. Al termine della convenzione, il
Dipartimento e l’IRCCS redigeranno una relazione
valutativa, sulla base dei dati forniti dai
laboratori coinvolti, sulla collaborazione e sui
risultati raggiunti; in caso di rinnovo a questa
dovrà aggiungersi un’indicazione precisa degli
obiettivi futuri da perseguire.
Le parti hanno la facoltà di recedere dalla
presente convenzione ovvero di risolverla
consensualmente prima della scadenza, il
recesso deve essere esercitato mediante
comunicazione scritta da inviare, con preavviso
di almeno tre mesi, con raccomandata
con avviso di ricevimento.
Il recesso o la risoluzione consensuale non
hanno effetto che per l’avvenire e non incidono
sulla parte di collaborazione attuata.
Art. 7 – Trattamento dei dati personali. Il Dipartimento
e l’IRCCS provvedono al trattamento e
alla gestione dei dati personali secondo le normative
in vigore (D.Lvo n. 196 del 2003).
Art. 8 – Controversie. Le parti si impegnano a
risolvere in via amichevole qualsiasi controversia
dovesse scaturire dall’applicazione della
presente convenzione. Per ogni altra evenienza
derivante dall’esecuzione della presente convenzione
è competente il Foro di Roma.
Art. 9 – Registrazione e spese. 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.
Letto, approvato e sottoscritto.
Roma, 18 Marzo 2008
Per L’Alma Mater Studiorum
Università di Bologna
Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale
Il Direttore
Giovanni Zamboni
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
84 2008

Collaborazioni scientifiche
CONVENZIONE
TRA
l’Istituto Superiore per la Prevenzione e la
Sicurezza del Lavoro (di seguito denominato
ISPESL) con sede in Roma, via Urbana
167, rappresentato dal Presidente Antonio
Moccaldi nato a Pagani (SA) il 15/06/1941 e
dal Direttore Generale Dr. Umberto Sacerdote,
nato a Roma il 24/10/1955
E
l’IRCSS Fondazione Santa Lucia (di seguito
denominata Fondazione) con sede in Roma,
Via Ardeatina 306, rappresentata dal Direttore
Generale Dr. Luigi Amadio, nato a
Roma il 4/6/1947.
PREMESSO
– che l’ISPESL, organo tecnico-scientifico
del Servizio sanitario nazionale, è un ente di
diritto pubblico nel settore della ricerca, che
svolge, avvalendosi delle strutture centrali e
periferiche, funzioni tecnico-scientifiche di
ricerca, di sperimentazione, di controllo, di
consulenza, di documentazione e assistenza,
nonché di informazione e formazione concernenti
la prevenzione degli infortuni, la
sicurezza sul lavoro, la tutela della salute
negli ambienti di vita e di lavoro;
– che la Fondazione Santa Lucia ha per sua
finalità un complesso di attività cliniche, di
ricerca e didattiche ed è stata riconosciuta,
da parte del Ministero della salute, di concerto
con il Ministero dell’università e della
ricerca, quale Istituto di ricovero e cura a
carattere scientifico;
– che è obiettivo comune ad entrambi gli
enti sopra menzionati di instaurare un rapporto
sinergico tra organismi che operano in
campo scientifico al fine di stipulare un
accordo di collaborazione per la ricerca e la
sperimentazione
SI CONVIENE E SI STIPULA
QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Le premesse costituiscono parte
integrante del presente atto.
Art. 2 – Le parti si impegnano a collaborare
allo scopo di favorire forme di cooperazione
finalizzate allo sviluppo di attività di ricerca
scientifica relativamente a settori comuni di
interesse.
Art. 3 – Per lo svolgimento delle attività
oggetto della presente convenzione, le parti
si impegnano a garantire la disponibilità di
risorse strumentali ed umane che siano dalle
parti stesse ritenute idonee allo scopo e si
potranno avvalere di personale strutturato e
non strutturato, di provata esperienza, appartenente
ad enti ed istituzioni sia di natura
pubblica che di natura privata.
Ciascun Ente si farà carico delle spese inerenti
allo svolgimento delle attività di propria
competenza.
Art. 4 – Le attività di collaborazione di comune
interesse sono concordate e coordinate
dalle parti attraverso un Comitato di Gestione
composto da quattro membri, due per ciascuna
parte contraente, che provvederanno a
nominare nel loro ambito il Presidente.
Il suddetto Comitato ha il compito di:
a) acquisire le proposte di attività di ricerca,
promuovere il coordinamento, individuare
eventuali nuovi settori di collaborazione
rispetto a quelli già oggetto della presente
convenzione;
b) indire riunioni del personale delle parti
contraenti direttamente responsabile sulle
singole linee di ricerca per definire i programmi
di attività;
c) verificare periodicamente lo stato di avanzamento
delle ricerche; identificare le fonti
di finanziamento e le modalità di attivazione
di borse di studio o di incarichi di ricerca per
personale qualificato necessario allo svolgimento
di specifici progetti di ricerca.
Art. 5 – La presente convenzione entrerà in
vigore dalla data della stipula e avrà la
durata di tre anni, salvo interruzioni delle
attività dovute a causa di forza maggiore.
La convenzione potrà essere rinnovata su
richiesta scritta di una delle parti, salvo il
consenso dell’altra parte, da comunicare con
lettera raccomandata A.R. almeno tre mesi
prima della naturale scadenza.
Ciascuna delle parti contraenti può recedere
dalla presente convenzione anche prima della
scadenza previa comunicazione scritta, da
inviarsi con un preavviso di almeno tre mesi.
Art. 6 – Le parti reciprocamente si impegnano
alla più rigorosa riservatezza circa
tutte le informazioni, dati e documenti di cui
dovessero venire a conoscenza e/o in possesso
in relazione allo sviluppo delle attività
di cui alla presente convenzione. Pertanto le
parti si impegnano a diffidare il proprio personale
e tutti coloro che comunque collaborino
all’esecuzione delle prestazioni di cui al
2008 85

Sezione II
presente accordo alla più rigorosa osservanza
della riservatezza.
Art. 7 – Ciascuna parte provvederà alle
coperture assicurative di legge del proprio
personale che, in virtù della presente convenzione,
sarà chiamato a frequentare le sedi di
esecuzione delle attività.
Il personale delle parti contraenti è tenuto ad
uniformarsi ai regolamenti disciplinari e di
sicurezza in vigore nelle sedi di esecuzione
delle attività attinenti alla presente convenzione,
nel rispetto reciproco della normativa
per la sicurezza dei lavoratori di cui al D.Lgs.
n. 626/94 e successive modifiche e integrazioni,
osservando in particolare gli obblighi
di cui all’articolo 5 del Decreto citato, nonché
le disposizioni del responsabile del servizio
di prevenzione e protezione.
Prima dell’accesso nei luoghi di pertinenza
delle parti, sedi di espletamento delle attività,
il personale di entrambi i contraenti, compresi
eventuali collaboratori esterni degli stessi
comunque designati. sarà tenuto ad acquisire
le informazioni riguardanti le misure di sicurezza,
prevenzione, protezione e salute, rilasciando
all’uopo apposita dichiarazione.
Il soggetto cui competono gli obblighi previsti
dal D.Lgs. 626/94 e successive modifiche
ed integrazioni è individuato, ai sensi dell’art.
10 del D.M. 363/98, nel Responsabile della
struttura ospitante.
Art. 8 – Le Parti accettano di definire amichevolmente
qualsiasi controversia che possa
nascere dal presente accordo. Nel caso in cui
non sia possibile dirimere la controversia in
tal modo si conviene che competente sia il
Foro di Roma.
Art. 9 – Il presente accordo è soggetto a registrazione
solo in caso d’uso ai sensi dell’art. 4
Tariffa Parte Seconda annessa al DPR
26/4/1986 n. 131 dalla parte che vi ha interesse.
Art. 10 – Le parti dichiarano reciprocamente
di essere informate (e per quanto di
ragione espressamente acconsentire) che i
“ dati personali ” forniti, anche verbalmente,
per l’attività precontrattuale o comunque
raccolti in conseguenza e nel corso dell’esecuzione
della presente convenzione, siano
trattati esclusivamente per la finalità della
stessa, mediante consultazione, elaborazione,
interconnessione, raffronto con altri
dati e/o ogni ulteriore elaborazione manuale
e/o automatizzata ed inoltre, per fini statistici,
con esclusivo trattamento dei dati in
forma anonima, mediante comunicazione a
soggetti pubblici, quando ne facciano
richiesta per il perseguimento dei propri
fini istituzionali, nonché a soggetti privati,
quando lo scopo della richiesta sia compatibile
con i fini istituzionali dei firmatari
della presente convenzione.
Titolari per quanto concerne il presente articolo
sono le parti come sopra individuate,
denominate e domiciliate.
Le parti dichiarano infine di essere informate
sui diritti sanciti dal D.Lgs. 30/6/2003,
n. 196.
Roma, 21 Maggio 2008
Per l’ISPESL
Il Presidente
Antonio Moccaldi
Il Direttore Generale
Umberto Sacerdote
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
ACCORDO DI COLLABORAZIONE SCIENTIFICO-TECNOLOGICA
TRA
la Fondazione Santa Lucia, di seguito
denominata anche “ Fondazione ”, Istituto di
Ricovero e Cura a Carattere Scientifico, con
sede in Roma, Via Ardeatina n. 306, rappresentato
dal Presidente Maria Adriana Amadio,
per la sua carica domiciliata presso la
sede della Fondazione
E
la Società ALFAMEG srl di seguito denominata
anche “ Società ” con sede in Colleferro,
Viale America n. 89, rappresentata dall’aministratore
unico Ing. Fabio Aloise, per la sua
carica domiciliato presso la sede della Società.
PREMESSO
– che la Fondazione Santa Lucia è un Istituto
di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
riconosciuto nel settore della riabilitazione
neuromotoria e delle neuroscienze i
86 2008

Collaborazioni scientifiche
cui interessi sono tra l’altro diretti nell’ambito
della neurofisiopatologia clinica;
– che la Società ALFAMEG è una azienda
operante nel settore di ricerca, sviluppo e
commercializzazione di servizi e prodotti
attinenti le tecnologie dell’informatica, la
cibernetica, la robotica, la trasmissione dati
e l’elettronica;
– che già dal gennaio 2007 la Società Alfameg
s.r.l. ha sostanzialmente contribuito allo
sviluppo di alcuni progetti di ricerca della
Fondazione Santa Lucia svolgendo per la
stessa, in base a specifici ordinativi a suo
nome, le seguenti attività:
• realizzazione di interfacce tra segnali
neurofisiologici ed i dispositivi presenti
nell’ambiente;
• sviluppo e implementazione di dispositivi
tecnologici avanzati;
• allestimento di un ambiente con apparecchiature
elettroniche e arredamenti
adattati ad essere comandati mediante
personal computer o analogo dispositivo;
– 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 in ambito clinico;
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti sviluppare
una modalità di ricerca scientifica,
tecnologica e clinica nel campo delle interfacce
uomo-macchina ed in particolare delle
interfacce cervello-sistemi di comunicazione
e controllo domotico;
– che in questo quadro le attività di ricerca e
di sviluppo tecnologico in campo clinico di
cui al presente atto assumono la connotazione
di collaborazione tecnologico-scientifica,
essendo paritetico l’interesse a ciò della
Fondazione e della Società, in particolare per
quanto riguarda le seguenti aree:
• interfacce cervello-computer;
• controllo di sistemi domotici modulari,
sistemi per la comunicazione aumentativa
(ausili tecnologici) per la neuroriabilitazione
ed il recupero funzionale;
– che le aree di cui sopra sono congruenti
con le attività istituzionalmente svolte presso
la Fondazione e la Società
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 sviluppo nel campo delle
interfacce cervello-macchina e cervellocomputer,
della bioingegneria della riabilitazione,
della progettazione e sviluppo
di sistemi domotici e per la comunicazione
aumentativa (ausili tecnologici), previo
accordo tra i responsabili scientifici di
seguito indicati, nonché lo scambio reciproco
di personale e strumenti di ricerca, per
periodi di frequenza prestabilita.
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo
in argomeno sono i seguenti ricercatori:
– per la Fondazione: Dr. Donatella Mattia;
– per la Società: Ing. Fabio Aloise.
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 favorire il miglior sviluppo
degli studi e delle ricerche oggetto della presente
convenzione. I termini di questa collaborazione
e i fondi necessari per ciascuna
attività scientifica e di implementazione
svolta nell’ambito della collaborazione in
oggetto, saranno discussi e approvati da
entrambe le parti prima dell’inizio di ciascun
programma e/o attività di implementazione.
Le pubblicazioni e la divalgazione scientifica
basata su 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 – Le risorse economiche necessarie
allo sviluppo di attività comuni rientranti nel
presente accordo deriveranno esclusivamente
dalla partecipazione concordata e
comune a bandi e ad altre forme di reclutamento
di fondi, compresa l’acquisizione di
elargizioni liberali. Per ognuna delle parti
sono esclusi, sia la partecipazione alla concorrenza
in spese correnti dell’altra parte, sia
il finanziamento a supporto di attività di
ricerca al di fuori del presente accordo.
Art. 5 – 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 – 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
2008 87

Sezione II
delle attività ed a tutti gli obblighi di legge di
cui alla L. 626/94 e successive modificazioni.
Art. 7 – Le parti garantiscono la copertura assicurativa
contro gli infortuni e per la responsabilità
civile del proprio personale impegnato
nelle attività oggetto della presente convenzione.
Ognuna delle parti inoltre si impegna a
provvedere alla dovuta formazione ed informazione
sulle procedure interne e sugli eventuali
rischi specifici nei confronti dei frequentatori
dell’altra parte, mentre restano a carico della
struttura di provenienza degli stessi gli obblighi
in tema di sicurezza sui posti di lavoro.
Art. 8 – Il presente accordo di collaborazione
avrà la durata di 3 anni a decorrere dalla
data di sottoscrizione congiunta ed alla scadenza
non sarà rinnovato tacitamente, ma
mediante accordo scritto tra le parti contraenti.
Ognuna delle stesse potrà recedere
dal contratto fornendo preavviso di 3 mesi
all’altra parte mediante lettera raccomandata.
Tale periodo di preavviso è annullato in
caso di recesso consensuale, da formalizzarsi,
comunque, con nota scritta.
Art. 9 – 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 od il
collegio arbitrale deciderà senza formalità.
Roma, 4 Giugno 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
Per la Società ALFAMEG srl
L’Amministratore unico
Fabio Aloise
CONVENZIONE
TRA
l’Istituto Superiore per la Prevenzione e la
Sicurezza del Lavoro (di seguito denominato
ISPESL) con sede in Roma, Via Urbana
167, rappresentato dal Commissario Straordinario
Prof. Antonio Moccaldi nato a
Pagani (SA) il 15/6/1941 e dal S. Commissario
Straordinario Dr. Umberto Sacerdote,
nato a Roma il 24/10/1955
E
IRCCS Fondazione Santa Lucia (di seguito
denominata Fondazione) con sede in Roma,
Via Ardeatina 306, rappresentata dal Direttore
Generale Dr. Luigi Amadio, nato a
Roma il 4/6/1947
PREMESSO
– che in data 21/05/2008 è stata stipulata tra
l’ISPESL e la Fondazione Santa Lucia una
convenzione finalizzata allo svolgimento in
collaborazione di attività di ricerca scientifica
relativamente a settori comuni di interesse;
– che si ritiene opportuno procedere ad una
modifica dell’art. 3 della suddetta convenzione
SI CONVIENE E SI STIPULA
QUANTO SEGUE:
Articolo unico – L’articolo 3 della convenzione
stipulata in data 21/05/2008 è così
sostituito:
Art. 3 – Per lo svolgimento delle attività
oggetto della presente convenzione, le parti
si impegnano a garantire la disponibilità di
risorse strumentali ed umane che siano dalle
parti stesse ritenute idonee allo scopo e si
potranno avvalere di personale strutturato,
non strutturato e con contratto di collaborazione
e/o consulenza, di provata esperienza,
appartenente ad enti ed istituzioni sia di
natura pubblica che di natura privata.
Ciascun Ente si farà carico delle spese inerenti
allo svolgimento delle attività di propria
competenza, ivi compreso lo svolgimento di
attività che richiedano prestazioni professionali
che verranno effettuate presso le rispettive
strutture.
Roma, 20 Giugno 2008
Per l’ISPESL
Il Commissario Straordinario
Antonio Moccaldi
Il S. Commissario Straordinario
Umberto Sacerdote
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
88 2008

Collaborazioni scientifiche
ATTO DI INTENTI PER LO SVILUPPO DI COLLABORAZIONE SCIENTIFICA
La Fondazione Santa Lucia di Roma (FSL)
è un Istituto di Ricovero e Cura a Carattere
Scientifico (IRCCS), riconosciuto tale nel
1992 con Decreto Interministeriale della
Sanità e della Ricerca Scientifica.
I settori di interesse e di peculiare attività
dell’Ente sono la riabilitazione neuromotoria
e le Neuroscienze, nei cui ambiti si sviluppa
la ricerca clinica e sono stati attivati, nel
corso dell’ultimo decennio, numerosi laboratori
di ricerca pre-clinica.
La Fondazione Spinal Trauma and Disease
(STAND) per le patologie del midollo spinale
ha come obiettivo lo sviluppo e l’integrazione
fra studi clinici e ricerca di base per favorire
un’efficiente traslazione dei risultati sperimentali
alla pratica clinica, e per permettere l’attuazione
di nuovi trials clinici multicentrici al fine
di migliorare le prospettive terapeutiche.
In considerazione, quindi, del comune interesse
della Fondazione Santa Lucia e della
Fondazione STAND nell’ambito dello studio e
del trattamento delle lesioni del midollo spinale
ed alla luce dei proficui contatti già esistenti
tra la Fondazione Santa Lucia e le altre
strutture afferenti alla Fondazione STAND
(Scuola Internazionale Superiore di Studi
Avanzati, SISSA, e Dipartimento Geriatrico –
Riabilitativo Azienda Ospedaliero-Universitaria
di Parma), si considera di grande utilità la
formalizzazione e lo sviluppo di attività di
collaborazione scientifica tra la U.O. “ A”
Sezione Mielolesi ed il Laboratorio di Neuroriabilitazione
Sperimentale diretti dal Dr. Marco
Molinari della Fondazione Santa Lucia e la
Fondazione STAND e le strutture ad essa collegate
al fine di implementare lo studio sperimentale
e clinico delle lesioni midollari nonché lo
sviluppo e la validazione di metodiche terapeutiche
e riabilitative innovative in tale settore.
Tale collaborazione non prevederà alcun
onere per la Fondazione Santa Lucia, mentre
comprenderà il contributo della Fondazione
STAND per il reperimento delle risorse ed il
supporto per gli aspetti logistici e di formazione.
Al fine di conseguire gli obiettivi individuati
e definiti nell’ambito del presente accordo,
FSL e STAND promuoveranno tutte le iniziative
che si rendessero necessarie, compresa
la stipula di nuovi accordi o la definizione di
specifiche forme contrattuali.
In particolare, le pubblicazioni scientifiche
scaturite dalla collaborazione fra FSL e
STAND porteranno l’affiliazione di entrambe,
i risultati parziali e/o finali della collaborazione
risulteranno di proprietà comune
e, nel caso di eventuale divulgazione e/o
utilizzo industriale o commerciale, FSL e
STAND si impegnano sin da ora alla formalizzazione
di un apposito accordo.
Roma, 5 Luglio 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
Per Fondazione Spinal Trauma and Disease
Il Presidente
Giuseppe Godi
LETTER OF UNDERSTANDING REGARDING SCIENTIFIC COOPERATION
Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
Fondazione Santa Lucia – Rome and
Center for Neurological Imaging at
Brigham and Women’s Hospital – Boston,
Massachusetts.
On behalf of the Fondazione Santa Lucia,
Luigi Amadio (Direttore Generale) and Carlo
Caltagirone (Direttore Scientifico), and on
behalf of the Center for Neurological Imaging
at Brigham and Women’s Hospital,
Charles R.G. Guttmann (Director) and Ferenc
A. Jolesz (Vice-Chair for Research of Department
of Radiology), it is agreed that cooperation
between these institutions would be
mutually beneficial.
The areas of cooperation will include, subject
to mutual consent, any program or activity
desirable and feasible to further scientific
interaction between the two institutions. The
terms of this cooperation and the necessary
funding for each specific programme and
activity implemented under the terms of this
agreement will be discussed by both parties
and approved in writing in an specific agree-
2008 89

Sezione II
ment for each activity prior to commencement
of the programme or activity. Such
activities may include:
– exchanges of faculty;
– exchanges of students;
– joint research projects and publications;
– exchanges of publications, materials and
information;
– joint conferences and workshops;
– special short-term programs and visits.
For agreed upon activities, both institutions will
make available their facilities and staffs. This
agreement shall be valid for a period of five (5)
years counted from the date of the final signature,
on the understanding that it may be terminated
by each of the parties by written
notice, with at least six months advance notice.
The agreement will be self-renewing unless terminated
by one of the participants.
This agreement may be amended through
written communication between the two institutions.
Once these amendments have been
approved they will form part of the agreement.
In the case of termination of this agreement,
both parties shall take the necessary measures
to ensure continuity of the actions and projects
already initiated until their conclusion. The
agreement takes effect January 1 st , 2008.
Roma, November 19, 2007
Per la Fondazione Santa Lucia Roma
Direttore Generale
Luigi Amadio
Direttore Scientifico
Carlo Caltagirone
Boston, December 4, 2007
Brigham and Women’s Hospital
Director of Center for Neurological Imaging
Charles R.G. Guttmann
Vice-Chair for Research Department
of Radiology
Ferenc A. Jolesz
LETTER OF UNDERSTANDING REGARDING SCIENTIFIC COOPERATION
Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
Fondazione Santa Lucia – Rome and
Flanders Institute for Biotechnology,
Department of Molecular and Developmental
Genetics (VIB11) – Leuven, Belgium.
On behalf of the Fondazione Santa Lucia,
Luigi Amadio (Direttore Generale) and Carlo
Caltagirone (Direttore Scientifico), and on
behalf Prof. Bart De Strooper (Director), it is
agreed that a cooperation between these
institutions would be mutually beneficial.
The areas of cooperation will include, subject to
mutual consent, any program or activity desirable
and feasible to further scientific interaction
between the two institutions concerning
research on the Fragile X Syndrome (FXS) and
the Spinal Muscular Atrophy (SMA). The terms
of this cooperation and the necessary funding
for each specific programme and activity implemented
under the terms of this agreement will
be discussed by both parties and approved in
writing in an specific agreement for each activity
prior to commencement of the programme
or activity. Such activities may include:
– exchanges of faculty;
– exchanges of students;
– joint research projects and publications;
– exchanges of publications, materials and
information;
– joint conferences and workshops;
– special short-term programs and visits.
For agreed upon activities, both institutions
will make available their facilities and staffs.
This agreement shall be valid for a period of
five (5) years counted from the date of the final
signature, on the understanding that it may be
terminated by each of the parties by written
notice, with at least six months advance notice.
The agreement will be self-renewing unless
terminated by one of the participants.
This agreement may be amended through
written communication between the two institutions.
Once these amendments have been
approved they will form part of the agreement.
In the case of termination of this agreement,
both parties shall take the necessary measures
to ensure continuity of the actions and projects
already initiated until their conclusion. The
agreement takes effect December 1 st , 2008.
Per la Fondazione Santa Lucia Roma
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
Il Direttore Scientifico
Carlo Caltagirone
Per il Dept. Mol. Devel. Genetics (VIB11)
Director
Bart De Strooper
90 2008

Collaborazioni scientifiche
ACCORDO DI COLLABORAZIONE CLINICO-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 Maria Adriana Amadio, per la
sua carica domiciliata presso la sede della
Fondazione
E
l’IRCCS Istituto Neurologico Mediterraneo
Neuromed di seguito denominato “ Neuromed
” con sede in Pozzilli (Is) alla via Atinense
n. 18 e rappresentato dal Legale Rappresentante
prof. Erberto Melaragno nato a
Forli del Sannio (Is) il 18/3/1932, domiciliato
per la carica presso la sede dell’Ente
PREMESSO
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati
porre in atto una collaborazione nel
campo della ricerca, dell’attività clinica, dell’aggiornamento
professionale e della sperimentazione
di nuove attività tecnico scientifiche;
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti sviluppare
una modalità di ricerca clinica,
scientifica e tecnologica nel campo delle
interfacce uomo-macchina ed in particolare
delle interfacce cervello-computer basate su
segnale elettroencefalografico (EEG) acquisito
dallo scalpo e/o strutture corticali cerebrali
attraverso tecniche di elettrocortigrafia;
– che gli studi e le ricerche di cui al precedente
punto si prefiggono obiettivi sia di pertinenza
di base che applicativa, come meglio
specificato nell’Allegato 1, parte integrante
del presente accordo;
– che in questo quadro le attività di ricerca e
cliniche di cui al presente atto assumono la
connotazione di collaborazione clinico-scientifica,
essendo paritetico l’interesse a ciò
della Fondazione e del Neuromed, in particolare
per quanto riguarda le seguenti aree:
• interfacce cervello-computer basate su
segnali di controllo elettroencefalografici
ed elettrocorticografici;
• sviluppo e implementazione di modelli
matematici per l’analisi e interpretazione
di segnali elettrici cerebrali prelevati dallo
scalpo e dalla corteccia dell’uomo;
– che le aree di cui sopra sono congruenti
con le attività istituzionalmente svolte presso
la Fondazione e il Neuromed
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 delle interfacce cervello-macchina
e cervello-computer, della
modellizzazione dei segnali EEG, della
acquisizione ed analisi dei segnali ellettrocorticografici
prelevati nell’uomo durante
procedure neurofisiologiche di valutazione
funzionale pre-neurochirugica, 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 e strumenti
di ricerca, per periodi di frequenza
prestabilita.
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo
in argomento sono:
– per la Fondazione: il Direttore Scientifico,
Prof. Carlo Caltagirone
– per Neuromed: il Direttore Scientifico,
Prof. Luigi Frati
mentre i ricercatori referenti sono:
– per la Fondazione: la Dott.ssa Donatella
Mattia
– per Neuromed: il Prof. Giampaolo Cantore.
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 favorire il miglior sviluppo
degli studi e delle ricerche oggetto della presente
convenzione. Le parti, convengono,
come parte integrante del presente accordo,
che ciascuna si impegni, nelle figure dei
responsabili scientifici e dei ricercatori referenti,
nella individuazione di potenziali enti
finanziatori esterni alle parti stesse; questo a
garanzia di un modello di ricerca inquadrato
secondo criteri di valutazione nazionali e
internazionali.
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 prote-
2008 91

Sezione II
zione 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 – Le parti garantiscono la copertura
assicurativa contro gli infortuni e per la
responsabilità civile del proprio personale
impegnato nelle attività oggetto della presente
convenzione. Ognuna delle parti inoltre
si impegna a provvedere alla dovuta formazione
ed informazione sulle procedure
interne e sugli eventuali rischi specifici nei
confronti dei frequentatori dell’altra parte,
mentre restano a carico della struttura di
provenienza degli stessi gli obblighi in tema
di sicurezza sui posti di lavoro.
Art. 7 – Il presente accordo di collaborazione
avrà la durata di 3 anni a decorrere
dalla data di sottoscrizione congiunta ed
alla scadenza non sarà rinnovato tacitamente,
ma mediante accordo scritto tra le
parti contraenti.
Ognuna delle stesse potrà recedere dal contratto
fornendo preavviso di 3 mesi all’altra
parte mediante lettera raccomandata. Tale
periodo di preavviso è annullato in caso di
recesso consensuale, da formalizzarsi, comunque,
con nota scritta.
Art. 8 – 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 od il
collegio arbitrale deciderà senza formalità.
Pozzilli, 15 Dicembre 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
Per l’IRCCS INM Neuromed
Il Presidente
Prof. Erberto Melaragno
92 2008

Attività
didattica
e formativa

Sezione II
Il D. Lgs. 30 giugno 1993 n. 269 al comma 4 dell’Art. 1 recita: “ Gli istituti
forniscono agli organi ed enti del SSN il supporto tecnico ed operativo per l’esercizio
delle loro funzioni e per il perseguimento degli obiettivi del Piano
Sanitario Nazionale in materia di ricerca sanitaria nonché di formazione continua
del personale ”. Tali funzioni sono state ribadite anche nel successivo
D. Lgs. 16 ottobre 2003 n. 288 riguardante il riordino della disciplina degli
IRCCS.
La Fondazione Santa Lucia continua a potenziare e sviluppare l’intensa
attività didattica sia sul piano dell’insegnamento teorico sia su quello dei
tirocini pratici e professionalizzanti. L’ambito di interesse è quello specialistico
dei medici e degli psicologi nonché quello degli allievi dei corsi per
infermieri, terapisti della riabilitazione, tecnici di neurofisiopatologia, logopedisti.
Queste le principali collaborazioni con Università ed enti pubblici e privati,
che prevedono l’utilizzo del potenziale didattico, scientifico e clinico del
personale interno e delle strutture della Fondazione, in atto nel 2008.
Didattica e tirocinio
– IUSM, Istituto Universitario in Scienze Motorie di Roma.
– LUMSA, Libera Università Maria SS. Assunta di Roma.
– Università Campus Bio-medico di Roma:
• Scuola di specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.
• Scuola di specializzazione in Radiodiagnostica.
– Università Cattolica del Sacro Cuore Agostino Gemelli, Roma:
• Scuola di specializzazione in Geriatria.
• Scuola di specializzazione in Neurologia.
– Università degli Studi dell’Aquila:
• Facoltà di Psicologia.
– Università degli Studi di Bari:
• Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali.
– Università degli Studi della Calabria:
• Facoltà di Ingegneria.
– Università degli Studi di Catanzaro Magna Graecia:
• Scuola di specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.
– Università degli Studi di Chieti-Pescara G. D’Annunzio:
• Dipartimento di Scienze Biomediche (DSB).
• Facoltà di Psicologia.
– Università degli Studi di Roma La Sapienza:
• Dipartimento di Scienze Neurologiche: Master di II livello in Malattie
Cerebrovascolari.
94 2008

• Facoltà di Ingegneria.
• Facoltà di Psicologia 1 e 2.
• I e II Scuola di specializzazione in Neurologia.
• II Scuola di Specializzazione in Psicologia Clinica.
• Scuola di specializzazione in Medicina dello Sport.
• Scuola di specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.
• Scuola di specializzazione in Neuropsicologia.
• Scuola di Specializzazione in Psicologia della salute.
• Scuola di Specializzazione in Valutazione psicologica.
– Università degli Studi di Roma Tor Vergata:
• Corsi di laurea di I Livello per Professioni Sanitarie (Infermiere, Logopedista,
Tecnico di Neurofisiopatologia, Terapista della Riabilitazione).
• Corso di laurea in Biotecnologie.
• Corso di laurea in Fisica.
• Facoltà di Medicina e Chirurgia, Clinica Neurologica.
• Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali.
• Master di I livello “ I disturbi della Comunicazione, del Linguaggio e dell’Apprendimento
in età evolutiva: valutazione e presa in carico ”.
• Scuola di specializzazione in Neurofisiopatologia.
• Scuola di specializzazione in Neurologia.
– Università degli Studi Roma Tre.
– Università degli Studi di Padova:
• Facoltà di Psicologia.
– Università degli Studi di Palermo:
• Facoltà di Scienze della Formazione (Corso di laurea in Psicologia).
– Università degli Studi di Parma:
• Facoltà di Psicologia.
– Università degli Studi di Perugia:
• Facoltà di Medicina e Chirurgia (Corso di laurea in Fisioterapia).
– Università degli Studi di Trieste:
• Facoltà di Psicologia.
– Università degli Studi di Urbino Carlo Bo.
– Università Telematica Guglielmo Marconi.
Attività didattica e formativa
– ASPIC, Scuola di specializzazione quadriennale in Psicologia Clinica di
Comunità e Psicoterapia Umanistica Integrale.
– Associazione di Psicologia Cognitiva, Scuola di Formazione in Psicoterapia
Cognitivo Comportamentale, Roma.
2008 95

Sezione II
– Humanitas, Scuola quadriennale di specializzazione in Psicoterapia, Roma.
– Istituto per lo Studio delle Psicoterapie, Roma.
– Istituto romano di psicoterapia e psicodinamica integrata.
– Istituto Skinner, Scuola di specializzazione in psicoterapia comportamentale e
cognitiva, Roma.
– Istituto Walden – Laboratorio di Scienze Comportamentali, Roma.
– SFPID, Scuola di Formazione di Psicoterapia ad indirizzo dinamico, Roma.
– Scuola di Specializzazione in Psicoterapia PsicoUmanitas, Pistoia.
– Scuola Superiore in Psicologia Clinica SSPC-IFREP, Roma.
Dottorati
La Fondazione Santa Lucia supporta annualmente la formazione di nuovi
ricercatori finanziando, in base alla normativa vigente in materia e nell’ambito
dei propri settori di interesse, posti aggiuntivi all’interno di corsi di dottorato
di ricerca banditi da singole Università degli Studi e offrendo ai vincitori
l’opportunità di frequentare i propri laboratori.
Di seguito viene riportato l’elenco dei posti attivi nel 2008:
– Università degli studi di Roma Tor Vergata:
• Neuroscienze: I-II-III anno di corso, 10 posti.
– Università degli studi Roma La Sapienza:
• Psicobiologia e Psicofarmacologia: III anno di corso, 1 posto.
– Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma:
• Neuropsicologia: I-II-III anno di corso, 6 posti.
– Seconda Università degli studi di Napoli:
• Progettazione ed impiego di molecole di interesse biotecnologico: II-III
anno di corso, 4 posti.
Programma ECM
EF – Vincenzo Vinicola – “ Aggiornamenti clinici e riabilitativi in reumatologia
”. Evento frequentato da 80 Medici chirurghi (10 crediti) per edizione
(1 edizione, 17 ore di formazione).
EF – Cristina Riviello – “ Corso di formazione sulla scienza degli animali
da laboratorio ”. Evento frequentato da 10 Medici chirurghi, 5 biologi (49 crediti),
4 Veterinari (36 crediti), 6 Psicologi (43 crediti) per edizione (1 edizione,
40 ore di formazione).
EF – Carlo Caltagirone – “ Dentro la neuroriabilitazione: una full immersion
in un IRCCS di neuroscienze ”. Evento frequentato da 22 Medici chirurghi
(21 crediti) per edizione (4 edizioni, 18 ore di formazione).
EF – Carlo Caltagirone – “ I disturbi comportamentali nelle malattie neu-
96 2008

Attività didattica e formativa
rologiche ”. Evento frequentato da 250 Medici chirurghi (6 crediti) per edizione
(1 edizione, 10 ore di formazione).
EF – Daniela Morelli – “ Il bendaggio funzionale in età evolutiva ”. Evento
frequentato da 8 Terapisti della neuro e psico motricità dell’età evolutiva (21
crediti), 13 Fisioterapisti (19 crediti), 5 Terapisti occupazionali (20 crediti) per
edizione (1 edizione, 17 ore di formazione).
EF – Rita Formisano – “ La riabilitazione delle gravi cerebrolesioni acquisite:
problematiche aperte ”. Evento frequentato da 130 Medici chirurghi (12 crediti),
40 Psicologi (13 crediti), 50 Fisioterapisti (13 crediti), 25 Infermieri (16 crediti),
10 Logopedisti (13 crediti), 25 Tecnici di neurofisiopatologia (14 crediti), 25 Terapisti
occupazionali (15 crediti) per edizione (1 edizione, 21 ore di formazione).
PFA – Angelo Rossini – “ Le infezioni correlate all’assistenza in riabilitazione
”. Progetto frequentato da 30 utenti appartenenti a tutte le professioni (5
crediti) per edizione (9 edizioni, 7 ore di formazione).
PFA – Massimo Brutti – “ Corso per addetti all’antincendio e all’emergenza
”. Progetto frequentato da 30 infermieri e 8 amministrativi (11 crediti)
per edizione (2 edizioni, 16 ore di formazione).
PFA – Antonio Ierna – “ Communicating in the health care - Corso intensivo
di inglese scientifico (livello intermedio) ”. Progetto frequentato da 15
utenti appartenenti a tutte le professioni (32 crediti) per edizione (1 edizione,
50 ore di formazione).
PFA – Paola Cicinelli – “ Tossina botulinica e bendaggio funzionale nel
trattamento della spasticità dell’arto superiore ed inferiore ”. Progetto frequentato
da 5 medici e 15 fisioterapisti (8 crediti) per edizione (2 edizioni, 10
ore di formazione).
PFA – Pietro Marini – “ Corso ALS - European Resuscitation Council ”.
Progetto frequentato da 5 medici e 113 infermieri (19 crediti) per edizione (3
edizioni, 21 ore di formazione).
PFA – Francesca Ortu – “ Strumenti per una comunicazione efficace all’interno
dell’equipe riabilitativa ”. Progetto frequentato da 15 utenti appartenenti
a tutte le professioni (12 crediti) per edizione (3 edizioni, 16 ore di formazione).
Corsi di formazione
– Corso di perfezionamento: XI-XIII modulo del Corso “ Facilitazioni neurocinetiche
progressive – Elaborazione concetto Kabat ”.
– Corso di formazione: Dr.sse Saba Minnielli e Laura Grasso – Dipartimento
di prevenzione Servizio igiene alimenti e nutrizione, “ Interventi per la
prevenzione dell’obesità nella Regione Lazio ”.
– Incontro-seminario per tecnici di comune di Viareggio su richiesta della
Regione Toscana, Arch. Fabrizio Vescovo.
– Incontro-seminario su “ Accessibilità ” per Master in Ergonomia del SIE
(Società Italiana di Ergonomia), Arch. Fabrizio Vescovo.
2008 97

Sezione II
– 16° Corso di formazione post lauream: Arch. Fabrizio Vescovo “ Progettare
per tutti senza barriere ”– Il corso si articola in 14 incontri.
– Corso Operatore socio sanitario riqualificazione ausiliario: Presentazione
corso RPG del Prof. P.E. Souchard – Dr.ssa R. Loriga.
– Corso di I livello: Conoscere e gestire l’amputato d’arto inferiore: il
lavoro in equipe – Dr. Marco Traballesi.
Studenti e Visitatori
Varie scuole ed istituzioni italiane ed estere durante il 2008 hanno inviato
presso la Fondazione Santa Lucia studenti e visitatori:
– Azienda Ospedaliera Brotzu (Cagliari): Dipartimento internistico SSD di
Neuroriabilitazione.
– Bar Ilan University Ramat-Gan (Israel): Psychology Department and
Gonda Multidisciplinary Brain Research Center.
– Camillianum Istituto Internazionale di Teologia Pastorale Sanitaria (Roma).
– Centro Fisioterapico ISOCENTER (Orbetello, GR).
– Copit (Comitato di Parlamentari per l’innovazione tecnologica e lo sviluppo
sostenibile) (Roma).
– Erasmus University Medical Center, Rotterdam (Netherlands): Department
of Internal Medicine.
– Hegal-Bodensee Klinikum GmbH, Singen (Germania).
– People’s Hospital, Lincang (China).
– Regione Toscana, Corso per Tecnici.
– Rotary International, Distretto 2080 Italia.
– Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma: Corso universitario di
Terapia Occupazionale.
– Università degli Studi di Catania: Dipartimento di specialità medico-chirurgiche:
Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione,
Sezione di Ortopedia e Traumatologia
– Università degli Studi di Napoli Federico II: Scuola di Specializzazione
in Medicina Fisica e Riabilitazione.
– Università degli Studi di Roma La Sapienza: Facoltà di Architettura,
Laboratorio di Architettura degli interni.
– Università degli Studi di Roma Tor Vergata: Corso di Laurea specialistica
in scienze infermieristiche ed ostetriche. Cattedra di Pediatria.
– Università di Siauliai (Lituania).
– Università di Tirana: Laurea in Fisioterapia.
Le strutture dell’IRCCS vengono utilizzate, infine, dal Ministero del
Lavoro, della Salute e delle Politiche Sociali – Dipartimento della qualità:
– per far sostenere un periodo di tirocinio, ai sensi dell’art. 7 del D.lgs.
319 del 2/5/1994 di recepimento della Direttiva 92/51/CEE, per il riconosci-
98 2008

Attività didattica e formativa
mento dei titoli professionali di Fisioterapista conseguiti in ambito comunitario
ed extracomunitario;
– per l’espletamento delle prove attitudinali previste dall’art. 8 del D.lgs.
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;
– per l’espletamento della prova attitudinale di cui all’art. 22 del D.lgs.
206 del 9/11/2007, di attuazione della direttiva 2005/36/CE nonché della direttiva
2006/100/CE per il riconoscimento dei titoli professionali di Fisioterapista
conseguiti in ambito comunitario ed extracomunitario;
– per il superamento di una misura compensativa come previsto dall’art.
23 del D.lgs. 206 del 9/11/2007.
2008 99

Sezione II
CONVENZIONE
L’Istituto Romano di Psicoterapia Psicodinamica
Integrata d’ora in poi denominato
“ Scuola ” – con sede legale in Roma Corso
Vittorio Emanuele II 305, 00186 nella persona
del Direttore Dott. Giuseppe Lago nato
a Siracusa il 10/05/1951, P. Iva 09864240586
E
la Fondazione Santa Lucia di Roma, chiamata
di seguito “ Fondazione ” – con sede
legale in Via Ardeatina 306, nella persona del
legale rappresentante Maria Adriana Amadio,
P. Iva 05692831000
CONVENGONO E STIPULANO
QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Nell’ambito di quanto previsto dalla
normativa vigente L. 56/89 e successive disposizioni
la Fondazione e l’Istituto Romano di
Psicoterapia Psicodinamica Integrata concordano
che un numero massimo di 10 allievi
iscritti ai corsi di formazione in psicoterapia
del proprio istituto formativo svolgano
annualmente, comunque sempre in base alla
disponibilità dei posti, il proprio tirocinio
presso le strutture della Fondazione, per un
totale di 150 ore annue per ciascun allievo. I
nominativi degli allievi, che potranno usufruire
dell’attività di tirocinio verranno comunicati
all’amministrazione della Fondazione
che provvederà a svolgere dei colloqui di
valutazione, al fine di ammetterli a partecipare
al tirocinio, presso le proprie unità operative.
Gli allievi, laureati in medicina o in
psicologia, devono essere iscritti al proprio
rispettivo ordine professionale.
Art. 2 – Per l’attuazione del rapporto di collaborazione
di cui all’art. 1, della durata di
quattro anni:
a) le attività di tirocinio saranno rivolte al
campo specifico della Psicoterapia Integrata,
all’approfondimento dell’ottica psicodinamica
e psicofarmacologica ed alla elaborazione
delle esperienze terapeutiche svolte dal
Servizio;
b) per ogni anno accademico (tot. 4)
potranno accedere alle attività di tirocinio n.
10 allievi per un totale di 150 ore annue per
ciascun allievo, anche cumulabili;
c) per ogni anno accademico, la Scuola
comunicherà all’Amministrazione della Fondazione
i nominativi degli allievi aspiranti,
che dietro approvazione di quest’ultima,
potranno usufruire delle attività di tirocinio
presso i presidi della Fondazione in oggetto;
d) le modalità di svolgimento delle attività
didattiche sia teoriche che pratiche, il
calendario delle attività e le sedi delle
stesse vengono stabiliti dai responsabili
della Fondazione e comunicati dai didatti
della Scuola che offrono la loro disponibilità
per una migliore organizzazione delle
stesse;
e) le attività di tirocinio saranno svolte sotto
la supervisione e il coordinamento del personale
individuato dall’Amministrazione della
Fondazione che avrà funzione di tutor,
garantendo ai tirocinanti l’elaborazione delle
esperienze, secondo le conoscenze scientifiche
della Scuola di appartenenza;
f) tale collaborazione non richiede alcun
aggravio economico per la Fondazione.
Art. 3 – La Scuola provvede alla copertura
assicurativa dei propri tirocinanti contro gli
infortuni ed i rischi derivanti da responsabilità
civile verso terzi ed in caso contrario i
tirocinanti sono tenuti a stipulare, a proprie
spese, apposita polizza assicurativa contro
gli infortuni e verso terzi. Si precisa che la
Fondazione provvede alla formazione ed
informazione sulle procedure interne e sugli
eventuali rischi specifici nei confronti dei
frequentatori, mentre sono a carico della
struttura di provenienza degli stessi i rimanenti
obblighi in tema di sicurezza sui posti
di lavoro.
Art. 4 – Gli allievi sono inoltre tenuti a:
– firmare le presenze;
– osservare le norme disciplinari previste per
il personale di ruolo dello stesso profilo professionale;
– mantenere il segreto professionale e le
norme di riservatezza previste dal regolamento
aziendale sulla Privacy riguardanti
utenti e operatori;
– la dichiarazione di essere stato informato
sui rischi specifici in ambito aziendale.
La violazione di queste norme o condotte
incompatibili con un corretto funzionamento
della struttura, comportano la sospensione
della frequenza.
Art. 5 – Eventuali modifiche della presente
convenzione dovranno preventivamente
essere sottoposte all’esame degli organi deliberanti
delle parti convenute.
100 2008

Attività didattica e formativa
Art. 6 – La Scuola garantisce l’accesso gratuito
per n. 5 operatori della Fondazione ad
almeno 1 corso o seminario o convegno accreditato
ECM organizzati annualmente dall’Istituto
Romano di Psicoterapia Psicodinamica
Integrata:
– Accesso con riduzione del 50% degli operatori
della Comunità ai seguenti corsi:
1. corso biennale di Supervisione clinica in
Gruppo;
2. corso di Cinema e Psicopatologia;
3. corso sul metodo della Psicoterapia Psicodinamica
Integrata.
– Eventuali attività di ricerca su temi di
comune interesse.
Art. 7 – Le attività connesse alla presente
convenzione non comportano impegno di
spesa da parte dalla Fondazione.
Art. 8 – Al termine del tirocinio annuale la
Fondazione provvederà a rilasciare un attestato
di frequenza relativo alle 150 ore annue
svolte in riferimento al tirocinio Legge 56/89.
Art. 9 – Il presente atto, richiesto in duplice
copia, entra in vigore a partire dal giomo successivo
alla sua approvazione, ha durata quadriennale
con possibilità di rinnovo scritto.
Roma, 28 Gennaio 2008
Per l’Istituto Romano di Psicoterapia
Psicodinamica Integrata
Il Direttore
Giuseppe Lago
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
CONVENZIONE
HUMANITAS – Scuola Quadriennale di
Specializzazione in Psicoterapia – Specialistica
per lo sviluppo e l’Adolescenza con sede
legale in Roma in Piazza delle Vaschette 101,
con codice fiscale 06282821005, riconosciuta
dal MIUR, ai sensi dell’art. 3 della Legge
56/89, con D.M. del 16/03/2005 e con D.M.
del 7/12/2005
E
la Fondazione Santa Lucia di Roma, chiamata
di seguito “ Fondazione ” – con sede
legale in Via Ardeatina 306, nella persona del
legale rappresentante Maria Adriana Amadio,
P. Iva 05692831000
PREMESSO CHE:
– il D.M. del 12 ottobre 1992, al fine di
garantire una formazione teorico-pratica
degli aspiranti psicoterapeuti, richiede che
siano completate nella loro formazione
almeno 100 ore in strutture pubbliche o private
accreditate;
– il tirocinio formativo e di orientamento, ai
sensi dell’art. 18, comma 1, lettera d) della
legge 24 giugno 1997 n. 196, non costituisce
rapporto di lavoro né premessa per un rapporto
di lavoro tra l’azienda ospitante e lo
studente;
– scopo del tirocinio è offrire al tirocinante
la possibilità di confrontare la specificità del
proprio modello di formazione con la
domanda articolata dell’utenza ed acquisire
esperienza di diagnostica clinica e d’intervento;
– HUMANITAS è stata riconosciuta legalmente
dal Ministero dell’Università e della
Ricerca Scientifica, con D.M. del 16 Marzo
2005 e del 7 Dicembre 2005, ai sensi dell’art.
3 della Legge 56/89, come Scuola Quadriennale
di Formazione in Psicoterapia – Specialistica
per lo Sviluppo e l’Adolescenza
CONVENGONO E STIPULANO
QUANTO SEGUE:
1. La Fondazione Santa Lucia – Via Ardeatina
306 – 00179 Roma autorizza lo svolgimento
del tirocinio previsto dal D.M.
12/10/92, presso le proprie strutture dove
viene svolta l’attività di Psicoterapia, agli
allievi della Scuola di Specializzazione in Psicoterapia
HUMANITAS;
2. La Fondazione Santa Lucia – Via Ardeatina
306 – 00179 Roma potrà accogliere un
massimo di n. 10 allievi per l’espletamento
del Tirocinio e comunque sempre in base
alla disponibilità dei posti.
3. Il numero complessivo di ore è definito
in 200 ore annue per gli studenti del 1° e
2° anno; in 150 ore annue per gli studenti del
3° anno e del 4° anno. Le ore di tirocinio
saranno documentate da certificazione del
responsabile della struttura convenzionata.
4. La copertura assicurativa dei propri tirocinanti
contro gli infortuni ed i rischi derivanti
2008 101

Sezione II
da responsabilità civile verso terzi è garantita
da HUMANITAS mediante le polizze Reale
Mutua di Assicurazione n. 03/699/7512 per la
responsabilità civile verso terzi e n. 05/699/
9999 per i rischi di infortuni e rischio morte,
e non grava sulla struttura convenzionata.
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.
5. La presente convenzione non comporta
alcun onere per la Scuola in conseguenza
dell’utilizzo di strutture ed attrezzature della
Fondazione Santa Lucia – Via Ardeatina 306
– 00179 Roma.
6. La presente convenzione entra in vigore
dalla data della stipula ed ha durata quadriennale
con possibilità di rinnovo scritto.
Letto, approvato e sottoscritto.
Roma, 6 Febbraio 2008
Per HUMANITAS
Scuola di Specializzazione in Psicoterapia
Il Rappresentante Legale
Carmela di Agresti
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
CONVENZIONE
L’Università degli Studi di Roma La
Sapienza Facoltà di Psicologia, con sede in
Roma, via dei Marsi 78, c.f. 80209930587,
d’ora in poi denominata “ Università ”, rappresentata
dal prof. Stefano Puglisi Allegra,
nato a Messina il 07/11/1946, giusta delega
rilasciata con DR del 22/12/2003
E
la Fondazione Santa Lucia di Roma, chiamata
di seguito “ Fondazione ” – con sede
legale in Via Ardeatina 306, nella persona del
legale rappresentante Maria Adriana Amadio,
P. Iva 05692831000
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 24/6/1997 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 31/12/1962 n.
1859;
– il Consiglio di Amministrazione dell’Università
La Sapienza ha approvato, nella
seduta del 6/10/1998, il testo regolamentare
delle Convenzioni con Enti pubblici e privati,
presso cui favorire stages e tirocini di formazione;
– gli allievi della Scuola di Specializzazione
in Valutazione Psicologica, al cui funzionamento
concorre la Facoltà di Psicologia,
hanno l’obbligo di svolgere 390 ore annue di
esperienze pratiche guidate (Statuto della
Scuola di Specializzazione in valutazione
psicologica, Gazzetta ufficiale della repubblica
italiana, Serie generale, n. 140 del
18/6/1997)
CONVENGONO E STIPULANO
QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge
24/6/1997, n. 196 la Fondazione potrà accogliere
presso le sue strutture un massimo di 2
soggetti per anno in tirocinio di formazione e
comunque sempre in base alla disponibilità
dei posti.
Art. 2 – Le parti convengono che la presente
convenzione, relativa alle attività di tirocinio,
attivata ai sensi dell’art. 18, comma 1, lettera
d) della legge 196/97, non può dare luogo ad
alcun rapporto di impiego né libero professionale,
e non può dare titolo di precedenza
nelle procedure adottate dall’Azienda/Ente
per la copertura di nuovi posti del profilo
professionale di Psicologo.
Art. 3 – La Fondazione prende atto che il
tirocinio ha la durata di un anno (quantificato
nello Statuto della Scuola di Specializzazione
in Valutazione Psicologica in 390
ore).
Il tirocinio dovrà riguardare attività psicologiche
relative alle seguenti aree:
– servizio sanitario;
– istruzione e formazione;
102 2008

Attività didattica e formativa
– sociale e educativo;
– organizzazione e lavoro.
Durante la realizzazione del tirocinio l’attività
di formazione è seguita e verificata da
un tutor designato dalla Fondazione in veste
di responsabile didattico-organizzativo, e da
un responsabile aziendale, indicato sempre
dall’Azienda/Ente.
Al tutor verrà garantita, da parte della Fondazione,
la possibilità di partecipare alle
necessarie riunioni di programmazione di
verifica delle attività di tirocinio, organizzate
dalla Scuola di Specializzazione.
In ottemperanza a quanto previsto nel Regolamento
Tirocini della Scuola di Specializzazione,
il tutor deve essere uno psicologo
iscritto all’Albo Professionale, da almeno 3
anni e facente parte dell’organico della Fondazione.
Qualora nell’Ente non sia prevista tale figura
professionale, è possibile stipulare un
accordo con un docente della Scuola di Specializzazione
che si assume la responsabilità
di tutor del tirocinio. In tal caso alla presente
convenzione va allegata la dichiarazione di
accettazione da parte del docente tutor
interno alla Scuola.
Le presenze dei tirocinanti dovranno essere
documentate con la firma del tutor designato
dalla Fondazione che si assume la responsabilità
formativa e del responsabile della
Struttura interessata, nel libretto personale
che viene rilasciato al tirocinante dall’Università.
Art. 4 – Per ciascun tirocinante, inserito in
Fondazione in base alla presente convenzione,
viene predisposto un progetto formativo
e di orientamento condiviso con la
Scuola di Specializzazione, contenente:
– il nominativo del tirocinante;
– i nominativi del tutor e del responsabile
aziendale;
– il nominativo del tutor designato dal Consiglio
della Scuola;
– obiettivi e modalità di svolgimento del
tirocinio con l’indicazione dei tempi di presenza
in azienda/Ente;
– le strutture aziendali (servizi, sedi, reparti
e uffici) presso cui si svolge il tirocinio;
– gli estremi identificativi delle assicurazioni
INAIL e per la responsabilità civile.
Tale progetto formativo dovrà essere firmato
dal responsabile della struttura che accoglie
il tirocinante e presentato contestualmente
alla richiesta di autorizzazione al tirocinio
che lo specializzando farà, secondo le scadenze
previste, presso la Scuola di Specializzazione.
Art. 5 – È fatto obbligo al tirocinante di:
– svolgere le attività previste dal progetto
formativo;
– 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. 6 – L’Università assicura il/i tirocinante/i
contro gli infortuni sul lavoro presso INAIL,
nonché per la responsabilità civile presso
compagnie assicurative operanti nel settore.
In caso di incidente durante lo svolgimento
del tirocinio, la Fondazione 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 all’Università.
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.
Art. 7 – La presente convenzione decorre
dalla data di sottoscrizione del presente disciplinare,
ha durata triennale con possibilità
di rinnovo scritto.
Letto, approvato e sottoscritto.
Roma, 8 Febbraio 2008
Per la Scuola di specializzazione
in valutazione psicologica
Il Direttore
Lucia Boncori
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
2008 103

Sezione II
CONVENZIONE PER TIROCINI DI SPECIALIZZAZIONE
La Fondazione Santa Lucia di Roma,
con sede legale in Via Ardeatina 306, nella
persona del legale rappresentante Maria
Adriana Amadio, P. Iva 05692831000, di
seguito abbreviata in “ Fondazione ”
E
la Scuola superiore in Psicologia Clinica
SSPC – IFREP, in persona del Legale Rappresentante
Prof. Pio Scilligo, con sede operativa
in Roma, Via Dora 2, di seguito abbreviata
in “ Scuola ”
CONVENGONO E STIPULANO
QUANTO SEGUE:
Art. 1 – La Fondazione, ai sensi della legge n.
56/89 relativa alle Scuole di Formazione in
Psicoterapia consente agli allievi specializzandi
della Scuola, in un numero di unità pari
a 2 soggetti per anno e comunque sempre in
base alla disponibilità dei posti, un percorso
formativo di attività di tirocinio per complessive
100 ore annuali, con la supervisione del
dirigente della struttura e l’ausilio di un tutor.
Art. 2 – Gli specializzandi svolgono il tirocinio
negli orari di servizio presso i vari servizi
e unità operative, previa opportuna determinazione
del dirigente responsabile.
Art. 3 – È fatto obbligo al tirocinante di:
– svolgere le attività previste dal progetto
formativo;
– 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 – Nessun costo, per le attività connesse
al tirocinio, deve considerarsi a carico
della Fondazione.
Art. 5 – La Fondazione rilascia l’autorizzazione
ad effettuare il tirocinio previa acquisizione da
parte del singolo tirocinante di una polizza
contro l’infortunio e contro il rischio civile.
Art. 6 – Al termine del tirocinio la Fondazione
rilascia regolare attestato di frequenza
nominativo.
Art. 7 – La convenzione decorre dalla data di
sottoscrizione, ha durata annuale con possibilità
di rinnovo.
Roma, 11 Febbraio 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
Per la Scuola Superiore in Psicologia
Clinica SSPC-IFREP
Il Rappresentante Legale
Pio Scilligo
CONVENZIONE PER TIROCINI DI SPECIALIZZAZIONE
La Fondazione Santa Lucia di Roma, con
sede legale in Via Ardeatina 306, rappresentata
dal legale rappresentante Maria Adriana
Amadio, P. Iva 05692831000, di seguito
abbreviata in “ Fondazione ”
E
l’Università degli Studi di Roma La
Sapienza Facoltà di Psicologia, con sede in
Roma, via dei Marsi 78, c.f. 80209930587,
rappresentata dal Direttore della Scuola di
Specializzazione in Psicologia della Salute,
Prof.ssa Rosa Ferri, di seguito abbreviata in
“ Università ”
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 24/6/1997 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 31/12/1962 n.
1859;
– il Consiglio di Amministrazione dell’Università
La Sapienza ha approvato, nella
seduta del 6/10/1998, il testo regolamentare
delle Convenzioni con Enti pubblici e privati,
presso cui favorire stages e tirocini di formazione;
– gli allievi della Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute, al cui funziona-
104 2008

Attività didattica e formativa
mento concorre la Facoltà di Psicologia,
hanno l’obbligo di svolgere 390 ore annue di
esperienze pratiche guidate (Statuto della
Scuola di Specializzazione in psicologia
della salute, Gazzetta ufficiale della repubblica
italiana, Serie generale, n. 140 del
18/6/1997).
CONVENGONO QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge
24/6/1997, n. 196 la Fondazione si impegna
ad accogliere presso le sue strutture n. 2
soggetti per anno in tirocinio di formazione,
sempre in base alla disponibilità dei
posti.
Art. 2 – Le parti convengono che la presente
convenzione, relativa alle attività di tirocinio,
attivata ai sensi dell’art. 18, comma 1, lettera
d) della legge 196/97, non può dare luogo ad
alcun rapporto di impiego né libero professionale,
e non può dare titolo di precedenza
nelle procedure adottate dalla Fondazione
per la copertura di nuovi posti del profilo
professionale di Psicologo.
Art. 3 – La Fondazione prende atto che il
tirocinio ha la durata di un anno (quantificato
nello Statuto della Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute in 390 ore).
Il tirocinio dovrà riguardare attività psicologiche
relative alle seguenti aree:
– servizio sanitario;
– istruzione e formazione;
– sociale e educativo;
– organizzazione e lavoro.
Durante la realizzazione del tirocinio l’attività
di formazione è seguita e verificata da
un tutor designato dalla Fondazione in veste
di responsabile didattico-organizzativo, e da
un responsabile aziendale, indicato sempre
dalla Fondazione.
Al tutor verrà garantita, da parte della Fondazione,
la possibilità di partecipare alle
necessarie riunioni di programmazione e di
verifica delle attività di tirocinio, organizzate
dalla Scuole di Specializzazione.
In ottemperanza a quanto previsto nel
Regolamento Tirocini della Scuola di Specializzazione,
il tutor deve essere uno psicologo
iscritto all’Albo Professionale, da
almeno 3 anni e facente parte dell’organico
della Fondazione.
Qualora nella Fondazione non sia prevista
tale figura professionale, è possibile stipulare
un accordo con un docente della Scuola di
Specializzazione che si assume la responsabilità
di tutor del tirocinio. In tal caso alla
presente convenzione va allegata la dichiarazione
di accettazione da parte del docente
tutor interno alla Scuola.
Le presenze dei tirocinanti dovranno essere
documentate con la firma del tutor designato
dalla Fondazione che si assume la
responsabilità formativa e del responsabile
della Struttura interessata, nel libretto personale
che viene rilasciato al tirocinante
dall’Università.
Art. 4 – Per ciascun tirocinante, inserito
nella Fondazione in base alla presente convenzione,
viene predisposto un progetto formativo
e di orientamento condiviso con la
Scuola di Specializzazione, contenente:
– il nominativo del tirocinante;
– i nominativi del tutor e del responsabile
aziendale;
– il nominativo del tutor designato dal Consiglio
della Scuola;
– obiettivi e modalità di svolgimento del
tirocinio con l’indicazione dei tempi di presenza
in Fondazione;
– le strutture aziendali (servizi, sedi, reparti
e uffici) presso cui si svolge il tirocinio;
– gli estremi identificativi delle assicurazioni
INAIL e per la responsabilità civile.
Tale progetto formativo dovrà essere firmato
dal responsabile della struttura che accoglie
il tirocinante e presentato contestualmente
alla richiesta di autorizzazione al tirocinio
che lo specializzando farà, secondo le scadenze
previste, presso la Scuola di Specializzazione.
Art. 5 – È fatto obbligo al tirocinante di:
– svolgere le attività previste dal progetto
formativo;
– 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. 6 – L’Università assicura il/i tirocinante/i
contro gli infortuni sul lavoro presso
INAIL, nonché per la responsabilità civile
presso compagnie assicurative operanti nel
settore.
In caso di incidente durante lo svolgimento
del tirocinio, la Fondazione si impegna a
segnalare l’evento, entro i tempi previsti dalla
normativa vigente, agli istituti assicurativi
(facendo riferimento al numero della polizza
2008 105

Sezione II
sottoscritta dal soggetto promotore) ed all’Università.
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.
La convenzione decorre dalla data di sottoscrizione,
ha durata annuale con possibilità
di rinnovo scritto.
Roma, 21 Marzo 2008
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
Per la Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute
Il Direttore
Rosa Ferri
CONVENZIONE PER I TIROCINI
L’Università degli Studi di Roma La
Sapienza Facoltà di Psicologia, con sede
in Roma, via dei Marsi 78, c.f. 80209930587,
rappresentata dal prof. Stefano Puglisi Allegra,
nato a Messina il 07/11/1946, giusta
delega rilasciata con DR del 22/12/2003
E
la Fondazione Santa Lucia (denominazione
dell’Aziente/Ente ospitante) con sede
legale in Via Ardeatina 306 – 00179 Roma,
C.F. 97138260589, d’ora in poi denominata
“ Azienda/Ente ” rappresentata dalla Sig.ra
Maria Adriana Amadio, nata 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 24/6/1997 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 31/12/1962 n. 1859;
– il Consiglio di Amministrazione dell’Università
La Sapienza ha approvato, nella seduta
del 6/10/1998, il testo regolamentare delle Convenzioni
con Enti pubblici e privati, presso cui
favorire stages e tirocini di formazione;
– gli allievi della Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute, al cui funzionamento
concorre la Facoltà di Psicologia,
hanno l’obbligo di svolgere 390 ore annue di
esperienze pratiche guidate (Statuto della
Scuola di Specializzazione in psicologia della
salute, Gazzetta ufficiale della repubblica italiana,
Serie generale, n. 140 del 18/6/1997).
CONVENGONO QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge
24/6/1997, n. 196 l’Azienda/Ente Fondazione
Santa Lucia si impegna ad accogliere presso
le sue strutture n. 2 soggetti per anno in tirocinio
di formazione, sempre in base alla
disponibilità dei posti.
Art. 2 – Le parti convengono che la presente
convenzione, relativa alle attività di tirocinio,
attivata ai sensi dell’art. 18, comma 1,
lettera d) della legge 196/97, non può dare
luogo ad alcun rapporto di impiego né
libero professionale, e non può dare titolo di
precedenza nelle procedure adottate dall’Azienda/Ente
per la copertura di nuovi posti
del profilo professionale di Psicologo.
Art. 3 – L’Azienda/Ente prende atto che il
tirocinio ha la durata di un anno (quantificato
nello Statuto della Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute in 390 ore).
Il tirocinio dovrà riguardare attività psicologiche
relative alle seguenti aree:
– servizio sanitario;
– istruzione e formazione;
– sociale e educativo;
– organizzazione e lavoro.
Durante la realizzazione del tirocinio l’attività
di formazione è seguita e verificata da
un tutor designato dall’Azienda/Ente in veste
di responsabile didattico-organizzativo, e da
un responsabile aziendale, indicato sempre
dall’Azienda/Ente.
Al tutor verrà garantita, da parte dell’Ente,
la possibilità di partecipare alle necessarie
riunioni di programmazione e di verifica
106 2008

Attività didattica e formativa
delle attività di tirocinio, organizzate dalla
Scuola di Specializzazione.
In ottemperanza a quanto previsto nel Regolamento
Tirocini della Scuola di Specializzazione,
il tutor deve essere uno psicologo
iscritto all’Albo Professionale, da almeno 3
anni e facente parte dell’organico dell’Azienda-Ente.
Qualora nell’Ente non sia prevista tale figura
professionale, è possibile stipulare un
accordo con un docente della Scuola di Specializzazione
che si assume la responsabilità
di tutor del tirocinio. In tal caso alla presente
convenzione va allegata la dichiarazione di
accettazione da parte del docente tutor
interno alla Scuola.
Le presenze dei tirocinanti dovranno essere
documentate con la firma del tutor designato
dall’Azienda/Ente che si assume la responsabilità
formativa e del responsabile della Struttura
interessato, nel libretto personale che
viene rilasciato al tirocinante dall’Università.
Art. 4 – Per ciascun tirocinante, inserito in
Azienda/Ente in base alla presente convenzione,
viene predisposto un progetto formativo
e di orientamento condiviso con la
Scuola di Specializzazione, contenente:
– il nominativo del tirocinante;
– i nominativi del tutor e del responsabile
aziendale;
– il nominativo del tutor designato dal Consiglio
della Scuola;
– obiettivi e modalità di svolgimento del
tirocinio con l’indicazione dei tempi di presenza
in Azienda/Ente;
– le strutture aziendali (servizi, sedi, reparti
e uffici) presso cui si svolge il tirocinio;
– gli estremi identificativi delle assicurazioni
INAIL e per la responsabilità civile.
Tale progetto formativo dovrà essere firmato
dal responsabile della struttura che accoglie il
tirocinante e presentato contestualmente alla
richiesta di autorizzazione al tirocinio che lo
specializzando farà, secondo le scadenze previste,
presso la Scuola di Specializzazione.
Art. 5 – È fatto obbligo al tirocinante di:
– svolgere le attività previste dal progetto
formativo;
– 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. 6 – L’Università assicura il/i tirocinante/i
contro gli infortuni sul lavoro presso INAIL,
nonché per la responsabilità civile presso
compagnie assicurative operanti nel settore.
In caso di incidente durante lo svolgimento
del tirocinio, l’Azienda/Ente 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 all’Università.
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.
Art. 7 – La presente convenzione decorre
dalla data di sottoscrizione del presente disciplinare,
ha validità per tutto l’anno accademico
in corso, ha durata di tre anni ed è tacitamente
rinnovata alla scadenza salvo disdetta
scritta di una delle due parti contraenti.
Roma, 8 Aprile 2008
Per l’Università degli Studi di Roma
La Sapienza
Il Rappresentante
Stefano Puglisi Allegra
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Rappresentante Legale
Maria Adriana Amadio
CONVENZIONE PER I TIROCINI
L’Università degli Studi di Roma
La Sapienza Facoltà di Psicologia, con
sede in Roma, via dei Marsi 78, c.f.
80209930587, rappresentata dal prof. Stefano
Puglisi Allegra, nato a Messina il
07.11.1946, giusta delega rilasciata con DR
del 22/12/2003
E
la Fondazione Santa Lucia (denominazione
dell’Aziente/Ente ospitante) con sede legale
2008 107

Sezione II
in Via Ardeatina 306, C.F. 97138260589,
d’ora in poi denominata “ Azienda/Ente ” rappresentata
dal Direttore Generale Luigi Amadio,
nato a Roma, il 4/6/1947
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
24/6/1997 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 31/12/1962 n. 1859;
– il Consiglio di Amministrazione dell’Università
La Sapienza ha approvato, nella
seduta del 6/10/1998, il testo regolamentare
delle Convenzioni con Enti pubblici e privati,
presso cui favorire stages e tirocini di formazione;
– gli allievi della II a Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute, al cui funzionamento
concorre la Facoltà di Psicologia,
hanno l’obbligo di svolgere 400 ore annue di
esperienze pratiche guidate.
CONVENGONO QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge
24/6/1997, n. 196 l’Azienda/Ente Fondazione
Santa Lucia si impegna ad accogliere presso
le sue strutture n. 3 soggetti per anno in tirocinio
di formazione, sempre in base alla
disponibilità dei posti.
Art. 2 – Le parti convengono che la presente
convenzione, relativa alle attività di tirocinio,
attivata ai sensi dell’art. 18, comma 1, lettera
d) della legge 196/97, non può dare luogo ad
alcun rapporto di impiego né libero professionale,
e non può dare titolo di precedenza nelle
procedure adottate dall’Azienda/Ente per la
copertura di nuovi posti del profilo professionale
di Psicologo.
Art. 3 – L’Azienda/Ente prende atto che il
tirocinio ha la durata di un anno (quantificato
nello Statuto della Scuola di Specializzazione
in Psicologia della Salute in 400 ore).
Il tirocinio dovrà riguardare attività psicologiche
relative alle seguenti aree:
– servizio sanitario;
– psicologia clinica;
– organizzazione dei servizi.
Durante la realizzazione del tirocinio l’attività
di formazione è seguita e verificata da
un supervisore designato dall’Azienda/Ente
in veste di responsabile didattico-organizzativo,
e da un responsabile aziendale, indicato
sempre dall’Azienda/Ente.
Al supervisore verrà garantita, da parte dell’Ente,
la possibilità di partecipare alle necessarie
riunioni di programmazione e di verifica
delle attività di tirocinio, organizzate
dalla Scuola di Specializzazione.
In ottemperanza a quanto previsto nel
Regolamento Tirocini della Scuola di Specializzazione,
il tutor deve essere uno psicologo
clinico o psicoterapeuta, facente parte
dell’organico dell’Azienda-Ente.
Qualora nell’Ente non sia prevista tale figura
professionale, è possibile stipulare un
accordo con un docente della Scuola di Specializzazione
che si assume la responsabilità
di tutor del tirocinio. In tal caso alla presente
convenzione va allegata la dichiarazione di
accettazione da parte del docente tutor
interno alla Scuola.
Le presenze dei tirocinanti dovranno essere
documentate con la firma del tutor designato
dall’Azienda/Ente che si assume la responsabilità
formativa e del responsabile della Struttura
interessata, nel libretto personale che
viene rilasciato al tirocinante dall’Università.
Art. 4 – Per ciascun tirocinante, inserito
nella Fondazione in base alla presente convenzione,
viene predisposto un progetto formativo
e di orientamento condiviso con la
Scuola di Specializzazione, contenente:
– il nominativo del tirocinante;
– i nominativi del tutor e del responsabile
aziendale;
– il nominativo del tutor designato dal Consiglio
della Scuola;
– obiettivi e modalità di svolgimento del
tirocinio con l’indicazione dei tempi di presenza
in azienda/Ente;
– le strutture aziendali (servizi, sedi, reparti
e uffici) presso cui si svolge il tirocinio;
– gli estremi identificativi delle assicurazioni
INAIL e per la responsabilità civile.
Tale progetto formativo dovrà essere firmato
dal responsabile della struttura che accoglie il
tirocinante e presentato contestualmente alla
richiesta di autorizzazione al tirocinio che lo
specializzando farà, secondo le scadenze previste,
presso la Scuola di Specializzazione.
Art. 5 – È fatto obbligo al tirocinante di:
– svolgere le attività previste dal progetto
formativo;
108 2008

Attività didattica e formativa
– 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. 6 – L’Università assicura il/i tirocinante/i
contro gli infortuni sul lavoro presso INAIL,
nonché per la responsabilità civile presso
compagnie assicurative operanti nel settore.
In caso di incidente durante lo svolgimento del
tirocinio, l’Azienda/Ente 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 all’Università.
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.
Art. 7 – La presente convenzione decorre
dalla data di sottoscrizione del presente
disciplinare, ha la durata di tre anni ed è rinnovabile
su esplicita richiesta delle parti e di
comune accordo tra le parti stesse.
Roma, 21 Maggio 2008
Per l’Università degli Studi di Roma
La Sapienza
Il Rappresentante
Stefano Puglisi Allegra
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
CONVENZIONE
TRA
l’Università degli Studi di Roma Tor
Vergata
E
la Fondazione Santa Lucia IRCCS
per il funzionamento del Master di I Livello in
“ I disturbi della comunicazione, del linguaggio
e dell’apprendimento in età evolutiva: valutazione
e presa in carico ” – A.A. 2008/2009.
PREMESSA
CONSIDERATO che le Università sono un
Centro primario della ricerca scientifica
nazionale e che è loro compito elaborare e
trasmettere criticamente le conoscenze
scientifiche, anche promuovendo forme di
collaborazione con Istituti extra-universitari
di ricerca, finanziati, in tutto o in parte, dallo
Stato o da Organi preposti al finanziamento
pubblica della ricera;
VISTA la L. n. 341 del 19/11/1990, in materia
di formazione finalizzata e di servizi didattici
integrativi;
VISTO il D.M. n. 509 del 3/11/1999 “ Regolamento
recante norme concernenti l’autonomia
didattica degli Atenei ”, in base al quale
le Università possono attivare master universitari
e corsi di alta formazione permanente
e ricorrente, successivi al conseguimento
della laurea, alla conclusione dei quali sono
rilasciati master di primo e secondo livello;
VISTO lo Statuto dell’Università degli Studi
di Roma Tor Vergata, adottato con D.R. del
10/3/1998;
VISTO il Regolamento d’Ateneo per l’attivazione
e l’organizzazione dei Master Universitari
e dei Corsi di Perfezionamento, approvato
con D.R. n. 913 del 17/03/2003, che prevede
l’istituzione di Master Universitari e
Corsi di Perfezionamento, anche in collaborazione
con enti pubblici e privati;
CONSIDERATO che la Fondazione Santa
Lucia IRCCS, compatibilmente con i propri
compiti istituzionali, promuove e provvede
alla formazione scientifica e alla diffusione
della cultura nei settori istituzionali;
CONSIDERATO che la Fondazione Santa
Lucia IRCCS dispone anche di competenze,
locali e attrezzature per lo svolgimento di
attività di formazione, aggiornamento, perfezionamento
e specializzazione;
RICONOSCIUTO il comune interesse dell’Università
di Roma Tor Vergata e della Fondazione
Santa Lucia IRCCS a determinare,
congiuntamente, i compiti e le responsabilità
reciproche per la migliore realizzazione, nell’ambito
delle rispettive finalità istituzionali,
del Master di I Livello in “ I Disturbi della
Comunicazione, del Linguaggio e dell’Apprendimento
in Età Evolutiva: Valutazione e
2008 109

Sezione II
Presa in Carico ”, previsto per l’anno accademico
2008/2009;
TUTTO CIÒ PREMESSO
TRA
l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata,
con sede legale in Roma (00173) Via Orazio
Raimondo 18, c.f. 80213750583, qui di seguito
denominata “ Università ”, in persona del Rettore
e legale rappresentante Prof. Alessandro
Finazzi Agrò nato a Roma il 30/05/1941, per la
sua carica ed agli effetti del presente atto domiciliato
presso la sede dell’Università, a quanto
segue autorizzato con delibera del Consiglio di
Amministrazione in data 30/04/2008;
E
la Fondazione Santa Lucia IRCCS, con sede
legale in Via Ardeatina 306, c.f. 97138260589,
qui di seguito denominata “ Fondazione ”, in
persona del direttore generale, Dott. Luigi
Amadio, nato a Roma il 04/06/1947, per la sua
carica ed agli effetti del presente atto domiciliato
presso la sede della Fondazione.
SI CONVIENE E SI STIPULA
QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Le premesse sono parte integrante e
sostanziale del presente atto convenzionale
stipulato ai sensi dell’art. 8 della L. 341/90.
Art. 2 – La presente convenzione ha per
oggetto l’organizzazione ed il funzionamento
da parte dell’Università e della Fondazione del
Master in “ I Disturbi della Comunicazione,
del Linguaggio e dell’Apprendimento in Età
Evolutiva: Valutazione e Presa in Carico ”, attivato
nell’a.a. 2008/2009, che, ai sensi dell’art. 3
comma 8, del D.M. n. 509/99, si conclude con
il rilascio di un Master di I livello da parte dell’Università
degli Studi di Roma Tor Vergata,
con le modalità previste nello Statuto.
L’obiettivo del suddetto Master è l’acquisizione
di competenze specifiche nella funzione
di esperto clinico nell’ambito della
valutazione e presa in carico delle disabilità
di apprendimento in età evolutiva, con particolare
attenzione alla acquisizione di competenze
avanzate nella gestione del paziente nei
diversi ambiti operativi, dal servizio ospedaliero
alle strutture dei servizi territoriali e in
ambito libero-professionale. Ha inoltre la
finalità di preparare dei professionisti in
grado di fornire a singoli utenti e ad Enti
sanitari e rieducativi servizi di consulenza.
L’attività formativa deve corrispondere alle
modalità previste dall’art. 7 del D.M. n.
509/99, pari ad almeno 60 crediti formativi.
Art. 3 – Gli aspetti scientifici e didattici dell’iniziativa
prevista dalla presente convenzione
sono congiuntamente progettati e realizzati
dall’Università e dalla Fondazione.
Le Parti curano d’intesa il coordinamento
didattico, la progettazione, valutazione, realizzazione,
gestione e controllo della qualità
del processo formativo.
Le Parti si accorderanno sulla utilizzazione
degli eventuali risultati conseguenti alle attività
del Master realizzato con la presente
Convenzione.
L’Università ha anche compiti amministrativi.
La sede amministrativa del Master in “ I
Disturbi della Comunicazione, del Linguaggio
e dell’ Apprendimento in Età Evolutiva:
Valutazione e Presa in Carico ” è presso il
CIFAPPS dell’Università. La sede didattica è
presso la Fondazione e l’Università.
Art. 4 – Le risorse finanziarie necessarie al funzionamento
del Master sono costituite dai proventi
delle quote di iscrizione, e dagli eventuali
contributi, liberalità e borse di studio derivanti
da enti, persone fisiche e dalle parti stesse, nei
limiti dei rispettivi ordinamenti. La gestione
amministrativo-contabile delle risorse finanziarie
relative al Master è affidata al CIFAPPS dell’Università.
Dell’ammontare complessivo della
quota di iscrizione l’80% sarà destinato alle
spese di gestione del Master; il restante 20%
sarà destinato al bilancio d’Ateneo, ai sensi dell’art.
15 del Regolamento d’Ateneo per l’attivazione
e l’organizzazione dei Master.
Art. 5 – L’attività didattica viene svolta da
docenti messi a disposizione dall’Università e
dalla Fondazione. Ad essi è possibile affiancare
docenti e ricercatori di altri Enti, Università
e Istituzioni private nonché esperti
assunti con rapporti di collaborazione di
diritto privato per rendere più adeguata la
programmazione didattica.
Il compenso da corrispondere ai docenti ed ai
collaboratori delle attività didattiche attivate,
siano essi interni o esterni all’Università, è
determinato dal Consiglio del Master e viene
corrisposto dall’Università nel rispetto dei presupposti
dell’art. 14 del Regolamento d’Ateneo
per l’attivazione e l’organizzazione dei Master.
Art. 6 – Ciascuna parte è esonerata da ogni
responsabilità derivante dai rapporti di lavoro
che venissero instaurati dall’altra, nell’ambito
delle attività di cui alla presente Convenzione.
L’Ateneo ai sensi dell’art. 16 del Regolamento
d’Ateneo per l’attivazione ed organizzazione
110 2008

Attività didattica e formativa
dei Master garantisce un’adeguata copertura
assicurativa contro gli infortuni.
La Fondazione e l’Università provvedono, ciascuno
per la propria sede, alla copertura assicurativa
per danni involontariamente cagionati
a terzi per morte, lesioni personali e danneggiamenti
a cose, verificatesi in relazione
alla attività svolta e dalla conduzione dei fabbricati
nei quali si svolge l’attività, nonché
degli impianti e delle attrezzature utilizzate
per l’attività stessa, con garanzia operante
anche per fatti dolosi commessi da persone
delle quali la Parte interessata debba rispondere
ai sensi dell’art. 2049 del Codice Civile.
Art. 7 – Le parti si danno atto dell’esigenza di
tutelare e promuovere l’immagine dell’iniziativa
comune, e quella di ciascuna di essa.
In particolare l’utilizzazione del logo dell’Università,
straordinaria o estranea all’azione
istituzionale corrispondente all’oggetto della
presente convenzione, richiederà il consenso
della medesima.
Art. 8 – Per tutte le controversie che dovessero
insorgere tra le Parti dall’interpretazione
e/o esecuzione del presente atto sarà competente
in via esclusiva il Foro di Roma.
Art. 9 – La presente convenzione, che entra in
vigore a decorrere dalla data di sottoscrizione,
ha la medesima durata del Master di cui all’art.
2 e potrà essere rinnovata con atto aggiuntivo
che richiami gli stessi contenuti e termini
riportati nella presente convenzione, previa
delibera dei rispettivi Organi competenti e previa
riattivazione del Master medesimo, ai sensi
dell’art. 13 del Regolamento d’Ateneo per l’attivazione
ed Organizzazione dei Master.
Resta inteso che l’efficacia della convenzione
è condizionata all’attivazione del Master in
“ I Disturbi della Comunicazione, del Linguaggio
e dell’Apprendimento in Età Evolutiva:
Valutazione e Presa in Carico ”.
Art. 10 – Per quanto non espressamente
disposto dalla presente convenzione, si fa
riferimento allo Statuto del Master in “ I
Disturbi della Comunicazione, del Linguaggio
e dell’Apprendimento in Età Evolutiva:
Valutazione e Presa in Carico ” e al Regolamento
d’Ateneo per l’attivazione e l’organizzazione
dei Master universitari e dei Corsi di
Perfezionamento approvato con D.R. n. 913
del 17/03/2003.
Il presente atto viene redatto in triplice copia
e sarà registrato in caso d’uso, ai sensi degli
artt. 5, 6 e 39 del DPR 131/1986. Le spese di
bollo sono a carico della Fondazione. Le
spese dell’eventuale registrazione sono a
carico della parte richiedente.
Letto, approvato e sottoscritto.
Roma, 3 Giugno 2008
Per l’Università degli Studi di Roma
Tor Vergata
Il Rettore
Alessandro Finazzi Agrò
Per la Fondazione Santa Lucia IRCCS
Il Direttore Generale
Luigi Amadio
CONVENZIONE PER L’UTILIZZAZIONE DEL POTENZIALE DIDATTICO
NELL’AMBITO DELLA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN NEUROLOGIA
L’Università degli Studi di Roma La Sapienza
in persona del Rettore pro-tempore Prof.
Renato Guarini, nato a Napoli il 16/03/1932, a
quanto segue autorizzato dal Consiglio di
Amministrazione nella seduta del 23/04/1996,
in prosieguo denominata “ Università ”
E
la Fondazione Santa Lucia in persona del
Presidente Maria Adriana Amadio nata a
Roma il 01/01/1946 e domiciliata per la carica
in Via Ardeatina 306, in prosieguo denominata
“ Fondazione ”
CONVENGONO E STIPULANO
QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Allo scopo di favorire la collaborazione
tra l’Università e la Fondazione per
l’impiego del potenziale didattico, scientifico
e le strutture della Fondazione, l’Università
degli Studi di Roma La Sapienza di seguito
indicata come Università, anche in riferimento
alla legge 833/78 ed al d.l.vo 502/92,
nonché alle Specializzazioni (D.P.R. n. 382
dell’11/07/1980 e D.P.R. n. 162 del 10/03/82),
si avvale delle strutture della Fondazione,
nonché del personale laureato della stessa,
nell’ambito della lo scuola di Specializzazione
in Neurologia.
Art. 2 – Per l’attuazione del rapporto di collaborazione
di cui al precedente art. 1:
a) l’Università fa svolgere parte delle attività
2008 111

Sezione II
didattiche, teoriche e pratiche della Scuola di
Specializzazione suddetta presso I’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 della
Fondazione, individuato secondo quanto indicato
dalla Scuola di Specializzazione suddetta,
espleta a titolo gratuito, a tempo determinato,
le funzioni di docente per lo svolgimento di:
– corsi di insegnamento integrativi;
– gruppi di lezioni su argomenti specialistici
particolari;
– forme varie di attività didattica quali seminari,
esercitazioni, partecipazioni a lezioni integrate
e altre forme di collaborazione 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 avverrà con
delibera del Consiglio di Facoltà di Medicina e
Chirurgia, su proposta del presidente dell’Amministrazione
ospedaliera e nulla osta dell’Amministrazione
ospedaliera medesima.
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 che nel formulare le suddette
modalità dovrà tener presenti le necessità
che le attività didattiche, specie quelle di
carattere pratico da svolgersi presso la Fondazione,
siano coordinate con le attività
didattiche.
Al fine di meglio strutturare tale coordinamento,
che resta di competenza dell’Amministrazione
della Fondazione, il Consiglio della
Scuola di Specializzazione delibera d’intesa
con la Commissione di cui al successivo
art. 7.
Art. 5 – In base a quanto stabilito dall’art. 2,
ultimo comma D.P.R. n. 162 del 10/03/1982,
l’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. 6 – Le parti, in materia di assicurazione
del personale per la responsabilità civile, gli
infurtuni 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 della Fondazione che frequentino
i Dipartimenti ed Istituti Universitari che
concorrono al funzionamento della Scuola
convenzionata.
Art. 7 – 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 Presidente
della Fondazione 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 di Specializzazione
convenzionata, 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 ed alla Fondazione.
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. 8 – Eventuali modifiche alla presente Convenzione
dovranno essere preventivamente sottoposte
all’esame degli Organi deliberanti delle
parti contraenti.
Art. 9 – Il presente atto entra in vigore a partire
dal mese di novembre dell’anno accademico
relativo alla sua approvazione ed ha durata
triennale con possibilità di rinnovo nelle medesime
forme previste per la sua stipula.
Roma, 20 Settembre 2008
Per l’Università degli Studi di Roma
La Sapienza
Il Rettore
Renato Guarini
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
112 2008

Attività didattica e formativa
CONVENZIONE
TRA
la Facoltà di Medicina e Chirurgia, Corso
di Laurea in Fisioterapia dell’Università
degli Studi di Perugia Partita I.V.A.
00448820548, d’ora in poi denominato “ Soggetto
Promotore ”, rappresentata dal Presidente
Prof. Maira Bodo Lumare nata a
Napoli il 1° aprile 1949 e domiciliata per la
carica presso il Dipartimento di Medicina
Sperimentale e Scienze Biochimiche, Università
degli Studi di Perugia, Via del Giochetto,
06100
E
l’IRCCS Fondazione Santa Lucia, con sede
legale in Roma, Partita I.V.A. 05692831000,
d’ora in poi denominato “ Soggetto Ospitante
”, rappresentata dalla Signora Maria
Adriana Amadio, nata a Roma il 1° gennaio
1946, in qualità di Legale rappresentante e
domiciliato ai fini del presente accordo
presso la sede legale dell’ente,
PREMESSO
– che al fine di agevolare le attività formative
per l’espletamento della prova finale di laurea
(elaborato scritto – tesi di laurea) gli studenti
del Corso di Laurea in Fisioterapia dell’Università
degli Studi di Perugia possono
essere autorizzati ad espletare uno stage in
strutture sanitarie di elevato carattere scientifico;
– che l’IRCCS Fondazione Santa Lucia con
sede legale in Roma, possiede idonee caratteristiche
strumentali ed organizzative nonché
adeguate potenzialità recettive.
Art. 1 (oggetto della convenzione) – Il Soggetto
Ospitante s’impegna ad accogliere
presso le sue strutture gli studenti che volontariamente
esprimono l’esigenza di completare
la formazione ed orientamento per le
attività di stesura della tesi finale con il consenso
del soggetto Promotore.
Art. 2 (Rapporti tra i soggetti: Chiarimenti)
– 1. Il tirocinio formativo e d’orientamento,
ai sensi dell’art. 18, comma 1, lettera
d), della legge n. 196 del 1997 non costituisce
rapporto di lavoro e nessuna spesa sarà a
carico del Soggetto Ospitante. L’attività non
può dar luogo ad alcun rapporto d’impiego
né libero professionale, e non può dare titolo
di precedenza nelle procedure adottate dall’Azienda
per la copertura di nuovi posti del
profilo professionale e gli studenti non possono
essere in alcun modo utilizzati per attività
che si configurano come sostituzione di
personale.
2. Per ciascuno studente inserito nell’impresa
ospitante in base alla presente Convenzione
è predisposto un progetto formativo e
di orientamento contenente:
• il nominativo del tirocinante;
• l’argomento di studio scelto ai fini della
tesi;
• le strutture aziendali (stabilimenti, sedi,
reparti, uffici) presso cui si svolge lo stage;
• gli estremi identificativi delle assicurazioni
INAIL e per la responsabilità civile professionale.
Art. 3 (Obblighi del Tirocinante) – Durante lo
svolgimento dello stage formativo lo studente
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 (Assicurazioni) – Il Soggetto Promotore
assicura il/i tirocinante/i contro gli infortuni
sul lavoro presso l’INAIL mentre per la
responsabilità civile provvederà lo stesso
tirocinante presso compagnie assicurative
operanti nel settore.
In caso di incidente durante lo svolgimento
dello stage formativo, il Soggetto Ospitante
s’impegna a segnalare l’evento, entro i tempi
previsti dalla normativa vigente, (facendo
riferimento al numero della polizza sottoscritta
dal Soggetto Promotore) agli istituti
assicurativi ed al Soggetto Promotore.
Il Soggetto promotore s’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 copia
della di ciascun progetto formativo e di
orientamento.
Art. 5 (Durata della frequenza) – Il numero
totale degli studenti e la durata della frequenza
(monte ore pro-capite) dello stage
formativo vengono concordati anno per
2008 113

Sezione II
anno, compatibilmente con le esigenze organizzative
delle strutture interessate.
Art. 6 (Durata della convenzione) – La presente
convenzione entra in vigore alla data
della stipula ed ha durata di anni tre, disdettabile
di anno in anno tre mesi prima della
scadenza da ciascuna delle due parti.
Art. 7 (Clausola contrattuale di garanzia) – Ai
sensi e per gli effetti del D.Lgs. n. 196/2003,
meglio noto come “ Codice in materia di protezione
dei dati personali ”, le parti dichiarano
di essersi reciprocamente informate sul
fatto che i dati personali, raccolti per la formalizzazione
del presente atto, sono oggetto
di trattamento nei rispettivi archivi e che tali
dati sono necessari, per la gestione di tutti i
correlati adempimenti di legge (civili, fiscali,
ecc…).
Le parti dichiarano, altresì, di essere a conoscenza
degli obblighi e delle incombenze,
derivanti dalla vigilanza del “ Codice in materia
di protezione dei dati personali ”, e di
assicurarne, pertanto, il loro rispetto. Le
parti dichiarano, infine, di essere a conoscenza
dei loro diritti, così come previsti dall’art.
7 del citato Codice.
Art. 8 (Registrazione, Oneri e Spese) – In caso
d’uso della presente convenzione l’imposta di
bollo, le spese di registrazione, ogni altra
spesa, saranno a carico del Soggetto promotore.
Foligno, 5 Novembre 2008
Per il Corso di Laurea in Fisioterapia
Il Presidente
Maria Bodo Lumare
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Legale Rappresentante
Maria Adriana Amadio
CONVENZIONE PER TIROCINI DI FORMAZIONE E DI ORIENTAMENTO
(art. 4, quinto comma, del Decreto del Ministero del Lavoro e della Previdenza Sociale n. 142 del 23/03/1998)
TRA
l’Università degli Studi Roma Tre – con
sede in Roma, Via Ostiense 161, C.F.
04400441004, d’ora in poi denominata “ soggetto
promotore ”, rappresentata dal Direttore
Amministrativo dott. Pasquale Basilicata
nato a Napoli il 12/07/1954
E
la Fondazione Santa Lucia, attività: IRCCS
– Ospedale di rilievo nazionale, N. dipendenti:
678, con sede in Roma, Via Ardeatina
306 – C.F 97138260589 – d’ora in poi denommato
“ soggetto ospitante ”, rappresentata
legalmente dal Presidente Sig.ra Maria
Adriana Amadio nata a Roma il 01/01/1946
PREMESSO
che, al fine di agevolare le scelte professionali
mediante la conoscenza diretta del
mondo del lavoro e di 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
SI CONVIENE QUANTO SEGUE:
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge 24
giugno 1997, n. 196 l’Azienda/Ente si impegna
ad accogliere presso le sue strutture soggetti
in tirocinio di fomazione ed orientamento
su proposta del soggetto promotore,
ai sensi dell’art. 5 del decreto attuativo dell’art.
18 della L. 196/97.
Art. 2 – 1. Il tirocinio formativo e di orientamento,
ai sensi dell’art. 187 comma 1 lettera
d) della L. 196/97 non costituisce rapporto di
lavoro né collaborazione professionale ad
alcun titolo.
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;
114 2008

Attività didattica e formativa
– 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. L’accesso alle strutture aziendali
del soggetto ospitante è consentito ai soli fini
dell’effettuazione del tirocinio medesimo.
2. 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 dati, informazioni o conoscenze
in merito a processi produttivi e prodotti,
acquisiti durante lo svolgimento del
tirocinio;
– attenersi alle indicazioni fornite dal tutore
universitario e dal responsabile aziendale.
3. La partecipazione del tirocinante ad attività
aziendali fuori sede è consentita previa
comunicazione al tutore universitario e al
soggetto promotore al fine della tutela assicurativa
di cui al successivo art. 5.
4. Sono consentite, per giustificati motivi,
una o più interruzioni temporanee del tirocinio,
previo accordo tra il tirocinante e il soggetto
ospitante con il consenso del soggetto
promotore, ferma restando la data di scadenza
indicata nel progetto formativo individuale.
5. È consentita, inoltre, l’interruzione anticipata
definitiva del tirocinio per giustificati
motivi, d’inziativa del tirocinante oppure del
soggetto ospitante. Della interruzione anticipata
dovrà essere data, da parte del soggetto
ospitante, tempestiva comunicazione scritta
al soggetto promotore.
6. Tutte le eventuali proroghe del tirocinio
sono ammesse, previo accordo tra le parti,
entro i limiti massimi di durata indicati dall’art.
7 del decreto sopra citato.
Art. 4 – Il soggetto ospitante si impegna a
garantire ai tirocinanti le condizioni di sicurezza
e di igiene nel rispetto della vigente normativa
in materia di sicurezza, sollevando da
qualsiasi onere il soggetto promotore.
Art. 5 – 1. Il soggetto promotore assicura i
tirocinanti contro gli infortuni sul lavoro
presso l’INAIL, nonché per la responsabilità
civile con polizza n. 65/12300000 della
Compagnia di Assicurazione UNIPOL
attiva fino al 28/02/2011. 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 di 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,
copia della Convenzione e di ciascun progetto
formativo e di orientamento. Il soggetto
ospitante provvederà direttamente a far
pervenire alle rappresentanze sindacali
aziendali una copia della Convenzione e di
ciascun progetto formativo.
Art. 6 – 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 le
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, qundo ne facciano richiesta per il
proseguimento dei propri fini istituzionali,
nonché a soggetti privati, qundo 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 il soggetto promotore e il
soggetto ospitante. Le parti dichiarano infine
di essere informate sui diritti sanciti dall’art.
7 D.Lgs. 196 del 30/06/2003.
Art. 7 – La presente Convenzione ha la
durata di anni 1 (uno) dalla data della firma
e potrà essere tacitamente rinnovata, di anno
in anno, salvo disdetta di una delle parti da
comunicarsi per iscritto entro 3 mesi dalla
scadenza annuale.
Roma, 26 novembre 2008
Per l’Università degli Studi Roma Tre
Il Direttore Amministrativo
Pasquale Basilicata
Per la Fondazione Santa Lucia
Il Presidente
Maria Adriana Amadio
2008 115

Borse
di studio

Sezione II
– Interfacce cervello-computer (Brain Computer Interface) con feedback
multimodale per il controllo di un ambiente demotico (Fabio Aloise)
– Biologia dell’autismo: ria di marcatori diagnostici (Laura Altieri)
– L’oligomerizzazione dei mutanti SOD1 nel mitocondrio di cellule
motoneuronali induce danno mitocondriale e tossicità cellulare
(Ilaria Amori)
– Individuazione di nuovi markers biologici per la diagnosi precoce di
patologie a progressione neurodegenerativa, con particolare interesse alla
Malattia di Parkinson (Alessia Autuori)
– La valutazione della qualità della vita del traumatizzato cranico: confronto
tra la percezione del paziente e del familiare (studio multicentrico
internazionale (Eva Azicnuda)
– Ruolo delle tecniche avanzate di RM strutturale e funzionale
nel riconoscimento tempestivo delle due principali forme di demenza
degenerativa: malattia di Alzheimer e demenza a corpi di Lewy
(Barbara Basile)
– Segnale BOLD in immagini di ampiezza e fase: studi integrati con tecniche
venografiche e mappe in T2* (Valentina Brainovich)
– Studio funzionale dei recettori ionotropici in modelli murini di patologie
neurodegenerative (Irene Carunchio)
– Studio della risposta immunitaria in pazienti affetti da Guillain-Barré
Sindrome (Maria Teresa Cencioni)
– Integrazione fra neuroimmagini e dati neuropsicologici nelle interrelazioni
cerebro-cerebellari (Silvia Clausi)
– Studio del gene PC4 nei processi rigenerativi del muscolo (Filippo Conti)
– Studio sulla relazione tra i disturbi di memoria prospettica ed i processi di
controllo attenzionale nella malattia di Parkinson (Alberto Costa)
– Ruolo della fosforilazione in tirosina di Caspasi-8 nello sviluppo dei tumori
(Silvia Cursi)
– Caratterizzazione molecolare di porzioni liposaccaridiche
di Campylobacter Jejuni (Annamaria D’Alessandro)
– Valutazione neurofisiologica e immunomolecolare in topi EAE
ed in pazienti con SM e deficit cognitivi (Diletta Di Mitri)
– Utilizzo delle tecniche di stimolazione magnetica transcranica negli studi
di coordinazione visuomanuale (Tommaso Fedele)
– Studio dei meccanismi di rappresentazione mentale di moti naturali
e non naturali in soggetti sani e in pazienti con deficit vestibolare
centrale e periferico (Francesca Figliozzi)
– Riabilitazione e risonanza magnetica funzionale: studio longitudinale
nei pazienti affetti da SM (Licia Finamore)
– Immunolocalizzazione del BDNF nelle cellule striatali e corticali
contenenti TRP channels nell’encefalo di ratto normale e trattato
con lesioni eccito tossiche (Carmen Giampà)
118 2008

Borse di studio
– Mediatori della flogosi e fenomeni degenerativi remoti in un modello
sperimentale di danno focale del sistema nervoso centrale (Laura Latini)
– Movimenti oculari e percezione della gravità (Marco Martellucci)
– Investigazioni di Proteomica in malattie ereditarie (Valeria Marzano)
– Ruolo della chinasi ATM (ataxia telangiectasia mutated)
nella stabilità proteica (Michele Mingardi)
– Ruolo della RNA-binding protein Sam68 nella regolazione dello splicing
alternativo di SMN2 (Maria Paola Paronetto)
– Studi genetici nella Paraparesi Spastica Ereditaria (Clarice Patrono)
– Progettazione di sistemi meccanici per la fisiologia del movimento
(Alessandro Portone)
– Studio dell’overespressione della SNAP-25 nelle fibre rampicanti della
corteccia cerebellare (Francesca Puglisi)
– Plasticità comportamentale e neuromorfologica in un modello murino della
malattia di Alzheimer (Leonardo Restivo)
– La valutazione delle abilità di guida dopo il coma: validazione di una
batteria psicometrica computerizzata (Vienna System) (Daniela Silvestro)
– Studi neuropsicobiologici del comportamento nel neurosviluppo nelle
malattie neurodegenerative: deficit di riconoscimento delle emozioni
facciali e predictors neuropsicologici in pazienti con AD e a-MCI
(Ilaria Spoletini)
– Ruolo della chinasi ATM (ataxia telangectasia mutated) nella modulazione
dell’apoptosi indotta da recettori di morte (Venturina Stagni)
– Il ruolo dei riferimenti spaziali stabili e instabili nella codifica spaziale da
prospettive di osservazioni differenti (Valentina Sulpizio)
– Caratterizzazione elettrofisiologica in vitro dei meccanismi
di plasticità sinaptica striatale (1) (Annalisa Tassone)
– Caratterizzazione elettrofisiologica in vitro dei meccanismi
di plasticità sinaptica striatale (2) (Daniela Vita)
– La dissociazione viventi non-viventi: studio fMRI sull’organizzazione
interna della memoria semantica (Gian Daniele Zannino)
2008 119

Sezione II
Interfacce cervello-computer (Brain Computer Interface)
con feedback multimodale
per il controllo di un ambiente domotico
Fabio Aloise
Introduzione
Il potenziale evento correlato P300 è un potenziale endogeno positivo che
si presenta sulla regione parietale dello scalpo quando vengono presentati al
soggetto rari o particolarmente significativi stimoli intervallati con stimoli frequenti
o non significativi. Grazie alla sua stabilità e riproducibilità, la P300 è
usata come segnale di controllo per interfacce cervello computer (BCI) [Sutton
et al. (1965) Science 150: 1187-1188].
Il vantaggio dei sistemi BCI basati sulla P300 è di non richiedere nessun
addestramento iniziale da parte del soggetto. L’onda P300 compare ogniqualvolta
al soggetto è somministrato lo stimolo d’interesse. Comunque le caratteristiche,
del potenziale P300, possono variare con il tipo di stimolazione utilizzato
per evocarlo [Fabiani et al. (1987) Advances in psychophysiology 2: 1-78].
In questo studio, sono state utilizzate differenti modalità di stimolazione
per evocare la risposta P300, in particolare nella sperimentazione di sistemi
BCI basati su segnali P300 e sono stati valutati i risultati delle performance
on-line. Lo scopo finale è quello di esplorare questo paradigma sperimentale
al fine di controllare periferiche domotiche attraverso sistemi BCI [Cincotti et
al. (2008) Brain Research Bulletin 75: 796-803].
Materiali e metodi
Nello studio hanno preso parte otto soggetti (23-27 anni, 3 uomini, 5
donne) con nessuna esperienza precedente con sistemi BCI. Tutti i soggetti
avevano capacità visive integre o corrette attraverso l’utilizzo di lenti graduate.
Un soggetto era affetto da daltonismo. Durante ogni sessione BCI, per
ogni soggetto, è stato acquisito il segnale EEG, con frequenza di campionamento
di 250Hz mentre il software usato per ciascuna sessione BCI è il
BCI2000 [Schalk et al. (2004) IEEE Transactions on Biomedical Engineering
51: 1034-1043]. I dati sono stati memorizzati per una successiva analisi a
posteriori. Per somministrare gli stimoli vibrotattili ai soggetti è stato sviluppato
e integrato all’ambiente di lavoro BCI2000 un software per la gestione
del sistema hardware dei tactor (C-2 tactor; Engineering Acoustics, Inc).
Ogni soggetto ha partecipato a 5 sessioni di registrazioni della durata di
30 minuti l’una. Ogni sessione è composta di 4 run di 6 minuti ciascuno,
durante ogni sessione è stata usata una modalità di stimolazione diversa. Un
run è composto da 8 trial. Un trial è suddiviso in 3 fasi: presentazione del target,
stimolazione, presentazione del risultato. Durante la fase di presentazione,
è mostrato al soggetto lo stimolo su cui deve prestare attenzione.
Durante la fase di stimolazione il soggetto deve prestare attenzione all’occor-
120 2008

enza dello stimolo target e contare mentalmente quante volte esso è presentato
(lo stimolo target compare intervallato dagli stimoli non-target, ogni stimolo
è presentato 15 volte). La durata dello stimolo (192ms), il tempo tra uno
stimolo e il successivo (160ms) e il numero di volte in cui ciascuno stimolo è
presentato durante ciascun trial sono stati mantenuti costanti per tutti i tipi di
stimolazione. La fase di presentazione del risultato informa il soggetto del
risultato della classificazione. La percentuale di riconoscimento è stata calcolata
in base alla percentuale di trial in cui il risultato ottenuto era quello presentato
durante la fase di presentazione. La sperimentazione si è articolata in
4 sessioni, una per ogni modalità: oddball classico, visiva, audio e tattile. La
quinta sessione era composta di 4 run, uno per ogni modalità di stimolazione,
in cui sono state utilizzate le migliori caratteristiche di controllo trovate attraverso
l’analisi off-line dei dati relativi alle 4 sessioni precedenti.
Le modalità sono state implementate nel seguente modo. Durante la stimolazione
visiva, sono presentate al soggetto 8 differenti immagini, composte
da un cerchio nero al centro e un cerchio più piccolo rosso. Il cerchio rosso
occupa 8 diverse posizioni. Per la stimolazione audio sono stati somministrati
8 diversi stimoli (‘do’,‘re’,‘mi’,‘fa’,‘sol’,‘la’,‘si’ e ‘ut’); pronunciati attraverso un
sintetizzatore vocale con lo stesso tono e velocità. La stimolazione di tipo tattile
è stata somministrata attraverso 8 tactor posizionati in differenti siti della
mano e del polso (la frequenza di stimolazione è stata realizzata attraverso un
battimento centrato sui 250Hz). La condizione di controllo, ossia l’oddball
classico è stato realizzato attraverso la presentazione di un’immagine di un
cerchio rosso per lo stimolo non-target e di un quadrato blu per lo stimolo
target. L’estrazione delle migliori caratteristiche di controllo sui dati ottenuti
dalle prime 4 sessioni è avvenuta attraverso un tool in matlab che utilizza l’algoritmo
di discriminazione lineare Step-Wise (SWLDA).
Risultati
Le migliori performance di classificazione on-line sono state raggiunte da
tutti i soggetti con la modalità di stimolazione visiva (93% di media) mentre le
modalità di stimolazione audio e tattile mostrano percentuali di classificazione
corretta più basse (70% e 68% rispettivamente). Dall’analisi delle caratteristiche
del potenziale P300 evocato nelle tre diverse condizioni di stimolazione
emerge un aumento della latenza della componente principale P300
(sottocomponente P3a) nel caso in cui gli stimoli siano di tipo audio e tattile
(il picco si colloca circa 600ms dopo lo stimolo rispetto alla stimolazione di
tipo visivo (circa 400ms dopo lo stimolo). Nessun cambiamento evidente è
stato osservato nella topografia della componente principale P300 nelle
diverse modalità di stimolazione.
Discussione e conclusioni
Borse di studio
Questi risultati preliminari mostrano come nelle applicazioni BCI basate
su potenziale P300 possano essere usate diverse tipologie di stimolazione.
L’aumento della latenza della P300 osservata con la modalità di stimolazione
2008 121

Sezione II
audio e tattile può essere dovuta presumibilmente alla loro natura meno
intuitiva (facilità di riconoscimento del target) rispetto alla modalità di stimolazione
visiva. Le caratteristiche del potenziale P300 cambiano in funzione
della modalità di stimolazione, e questo rende necessario modificare i parametri
di controllo per le applicazioni BCI basate su questo tipo di potenziali
nel caso in cui si vogliano utilizzare diverse modalità di stimolazione. Il
potenziale evento correlato P300 può essere utilizzato come un efficiente
segnale di controllo per sistemi BCI. L’integrazione di sistemi BCI basati su
potenziali P300 con applicazioni domotiche potrebbe offrire l’opportunità di
accelerare il processo traslazionale dei sistemi di BCI dai laboratori di ricerca
a contesti clinici.
122 2008

Borse di studio
Biologia dell’autismo: ria di marcatori diagnostici
Laura Altieri
Introduzione
I disturbi dello spettro autistico (DSA) sono disturbi pervasivi del comportamento
che si manifestano prima del compimento del 3° anno di età. I
DSA vengono diagnosticati sulla base di diverse anomalie del comportamento,
come: scarsa interazione sociale, scarsa comunicazione, comportamenti
ripetitivi [Lord et al. (2000) J Autism Dev Disord 30(3): 205-223]. Studi
neuropatologici su cervelli post-mortem di soggetti autistici hanno rivelato
anomalie nell’organizzazione neuronale della corteccia cerebrale e un ridotto
numero di cellule del Purkinje nel cervelletto, suggerendo che un’alterata
maturazione neuronale e/o un’imperfetta organizzazione corticale possa svolgere
un ruolo nello sviluppo dei DSA [Bauman, Kemper (2003) Novartis
Found Symp 251: 112-122].
La precisa eziologia dell’autismo non è nota, ma si pensa che essa risulti
da una combinazione di fattori genetici, ambientali e immunologici (Persico,
Bourgeron (2006) Trends Neurosci 29(7): 349-358].
Studi genetici
Per comprendere meglio le modificazioni molecolari associate con i DSA,
abbiamo studiato il trascrittoma della corteccia temporale di cervelli postmortem
di soggetti autistici e lo abbiamo comparato con quello di controlli sani.
Questo studio è stato condotto mediante oligonucleotide DNA microarrays su
sei coppie autistico-controllo.
È stata analizzata l’espressione genica (circa 38.000 geni) di campioni di
tessuto cerebrale di sei pazienti autistici e sei controlli appaiati per sesso e per
età. Abbiamo identificato 152 geni differentemente espressi tra pazienti e controlli.
Tra questi, 130 mostravano aumentata espressione, mentre 22 diminuita
espressione nei cervelli dei soggetti autistici.
I risultati del nostro studio suggeriscono che:
1) nell’autismo, l’aumento della trascrizione è più frequente della downregolazione
della trascrizione;
2) il trascrittoma neocorticale dei soggetti autistici è collegato ad una
forte risposta immunitaria;
3) la trascrizione di geni correlati alla comunicazione cellulare, al differenziamento
e alla regolazione del ciclo cellulare è alterata, probabilmente in
una maniera dipendente dal sistema immunitario;
4) la variabilità nel trascrittoma è più elevata nei soggetti autistici che nei
controlli.
Inoltre questo studio supporta il coinvolgimento di MET, GAD1, GFAP,
RELN e altri geni nella patofisiologia dell’autismo.
2008 123

Sezione II
Studi biochimici
Poiché allo sviluppo dell’autismo sembrano concorrere fattori sia genetici
che ambientali, la nostra attenzione si è rivolta al gene codificante per PON1
(paraoxonasi1), che rappresenta un modello di interazione gene-ambiente.
PON1 viene rilasciata nella circolazione generale, dove adempie a numerose
funzioni di tipo protettivo nei confronti dello stress ossidativo. L’attività dell’enzima
PON1 esibisce una grande variabilità inter ed intra-etnica [Furlong
et al. (2000) Neurotoxicology 21: 91-100].
Gli obiettivi del nostro lavoro si sono focalizzati sui seguenti aspetti:
a) misurare i livelli di attività enzimatica della proteina PON1 (arilesterasica/diazoxonasica)
in una più ampia popolazione di pazienti appartenenti a
due differenti nazionalità (italiana e americana);
b) genotipizzare il campione per gli specifici polimorfismi PON C-108T e
PON Q192R, al fine di verificare l’esistenza di una correlazione tra livelli di
attività enzimatica e genotipo/aplotipo.
Materiali e metodi
Il nostro studio è stato condotto su una popolazione di 174 soggetti affetti
da disturbi dello spettro autistico (derivanti da 38 famiglie multiplex e 23
famiglie simplex), 175 familiari di primo grado (59 fratelli/sorelle non affetti,
57 padri, 59 madri) e 144 soggetti di controllo.
Gli SNPs (single nucleotide polymorphism) PON1 C-108T e Q192R sono
stati genotipizzati separatamente attraverso l’utilizzo della metodica di amplificazione
PCR e di digestione delle basi nucleotidiche.
Attività arilesterasica nell’intero campione – L’analisi dei livelli di attività
arilesterasica ha evidenziato che nei soggetti affetti da disturbi dello spettro
autistico i livelli di attività enzimatica risultano significativamente più bassi
rispetto a quelli calcolati nei controlli (p

Borse di studio
Discussione
In primo luogo, il nostro lavoro riporta una diminuzione statisticamente
significativa dei livelli di attività arilesterasica tra autistici e controlli. Tuttavia
tale diminuzione assume delle caratteristiche diverse nelle due popolazioni,
risultando molto più marcata nel campione italiano; il campione americano
presenta inoltre livelli enzimatici basali inferiori rispetto al campione italiano
(differenza che si rende evidente soprattutto nei controlli), indipendentemente
dallo status (autistici, controlli, siblings, genitori).
2008 125

Sezione II
L’oligomerizzazione dei mutanti SOD1 nel mitocondrio
di cellule motoneuronali induce danno mitocondriale
e tossicità cellulare
Ilaria Amori
Introduzione
La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una patologia neurodegenerativa
con esito fatale, che colpisce selettivamente i motoneuroni della corteccia e
del midollo spinale. La maggior parte dei pazienti SLA sono affetti da una
forma sporadica, anche se esiste una forma ereditaria della malattia che rappresenta
il 10% dei casi (SLA familiare, fSLA). La forma familiare prevalente,
circa il 20% dei casi, è caratterizzata da mutazioni nel gene sod1, che codifica
per l’enzima Superossido Dismutasi a rame e zinco (SOD1). La SOD1 è una
proteina omodimerica ubiquitaria presente prevalentemente nel citosol, ma
anche nel nucleo e nello spazio intermembrana dei mitocondri (IMS), coinvolta
nei processi di difesa dalle specie reattive dell’ossigeno (ROS). Più di 100
mutazioni della SOD1 sono responsabili della fSLA, e ciascuna di queste produce
effetti molto diversi sulla proteina. Un acquisto di funzione tossica, a
tutt’oggi sconosciuta, è probabilmente condiviso da tutti i mutanti.
La natura delle proprietà tossiche delle SOD1 mutate è ancora sconosciuta
[Cozzolino et al. (2008) Antioxid Redox Signal 10: 405-443], ma studi
recenti hanno messo in evidenza come le SOD1 mutate si accumulino all’interno
dei mitocondri, alterandone la funzionalità e inducendo la morte del
motoneurone.
Il meccanismo attraverso il quale la SOD1 entra all’interno del mitocondrio
è ancora parzialmente sconosciuto; numerose evidenze attribuiscono ai
residui di cisteina un possibile ruolo in questo fenomeno. Recentemente
abbiamo dimostrato che la rimozione della cisteina 111 dalle SOD1 mutate
riduce il loro accumulo all’interno del mitocondrio; questo effetto ha come
conseguenza un decremento della produzione di stress ossidativo e del danno
funzionale al mitocondrio, fenomeni che sono entrambi indotti quando le
SOD1 mutate sono sovraespresse nelle cellule [Ferri et al. (2006) Proc Natl
Acad Sci USA 103: 13860-13865]. Questa stessa cisteina dimostra di avere un
ruolo importante anche nei processi di aggregazione delle SOD1 mutate: la
sua rimozione, infatti, è in grado di aumentarne la solubilità, e questo risultato
è accompagnato da un complessivo miglioramento della vitalità cellulare
[Cozzolino et al. (2008) J Biol Chem 283: 866-874].
Obiettivi
Gli obiettivi del programma di ricerca sono stati, quindi, quelli di caratterizzare
il meccanismo grazie al quale la SOD1 entra all’interno del mitocondrio,
di analizzare la natura e la composizione degli aggregati di SOD1 intramitocondriali
e di determinare come questi causino disfunzioni mitocondriali.
126 2008

Borse di studio
Risultati
Per determinare se la localizzazione mitocondriale dei mutanti SOD1
(mutSOD1) fosse responsabile del danno mitocondriale e del conseguente
processo di morte cellulare, è stato deciso di produrre delle linee stabili di cellule
motoneuronali NSC34, dove l’accumulo della proteina SOD1 (wild-type e
G93A, un mutante associato alla fSLA tra i più utilizzati) nel mitocondrio è
stato ottenuto grazie ad una specifica sequenza di localizzazione per lo spazio
intermembrana dei mitocondri (IMS); per evitare effetti di adattamento
dovuti all’espressione costitutiva dei mutanti è stato scelto il sistema inducibile
Tet-ON, che permette l’espressione della proteina solo in presenza di un
induttore (doxiciclina).
Utilizzando queste SOD1 mitocondriali (mito-SOD1), è stato dimostrato
che l’espressione della mito-G93ASOD1 nel mitocondrio comporta notevoli
effetti sul metabolismo e sulla morfologia dei mitocondri, e complessivamente
sulla vitalità cellulare, a dimostrazione che la localizzazione mitocondriale è
sufficiente alle SOD1 mutate per indurre tossicità cellulare. Questi effetti sono
strettamente correlati con la formazione di aggregati insolubili ad alto peso
molecolare, stabilizzati attraverso la formazione di ponti disolfuro intercatena.
Quando overespressa nel mitocondrio, anche la wtSOD1 mostra un
certo grado di insolubilità, ossidazione e misfolding, come indicato dalla presenza
di specie ad alto peso molecolare disolfuro-mediate, che sono assenti in
cellule che overesprimono wtSOD1 citosolica. Questo risultato dimostra che
in particolari condizioni, la wtSOD1 si comporta analogamente ai mutanti
SOD1, suggerendo uno specifico contributo dell’ambiente mitocondriale al
fenomeno; conclusione in linea con la letteratura, che dimostra come la proteina
wild-type, in certi casi, possa acquisire proprietà che inducono la morte
cellulare attraverso fenomeni di ossidazione ed aggregazione tipici dei
mutanti SLA. Infine, la rimozione di tali aggregati attraverso l’eliminazione
delle cisteine reattive, è in grado di recuperare il normale metabolismo mitocondriale
e la vitalità delle cellule.
Conclusioni
Nel loro insieme, i risultati ottenuti indicano che l’alterazione della normale
conformazione e l’acquisizione di uno stato aggregato da parte delle
SOD1 mutate all’interno dei mitocondri rappresentano il determinante primario
della loro tossicità, e suggeriscono come un approccio terapeutico capace
di interferire con questo processo possa risultare benefico per la patologia.
2008 127

Sezione II
Individuazione di nuovi markers biologici per la diagnosi
precoce di patologie a progressione neurodegenerativa,
con particolare interesse alla Malattia di Parkinson
Alessia Autuori
Introduzione
La Malattia di Parkinson (PD) è una delle più rilevanti malattie neurodegenerative
e il più comune disturbo del movimento. Dal punto di vista neuropatologico,
è caratterizzata da perdita neuronale a livello della sostanza nera
(SN), in cui si verifica una degenerazione dei neuroni dopaminergici con
compromissione delle vie nigro-striatali. Oltre alla perdita neuronale sono
presenti, nella SN pars compacta i cosiddetti corpi di Lewy, inclusioni sferiche
ialine il cui principale componente è la proteina presinaptica a-sinucleina. La
correlazione tra la formazione dei corpi di Lewy e il processo neurodegenerativo
suggerisce che l’aggregazione dell’a-sinucleina sia un evento importante
durante la patogenesi della PD. Si ritiene che la diagnosi precoce di PD permetta
un trattamento farmacologico delle fasi iniziali del quadro clinico e
quindi migliori risposte terapeutiche.
Inoltre, studi clinici pubblicati hanno messo in evidenza che alcuni
markers liquorali possono essere utili per la diagnosi in fase precoce non solo
di PD ma anche di diverse forme di demenza. Il nostro studio è articolato in
una fase pre-clinica e in una clinica.
Metodi
Nella fase pre-clinica abbiamo impiegato due modelli sperimentali di PD
distinti. Il primo modello è costituito da animali a cui è stata praticata una
lesione della SN per via stereotassica, mediante iniezione della tossina 6-
idrossidopamina (6-OHDA) [Picconi et al. (2003) Nat Neurosci 6(5): 501-
506] e che presentano quindi denervazione dopaminergica della via nigrostriatale.
Il secondo è costituito da animali transgenici per la proteina a-
sinucleina umana troncata (1-120), che presentano un deficit dopaminergico
intrastriatale del 30% [Tofaris et al. (2006) J Neurosci 26(15): 3942-
3950].
Abbiamo preparato fettine cortico-striatali coronali (spessore 220 mm) sia
da ratti con lesione da 6-OHDA che da topi transgenici per l’a-sinucleina
umana troncata (1-120) e dai rispettivi animali di controllo, per mezzo di un
vibratromo. Ogni fettina è stata trasferita in una camera di registrazione e
sommersa in una soluzione fisiologica (Krebs) a flusso continuo e temperatura
costante (32-33°C), in cui gorgogliava una miscela gassosa
(95%O 2
/5%CO 2
). Abbiamo utilizzato la tecnica elettrofisiologica del patch
clamp per registrare correnti post sinaptiche eccitatorie (EPSC), mediante
l’uso di elettrodi bipolari posizionati a livello dell’interfaccia cortico-striatale,
da interneuroni colinergici.
128 2008

Borse di studio
Nella fase clinica, mediante metodica ELISA sono stati dosati markers
biologici quali Ab 1-42, proteina Tau, proteina Tau fosforilata nel liquor dei
pazienti affetti da PD e demenza.
Risultati
Fase sperimentale
In modelli animali per lo studio della PD, i meccanismi di memoria striatale
a lungo termine risultano alterati, infatti la stimolazione ad alta frequenza
(HFS) delle fibre corticostriatali induce LTP ed LTD nei neuroni principali
striatali in fettine di ratti di controllo ma non negli animali lesionati con
6-OHDA, a conferma che la completa perdita della funzione dopaminergica
altera significativamente tali forme di plasticità sinaptica.
Nel nostro modello, mentre la stimolazione ad alta frequenza delle fibre
corticostriatali produce una LTP degli interneuroni colinergici negli animali
sham operati, negli animali con lesione da 6-OHDA l’LTP è assente.
Inoltre, mentre la stimolazione, con protocollo HFS, dei neuroni principali
striatali di topi transgenici per l’a-sinucleina umana troncata (1-120) di
età superiore ai 3 mesi produce normale LTD, LTP e depotenziamento sinaptico,
negli interneuroni colinergici l’LTP è assente.
Fase clinica
Il dosaggio liquorale di Ab 1-42, proteina Tau, proteina Tau fosforilata in
pazienti con PD e demenza ha messo in evidenza che [Parnetti et al. (2008)
Biol Psychiatry 64(10): 850-855]:
– i pazienti con demenza a corpi di Lewy (DLB) hanno livelli medi di Ab
1-42 liquorale più bassi rispetto agli altri gruppi con una associazione negativa
con la durata della demenza;
– nei pazienti con DLB, i livelli liquorali di Tau totale sono significativamente
più bassi rispetto ai pazienti con demenza di Alzheimer (AD), ma due o
tre volte più alti rispetto ai pazienti con complesso Parkinson-demenza
(PDD), pazienti con PD o soggetti di controllo, con associazione positiva con
la gravità della demenza (valutata con MMSE e MODA);
– nei pazienti con PDD i livelli liquorali di Ab 1-42 e Tau totale sono
simili a quelli osservati nei pazienti con PD;
– la proteina Tau fosforilata mostrava un incremento significativo solo
nel gruppo di pazienti con AD.
2008 129

Sezione II
La valutazione della qualità della vita del traumatizzato
cranico: confronto tra la percezione del paziente
e del familiare (studio multicentrico internazionale)
Eva Azicnuda
Introduzione
Nell’ambito del Progetto QOLIBRI (Quality Of Life in Brain Injury
patients), studio multicentrico internazionale che vede coinvolti oltre 10 Paesi
di 8 lingue diverse, il presente studio si prefiggeva di approfondire la valutazione
della qualità di vita attraverso uno strumento costruito appositamente
per il familiare, che metta a confronto anche la qualità della vita percepita dal
caregiver e la correlazione con la gravità dei deficit cognitivo-comportamentali
del paziente secondo il giudizio del clinico (medico e/o psicologo). In particolare
tale strumento chiede al familiare di fornire un proprio giudizio sulla
soddisfazione e sul disagio percepito dal paziente e contestualmente di dare
una propria valutazione sullo stesso. La doppia versione dell’intervista al caregiver
mira ad indagare da un lato la consapevolezza del paziente e dall’altro il
possibile impatto dei disturbi di memoria del paziente nel riferire sulla soddisfazione
o disagio della propria qualità della vita.
Esempio:
Complessivamente, quanto
secondo lei suo/a …..
è soddisfatto/a della sua
condizione fisica?
E lei quanto è complessivamente
soddisfatto/a
della condizione fisica di
suo/a ……..
Per niente Poco Abbastanza Molto Moltissimo
L’attuale protocollo prevedeva inoltre la somministrazione di strumenti
che indagano la consapevolezza dei deficit del paziente, percepiti da se stesso
e dal relativo caregiver da correlare con i questionari sulla qualità della vita e
con il questionario sul reinserimento sociale del paziente.
Obiettivo principale: mettere a confronto le percezioni del paziente,
del familiare e del clinico, relativamente sia alla sfera della soddisfazione della
qualità della vita, indagata attraverso diverse aree (sociale, emotiva e motoria),
che a quella del disagio esperito, in conseguenza delle problematiche
residue del paziente e di correlare successivamente la suddetta qualità di vita
con il livello di consapevolezza sia del paziente che del relativo familiare.
Obiettivo secondario: stabilire un piano d’intervento riabilitativo individuale
mirato, interpretando le risposte al questionario e incentrandosi sugli
130 2008

aspetti che arrecano ancora disagio al paziente e a chi si prende cura di lui.
Ciò al fine di facilitare il reinserimento sociale, oltre che migliorare la qualità
di vita dell’intero nucleo familiare.
Soggetti e metodi
Borse di studio
Lo studio era rivolto a pazienti precedentemente ricoverati presso la Fondazione
Santa Lucia con diagnosi di trauma cranico codificato secondo la
classificazione ICD 10, arruolati secondo i seguenti criteri:
Criteri di inclusione:
• Dimissione dall’ospedale.
• Età: 18-60 alla data dell’intervista.
• Età minima dall’incidente: 15 anni.
• Diagnosi di trauma cranico effettuata da un medico e codificata
secondo la classificazione ICD-10.
• Periodo trascorso dall’incidente: da 3 mesi a 15 anni.
• Disponibilità al consenso informato.
Criteri di esclusione:
• Glasgow Outcome Scale-Extended ≤ 3 (GOS-E).
• Lesione midollare.
• Pazienti con rilevante storia psichiatrica.
• Presenza rilevante di dipendenza da sostanze.
• Incapacità a comprendere, cooperare e rispondere.
• Pazienti terminali.
Ai soggetti sono stati somministrati i seguenti test:
– Questionario sulla Qualità della Vita del traumatizzato cranico (QOLI-
BRI) [Truelle (2004) Eur J Neurol 11: 347] da somministrare al paziente e al
familiare.
– Community Integration Questionnaire (CIQ) [Willer et al. (1993) Journal
of Head Trauma Rehabilitation 8(2): 75-87].
– Patient Competency Rating Scale (PCRS-PRE: Versione per il paziente)
[Prigatano et al. (1986) Neuropsychological rehabilitation after brain injury.
Baltimore: Johns Hopkins University Press], in riferimento alla situazione pretraumatica.
– Patient Competency Rating Scale (PCRS-POST: Versione per il
paziente) [Prigatano et al. (1986) Neuropsychological rehabilitation after
brain injury. Baltimore: Johns Hopkins University Press], in riferimento alla
situazione post-traumatica.
– Patient Competency Rating Scale (PCRS-PRE: Versione per il familiare)
[Prigatano et al. (1986) Neuropsychological rehabilitation after brain
injury. Baltimore: Johns Hopkins University Press].
– Patient Competency Rating Scale (PCRS-POST: Versione per il fami-
2008 131

Sezione II
liare) [Prigatano et al. (1986) Neuropsychological rehabilitation after brain
injury. Baltimore: Johns Hopkins University Press].
– Awareness Questionnaire (AQ: forma per il paziente) [Sherer et al.
(1998) Brain Injury 12: 63-68].
– Awareness Questionnaire (AQ: forma per il familiare o altra persona
affettivamente rilevante) [Sherer et al. (1998) Brain Injury 12: 63.68].
Risultati preliminari
Sono stati spediti, via posta, 150 questionari a pazienti e relativi familiari.
L’analisi preliminare dei dati è stata fatta sui 63 attualmente disponibili.
L’analisi ha rilevato una concordanza tra la soddisfazione del paziente
giudicata dal caregiver e la soddisfazione del caregiver in merito alle medesime
aree d’indagine.
Nella tabella sottostante vengono riportate le percentuali di accordo/
disaccordo, raggruppate per aree, tra le risposte fornite dal caregiver alle 2
diverse versioni delle domande.
CAREGIVER vs CAREGIVER (n=63)
O. Globale A. Abilità mentali B. Emozioni e autostima
Accordo totale = 62,7%
Quasi-accordo = 33,6%
Disaccordo = 3,7%
Ottimismo = 0,5%
Pessimismo = 3,2%
Accordo totale = 74,6%
Quasi-accordo = 19,6%
Disaccordo = 5,8%
Ottimismo = 1,1%
Pessimismo = 4,7%
Accordo totale = 69,8%
Quasi-accordo = 26,6%
Disaccordo = 3,6%
Ottimismo = 2,0%
Pessimismo = 1,6%
C. Indipendenza e
abilità nella vita quotidiana Relazioni sociali Area della soddisfazione
Accordo totale = 79,0%
Quasi-accordo = 16,7%
Disaccordo = 4,3%
Ottimismo = 0,4%
Pessimismo = 3,9%
Accordo totale = 78,0%
Quasi-accordo = 17,9%
Disaccordo = 4,1%
Ottimismo = 0,5%
Pessimismo = 3,6%
Accordo totale = 72,1%
Quasi-accordo = 22,9%
Disaccordo = 4,3%
Ottimismo = 1,0%
Pessimismo = 3,3%
La tabella successiva mette invece a confronto le risposte fornite dal cargiver/paziente.
Dai dati emersi si può evincere come, mentre per la parte di confronto
(caregiver/caregiver) tra le risposte del caregiver nella doppia versione della
domanda c’è un maggiore accordo tra il giudizio della qualità della vita del
paziente come auto-percepita rispetto a quella percepita dal familiare, quando
si mettono a confronto caregiver/paziente, la differenza aumenta, come se nel
primo caso un “ drag effect ”condizionasse la risposta alla seconda domanda,
ciò che invece non avviene nel secondo caso (paziente/caregiver).
132 2008

Borse di studio
Dove compare un disaccordo tra caregiver e paziente, tale disaccordo è
invece sempre orientato al pessimismo da parte del familiare.
Dall’analisi preliminare inoltre il disaccordo (differenza QOLIBRI
paziente/familiare) sembra correlare con alcuni indicatori di gravità di “ malattia
” e cioè con la GOS-E, la durata del coma e l’Amnesia Post-Traumatica.
CAREGIVER vs PATIENT (n=55)
Condizioni fisiche Memoria e concentrazione Sentimenti emozioni
Accordo totale = 36,4%
Quasi-accordo = 41,8%
Disaccordo = 21,8%
Ottimismo = 1,8%
Pessimismo = 20,0%
Accordo totale = 38,2%
Quasi-accordo = 41,8%
Disaccordo = 20,0%
Ottimismo = 1,8%
Pessimismo = 18,2%
Accordo totale = 27,3%
Quasi-accordo = 43,6%
Disaccordo = 29,1%
Ottimismo = 5,5%
Pessimismo = 23,6%
Attività della vita quotidiana Vita personale e sociale Prospettive future
Accordo totale = 40,0%
Quasi-accordo = 41,8%
Disaccordo = 18,2%
Ottimismo = 1,8%
Pessimismo = 16,4%
Accordo totale = 30,1%
Quasi-accordo = 43,6%
Disaccordo = 25,5%
Ottimismo = 1,8%
Pessimismo = 23,7%
Accordo totale = 25,5%
Quasi-accordo = 41,8%
Disaccordo = 32,7%
Ottimismo = 5,4%
Pessimismo = 27,3%
Conclusioni
La scala QOLIBRI potrebbe diventare un criterio specifico per la valutazione
del grado di soddisfazione o di disagio dei pazienti a seguito di un
trauma cranico. Lo studio sulla qualità della vita dei pazienti fornita dal caregivers
potrebbe fornire ulteriori ed interessanti spunti di analisi sulla qualità
di vita del paziente, soprattutto nei casi con persistenti disturbi della consapevolezza
e di memoria.
2008 133

Sezione II
Ruolo delle tecniche avanzate di RM strutturale
e funzionale nel riconoscimento tempestivo
delle due principali forme di demenza degenerativa:
malattia di Alzheimer e demenza a corpi di Lewy
Barbara Basile
Introduzione
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. La demenza a Corpi di Lewy (DLB)
costituisce un’entità nosologica ben caratterizzata di demenza associata a
parkinsonismo con cui condivide il danno patologico elementare, oltre
ad una serie di caratteristiche cliniche e psicometriche. D’altra parte si
assiste a una sovrastima della frequenza di AD, riportata al 76% [Barker et
al. (2002) Alzheimer Dis Assoc Disord 16: 203-212], suggerendo che un considerevole
numero di pazienti affetti da altre forme di demenza, tra
cui DLB, sia stato mis-diagnosticato come affetto da AD. Attualmente, il
‘neuroimaging’ e la neuropsicologia ricoprono un ruolo centrale, specialmente
nelle fasi precoci di malattia, per la formulazione di una diagnosi
definitiva.
Precedenti studi di Risonanza magnetica (RM) convenzionale risultano
di difficile interpretazione. D’altro canto studi funzionali con metodica
SPECT, PET e fMRI (RM funzionale) hanno fornito informazioni più specifiche
per la diagnosi di DLB, mostrando alterazioni caratteristiche a carico
dei lobi occipitali [Okamura et al. (2001) Prog Neuropsychopharmacol Biol
Psychiatry 25: 447-456; Higuchi et al. (2000) Exp Neurol 162: 247-256] e dei
gangli della base [Hisanaga et al. (2001) J Neurol 248: 905-906]. Infine, una
serie di nuove tecniche strutturali quantitative [e.g. ‘Diffusion tensor Imaging’
(DTI); ‘Voxel based Morphometry’ (VBM); ‘1H-MR-Spectroscopy’]
hanno permesso di caratterizzare non solo il danno tissutale cerebrale
macroscopico (atrofia), ma anche quello microscopico, fornendo ulteriori
informazioni sul processo neurodegenerativo.
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.
Il presente lavoro ha investigato, mediante tecniche avanzate di RM,
alterazioni strutturali e funzionali specifiche per le due principali forme di
demenza degenerativa: DLB e AD. A tal fine sono state utilizzate le seguenti
tecniche avanzate di RM: VBM, DTI e DTI based tractography, 1H-MR-
Spectroscopy; fMRI.
134 2008

Borse di studio
Metodo
Ad oggi, sono stati sottoposti al protocollo 10 pazienti con LBD, 11
pazienti AD e 8 individui sani di controllo. Nello studio funzionale tre condizioni
di stimolazione sono state presentate in blocchi di 43 secondi con lo
scopo di valutare la reattività delle aree visive nei pazienti. Tutti i soggetti
sono, inoltre, stati sottoposti alle sequenze strutturali indicate.
Risultati
Il gruppo di pazienti LBD ha mostrato un chiaro deficit comportamentale
nell’esecuzione del compito richiesto. Inoltre, anche i dati fMRI, hanno evidenziato
una dissociazione fra i pazienti LBD, i pazienti AD e i sani. I pazienti
LBD non mostrano nessuna attivazione consistente in aree extrastriate, che
tipicamente dovrebbero rispondere a stimoli in movimento, come anche confermato
dagli AD e dai sani. L’analisi delle sequenze strutturali è in corso di
svolgimento.
Conclusioni
In via preliminare, è possibile rilevare alcune differenze sia di tipo comportamentale
che neuronale tra i gruppi esaminati.
In futuro si prevede di ampliare la numerosità dei tre campioni,
approfondendo le differenze dal punto di vista strutturale.
2008 135

Sezione II
Segnale BOLD in immagini di ampiezza e fase:
studi integrati con tecniche venografiche e mappe in T2*
Valentina Brainovich
Introduzione
Con il termine BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) [Ogawa et al.
(1990) Proc Natl Acad Sci USA 87: 9868-9872] si indica il segnale che viene largamente
impiegato negli studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI) per
esaminare il funzionamento cerebrale in maniera non invasiva. Le variazioni
dello stato di ossigenazione del sangue, che seguono l’attività neurale, corrispondono
a variazioni del campo magnetico locale generate dai cambiamenti
delle proprietà magnetiche dell’emoglobina: con la risonanza magnetica funzionale
tali cambiamenti vengono tradotti in immagini registrate nel tempo,
in correlazione con stimoli opportunamente costruiti. L’analisi statistica dei
corsi temporali del segnale in ciascun voxel permette di ricavare immagini di
“ attivazione cerebrale ”. Per quanto tale metodologia sia alla base della maggior
parte degli studi fMRI, nondimeno necessita di approfondimenti teorici e
pratici per aumentarne la specificità spaziale (limitata dal contributo aspecifico
dei vasi drenanti) e migliorarne la riproducibilità delle attivazioni (che,
nelle convenzionali metodologie di acquisizione a singolo tempo di echo (TE),
è limitata dalla variabilità del T2*).
Il segnale che fisicamente viene acquisito nella risonanza magnetica
permette di realizzare immagini di ampiezza e di fase. La maggior parte
degli studi fMRI ottengono una misura statistica dell’attivazione funzionale
sulla base degli andamenti temporali del segnale delle immagini di
ampiezza [Bandettini et al. (1993) Magn Reson Med 30: 161-173]: in questa
maniera metà dell’informazione contenuta nel segnale acquisito viene scartata.
Recentemente sono stati proposti alcuni studi funzionali in cui viene
modellato non solo il segnale delle immagini di ampiezza ma anche quello
delle immagini di fase [Menon (2002) Magn Reson Med 47: 1-9; Rowe,
Logan (2005) NeuroImage 24: 603-606; Tomasi et al. (2007) J Cereb Blood
Flow Metab 27: 33-42]; infatti, poiché i voxels contenenti vasi venosi di
grandi dimensioni mostrano cambiamenti di segnale correlati col task funzionale
sia in ampiezza che in fase, la fase stessa può essere impiegata per
migliorare la specificità spaziale della mappe di attivazione BOLD, minimizzando
il contributo aspecifico di attivazione dei vasi drenanti. Inoltre, poiché
l’effetto in fase all’interno e intorno i macrovasi è notoriamente conosciuto
e modellizzato [Ogawa et al. (1993) Biophys J 64: 803-812], l’informazione
di fase può essere impiegata per ottenere maschere di fase da applicare
sulle immagini di ampiezza ed evidenziare i vasi venosi senza la somministrazione
di liquidi di contrasto; tale metodologia, nota col nome di
Venografia [Reichenbach et al. (1998) Biol Phys and Med 6: 62-69], beneficia
dell’acquisizione di dati a diversi tempi di echo (mediante sequenze multiecho)
e dell’impiego di filtri ottimizzati [Brainovich et al. (2009) Magn
Reson Imaging 27: 23-37].
136 2008

L’impiego di sequenze multi-echo offre vantaggi anche in fMRI perché
permette di realizzare mappe quantitative della costante T2* che, in studi
effettuati con campi magnetici di 1.5T, hanno mostrato una maggior specificità
spaziale rispetto alle convenzionali immagini acquisite al singolo TE
[Hagberg et al. (2003) Magn Reson Imaging 21: 1241-1249].
L’obiettivo del progetto è stata l’analisi delle immagini BOLD con tecniche
innovative che hanno compreso: l’analisi temporale del segnale sia in
ampiezza che in fase, la realizzazione di mappe venografiche ad alta risoluzione
e l’acquisizione di dati a diversi TE per lo studio delle mappe quantitative
in T2* e il confronto con i dati a singolo eco, acquisiti per un campo
magnetico di 3T.
Materiali e metodi
Borse di studio
Lo studio è stato eseguito nel tomografo Allegra Siemens a 3T su un
gruppo di 16 soggetti giovani (22-30 anni), sani e destrimani. Sequenze multiecho
Gradient Echo bi- e tri- dimensionali sono state impiegate per acquisire
rispettivamente dati funzionali (4 tempi di echo: TE=16,39,62,85 ms) e dati
venografici (2 tempi di echo: TE=21,32 ms), conservando in entrambi i casi
l’informazione di fase del segnale. I volontari hanno eseguito un finger tapping
alla frequenza di 1.7Hz, con disegno a blocchi. Le immagini di fase sono state
filtrate in Matlab (Mathworks Inc, Natick, MA) con l’applicazione di finestre
Hamming ottimizzate per rimuovere gli effetti indesiderati delle disomogeneità
di campo magnetico e al contempo preservare l’informazione di
fase di interesse, ovvero quella relazionata al contributo dei macrovasi. L’analisi
funzionale è stata condotta mediante l’impiego del software SPM2
(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm2). Mappe quantitative del T2* sono state calcolate
mediante un algoritmo numerico (NumART2*, NUMerical Algorithm
for Real-time T2*mapping) [Hagberg et al. (2002) Magn Reson Med 48: 877-
882] che combina linearmente le immagini acquisite ai diversi TE. Immagini
venografiche sono state realizzate mediante proiezioni di minima intensità
eseguite su spessori di volume cerebrale costituiti da immagini di ampiezza
del segnale moltiplicate con maschere di fase ottenute con filtri ottimizzati
per enfatizzare il contrasto dei macrovasi venosi [Brainovich et al. (2009)
Magn Reson Imaging 27: 23-37].
Risultati e conclusioni
L’applicazione di finestre Hamming 32 × 32 nello studio funzionale
(con risoluzione 3 × 3 × 4 mm in matrici 64 × 64) e 64 × 64 nello studio
venografico (con risoluzione 0.5 × 0.5 × 1mm in matrici 320 × 320) ha permesso
l’analisi delle immagini di fase mirata all’esame della componente
macrovascolare.
Voxel caratterizzati da risposta in fase stimolo correlata hanno mostrato
una distribuzione spaziale e un comportamento temporale, al variare del TE
di acquisizione, compatibili con l’ipotesi di voxel costituiti prevalentemente
da componente macrovascolare mentre voxel caratterizzati da risposta in
2008 137

Sezione II
fase mediamente nulla sono stati attribuiti alla componente di natura
microvascolare.
Il confronto tra l’analisi funzionale eseguita sulle convenzionali immagini
a singolo tempo di echo e sulle mappe quantitative in T2* ha mostrato come
l’impiego di un campo magnetico di 3T sembra non offrire vantaggi così evidenti
come quelli trovati in passato a 1.5T, probabilmente per la diversa
dipendenza dell’effetto BOLD attorno i vasi venosi, nota essere lineare per vasi
di grandi dimensioni e quadratica per vasi di piccole dimensioni [Ogawa et al.
(1993) Biophys J 64: 803-812; Gati et al. (1997) Magn Reson Med 38: 296-302].
Le immagini venografiche, realizzate su spessori paragonabili a quelli
delle acquisizioni funzionali, hanno permesso di visualizzare vasi venosi con
diametri dell’ordine dei 500 mm e potranno essere in futuro utilizzate in combinazione
con studi funzionali acquisiti anch’essi ad alta risoluzione.
138 2008

Borse di studio
Studio funzionale dei recettori ionotropici
in modelli murini di patologie neurodegenerative
Irene Carunchio
Introduzione
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una patologia neurodegenerativa
caratterizzata da una progressiva degenerazione dei motoneuroni, sia
nella corteccia cerebrale, sia nelle corna anteriori del midollo spinale e nel
tronco cerebrale. L’eziologia di questa malattia è ancora sconosciuta anche
se, nel 10% dei casi è stata riscontrata una familiarità (fSLA). Grazie alla
scoperta di un’alterazione genetica della sequenza che codifica l’enzima
rame-zinco superossido dismutasi (SOD1) in circa il 5% dei casi di fSLA, è
stato possibile creare un modello murino di questa patologia, caratterizzato
dalla sovraespressione della SOD1 umana mutata per sostituzione di una
glicina con un’alanina nella posizione 93 (G93A). Oltre ad un alterato metabolismo
ossidativo, è stato ipotizzato che nella SLA si verifichino fenomeni
di eccito tossicità.
Il glutammato, il principale neurotrasmettitore eccitatorio del sistema
nervoso centrale, potrebbe diventare tossico per i neuroni a causa di disfunzioni
dei suoi trasportatori, deputati al controllo della sua concentrazione a
livello della fessura sinaptica, o dei suoi recettori, responsabili della traduzione
del segnale al neurone postsinaptico [Rattray, Bendotti (2006) Exp Neurol
201: 15-23].
In particolare, nella patogenesi della SLA è stato ipotizzato il coinvolgimento
dei recettori ionotropici, ovvero recettori che a seguito del legame con
il loro agonista, subiscono una modificazione conformazionale tale da permettere
l’ingresso nella cellula di cationi di sodio, potassio e calcio. Questi
recettori sono classificati, in base ai loro agonisti, come recettori AMPA
(acido a-amino-3-idrossi-5-metil-4-isoxazol propionico), recettori NMDA (Nmetil-D-aspartato)
e recettori kainato (KA).
Poiché è stata già riportata un’alterazione strutturale [Spalloni et al.
(2004) Neurobiol Dis 15: 340-350] e funzionale [Pieri et al. (2003) Neuroscience
122: 47-58] dei recettori AMPA nei motoneuroni G93A, e poiché è
stato ipotizzato il coinvolgimento della corteccia motoria nella patogenesi
della SLA, obiettivo del nostro studio è stata la valutazione dell’espressione e
della funzionalità di tali recettori sulla membrana di neuroni corticali di topo
di controllo, SOD1 e G93A, in coltura primaria.
Materiali e metodi
I dati riportati sono stati ottenuti con esperimenti eseguiti su neuroni corticali
di topo C57BL/6J (controllo), topo G93A (che sovraesprime la SOD1
umana mutata in posizione 93) e topo SOD1 (che sovraesprimono la SOD1
umana wild type) in coltura primaria [Carunchio et al. (2007) Epilepsia 48:
654-662]. Dal 7° e fino al 12° giorno in coltura (DIV, days in vitro) sono state
2008 139

Sezione II
eseguite registrazioni elettrofisiologiche applicando la tecnica del patch clamp
in configurazione whole cell. Sono state eseguite registrazioni in voltage
clamp al fine di misurare le correnti indotte dall’attivazione dei recettori
AMPA/Kainato del glutammato. Le soluzioni di controllo e quelle contenenti
Kainato (5-500 mM) sono state applicate con un sistema di perfusione a
caduta, posizionato in prossimità dalla cellula che si stava registrando (SF-
77B, Warner Instruments). Le registrazioni sono state ottenute con un amplificatore
Axon (Axopatch 200B), digitalizzate a 50 KHz e filtrate a 3KHz.
Sulle tracce di corrente ottenute dalle registrazioni elettrofisiologiche è
stata inoltre effettuata l’analisi del rumore.
Utilizzando un programma da noi elaborato in collaborazione con la
facoltà di Ingegneria dell’Università di Roma Tor Vergata, per il software
Matlab 13, è stata analizzata la densità spettrale delle singole tracce ottenute
applicando diverse concentrazioni di Kainato ai neuroni registrati. Approssimando
con due equazioni Lorenziane l’andamento dei valori di densità spettrale
in funzione della frequenza del segnale, sono stati ottenuti dei valori,
detti di cut-off e cut-on, che sono stati utilizzati per calcolare la varianza.
Per stimare la conduttanza del singolo canale e il numero totale di canali,
per ogni neurone è stata analizzata la relazione tra la varianza e la corrente
evocata ed è stata approssimata con l’equazione: Var(t)= iI(t)- I(t) 2 /N dove i è
la corrente di singolo canale, I(t) è la corrente totale media evocata da una
data concentrazione di Kainato e N è il numero totale di canali espresso dal
neurone analizzato.
Da questa equazione è stato ottenuto il numero di canali espressi dalla
cellula e la corrente attribuibile all’attivazione del singolo recettore AMPA/KA.
La conduttanza di singolo canale è stata calcolata dividendo la corrente di
singolo canale (i) per il potenziale di membrana (-60 mV).
I risultati ottenuti nelle tre popolazioni sono stati confrontati applicando
il test statistico dell’ANOVA e sono stati considerati significativamente diversi
per valori di p

nei neuroni corticali SOD1 (12.1 ± 7.42 pA/pF) rispetto a quelli di controllo
(20.78 ± 8.48 pA/pF) e ai G93A (23.18 ± 7.86 pA/pF).
Sulle tracce ottenute nelle tre popolazioni è stata effettuata l’analisi del
rumore da cui è risultato che il numero dei canali espressi sulla membrana
dei neuroni corticali SOD1 (17386.23 ± 9189.84) è significativamente
(p0.05) nelle tre popolazioni (Controlli 0.72 ± 0.32 pS; SOD1 0.7 ±
0.33 pS; G93A 0.91 ± 0.32 pS).
Conclusioni
Borse di studio
La minore densità di corrente registrata nei neuroni corticali SOD1
rispetto ai controlli e ai G93A è in accordo con la minore affinità di legame
del recettore AMPA per il loro agonista.
Inoltre la minor densità di corrente, ovvero il minor numero di recettori
espressi sulla membrana dei SOD1 rispetto ai controlli e ai G93A, è confermata
dai risultati ottenuti dall’analisi del rumore.
Questi dati suggeriscono che la sovraespressione della SOD1 umana
modifica la funzionalità e l’espressione dei recettori AMPA e questo potrebbe
giustificare la maggiore protezione dei neuroni SOD1 dalla tossicità da glutammato
precedentemente riportata in letteratura [Lavkovitz et al. (1999) J
Neurosci 19: 10977-10984].
2008 141

Sezione II
Studio della risposta immunitaria in pazienti
affetti da Guillain-Barré Sindrome
Maria Teresa Cencioni
Introduzione
La sindrome di Guillain-Barré (GBS) è riconosciuta come una neuropatia
immuno-mediata ed è frequentemente preceduta da malattie infettive. Il
microrganismo più comunemente identificato è il patogeno enterico Campilobacter
jejuni (Cj). Nel siero della maggior parte dei pazienti con GBS associata
ad infezione da Cj sono presenti anticorpi antiganglioside.
Recenti studi hanno mostrato una forte correlazione tra anticorpi-antiganglioside
e differenti varianti di GBS. Anticorpi anti-GM1, anti-GD1a, anti-
GM1, anti-GalNAc-GD1a e anti-GM1b sono associati con varianti motorie
assonali di GBS mentre anticorpi anti-GQ1b sono stati trovati in più dell’85%
di pazienti con Miller Fischer. Anticorpi anti-ganglioside esercitano un effetto
sulle giunzioni neuromuscolari e sono pertanto considerati come immunoeffettori
in questi disordini neurologici. Il core oligosaccaridico del lipopolisaccaride
Cj contiene strutture simili al ganglioside e anticorpi antiganglioside
di pazienti con GBS cross reagiscono con il lipopolisaccaride del Campilobacter.
Questi risultati suggeriscono che anticorpi antiganglioside presenti
in pazienti con neuropatie e positivi al Cj siano prodotti da un meccanismo
di mimetismo molecolare in cui anticorpi prodotti contro il lipopolisaccaride
del Campilobacter riconoscono epitopi di gangliosidi del sistema nervoso
periferico. È noto che l’attivazione delle plasmacellule e il loro switching anticorpale
in seguito ad attivazione antigenica implica il coinvolgimento di cellule
T.
Lo scopo del nostro studio è stato quello di caratterizzare la risposta T in
pazienti con GBS. Inoltre diverse evidenze sperimentali fanno pensare che
oltre alla componente lipidica anche quella proteica ha un ruolo importante
nella risposta immune al Cj. La flagellina, componente principale del flagello
e ligando del TLR5, regola negativamente la produzione di citochine antiinfiammatorie
(IL-10) e induce in alcune popolazioni di cellule monocitarie la
produzione di TNF-a.
I Toll-like receptors (TLR) espressi dalle cellule dell’immunità innata svolgono
un ruolo centrale nella risposta immune contro patogeni. L’attivazione
dei TLR induce il rilascio di fattori pro ed anti-infiammatori durante una
risposta immune ad un infezione microbica necessari a limitare il danno tissutale.
Tra i fattori rilasciati, l’interleuchina 12, il TNF-a e l’IL-6 pro-infiammatori
e l’interleuchina 10 anti-infiammatoria sono conosciute avere un ruolo
predominante. Esperimenti in vitro ed in vivo evidenziano che la stimolazione
con la flagellina inibisce rilascio di interleuchina 10 sia a livello di proteina
che di mRNA ed un aumento di interleuchina 12, IL-6 e TNF-a. Mentre l’IL-12
è richiesta per la resistenza contro infezioni da parassiti e batteri inducendo
una risposta Th1 e la sua persistenza ad alte dosi induce autoimmunità, l’IL-
10 limita l’intensità della risposta infiammatoria riducendo il danno tissutale.
142 2008

Borse di studio
Pertanto la produzione di IL-10 ed IL-12 in risposta a ligandi per i TLR determina
non solo l’inizio e l’amplificazione ma anche la durata ed il termine
della risposta immune contro patogeni.
Materiale e metodi
Preparazione di cellule umane e maturazione di dendritiche immature
derivate da monociti
PBMC sono stati isolati per centrifugazione su gradiente di Ficoll. Sono
stati sottoposti a due lavaggi con PBS 1x e risospesi in RPMI con 10% di
Human siero (Cambrex), 2 mM di L-glutammina,100U/ml di penicillina e
100ug/ml di streptomicina (Life Technologies, Grand Island, NY). Le cellule
così ottenute sono state lavate con PBS e sospese in 1ml di RPMI senza siero,
alla concentrazione di 5 milioni di cellule per ml. Sono state piastrate in piastre
da 6 wells e tenute in incubatore per 1h in modo da consentire l’adesione
dei monociti. Successivamente le cellule in sospensione sono state rimosse
con diversi lavaggi in PBS e risospese in terreno completo alla concentrazione
di 1milione per ml e tenute in incubatore. I monociti sono stati coltivati in
RPMI con 10% di Human siero (Cambrex), 2 mM di L-glutammina, 100U/ml
di penicillina e 100ug/ml di streptomicina (Life Technologies, Grand Island,
NY) con l’aggiunta di 50ng/ml di GM-CSF e 100ng/ml di IL-4. Le citochine
sono state di nuovo aggiunte alla stessa concentrazione a due giorni di
distanza. Il differenziamento dei monociti in dendritiche immature è stato
seguito nell’espressione di marker di superficie. I monociti sono stati marcati
per CD1a, CD1b, CD1c, CD14, CD86, MHCII, MHCI e CD83 (tutti gli anticorpi
utilizzati sono della BD, Pharmigen, San Diego, CA). Durante il differenziamento
i monociti down regolano il CD14 ed esprimono recettori CD1 necessari
per la presentazione lipidica inoltre mostrano un’attivazione dei recettori
costimolatori CD83 e CD86. Queste cellule possono captare l’antigene lipidico
legandolo direttamente ai recettori CD1 che lo internalizzano per un eventuale
processamento intracellulare. Il quarto giorno le dendritiche immature
così ottenute sono state staccate utilizzando PBS ed EDTA e marcate con anti-
CD86, anti-CD83, anti-CD1a, anti-CD1b, anti-CD1c, anti-CD14, anti-MHCI e
anti-HLA-DR in PBS per 10 minuti in ghiaccio. Successivamente sono state
sottoposte ad un lavaggio con PBS, fissate con Formaldeide al 2% e acquisite
al FACS Calibur (BD, San Diego, CA). Il 90% delle cellule perde l’espressione
del CD14 e risulta CD1a, CD1b e CD1c positivo. Si osserva un incremento nell’espressione
dell’MHC di classe I e di classe II e dei corecettori CD86 e CD83.
Elisa
Le dendritiche immature sono state piastrate in piastre da 96 wells alla
concentrazione di 30.000 cells/wells e pulsate per 1h con LPS 19N, LPS 19V,
LPS HS2, i gangliosidi GM1a e CD1a alle concentrazioni di 5 e 10ug/ml e la
flagellino alla concentrazione di 1 ug/ml. Successivamente le cellule sono state
lavate e coltivate con linfociti autologhi in rapporto di 1 a 4 e mantenuti alla
temperatura di 37°. A 24h e 48h il surnatante è stato raccolto ed analizzata la
presenza di IFNg e TNFa con tecnica ELISA. Anticorpi per IFNg e TNFa sono
2008 143

Sezione II
stati forniti dalla Pharmigen mentre sono state usate piastre per Elisa ad alto
assorbimento (NUNC Maxisorb; Nunc Maxi, Roskilde, Denmark).
Caratterizzazione fenotipica di cellule T CD1c ristrette
Dendritiche ottenute da monociti del sangue periferico di pazienti GBS
sono state pulsate con l’estratto di LPS e con i gangliosidi GDIa e GD1b per
un’ora e messe in coltura con linfociti autologhi. A 24h dallo stimolo il surnatante
è stato recuperato ed analizzato per il rilascio di TNFa. I linfociti proliferanti
sono stati sottoposti a tre cicli di stimolazione con lo stesso antigene
lipidico utilizzando dendritiche autologhe allo scopo di ottenere una linea
specifica. Prima della terza stimolazione i linfociti sono stati marcati con il
CFDA (colorante di membrana) allo scopo di selezionare le popolazioni proliferanti.
Al quinto giorno dalla stimolazione i linfociti sono stati caratterizzati
fenotipicamente attraverso una marcatura citofluorimetrica utilizzando anticorpi
anti-CD4, anti-CD8, anti-CD3, anti-CD27. Per individuare il recettore
CD1 coinvolto nella presentazione antigenica le linee ottenute sono state coltivate
con linfoblasti trasfettati con recettori CD1 precedentemente pulsati con
antigeni lipidici e sottoposte ad un intracellular staining per il rilascio di
IFNg.
Conclusioni
I dati ottenuti avvalorano la nostra ipotesi di un coinvolgimento della
risposta T in queste neuropatie e che la stimolazione B non sia sufficiente per
l’insorgenza della malattia. Si osserva rilascio di citochine pro-infiammatorie
da parte di linfociti T dopo stimolazione con antigeni lipidici del lipooligosaccaride
di Cj nei pazienti GBS con precedente infezione da Cj. Inoltre si
osserva la stessa risposta ad antigeni gangliosidici avvalorando l’ipotesi dell’esistenza
di un mimetismo molecolare tra la struttura del lipooligosaccaride
del Cj ed i gangliosidi. Si osserva una correlazione tra la risposta T ai gangliosidi
e la risposta anticorpale ai gangliosidi. Inoltre le linee che rispondono ai
gangliosidi sono CD1c ristrette e sono CD3+CD8+CD27+. Si osserva un effetto
costimolatorio da parte della flagellina. Il rilascio di citochine pro-infiammatorie
a LPS è molto più consistente paragonata a quella della flagellina ma la
reazione costimolatoria è sufficiente a scatenare una risposta immune più
pronunciata.
144 2008

Borse di studio
Integrazione fra neuroimmagini e dati neuropsicologici
nelle interrelazioni cerebro-cerebellari
Silvia Clausi
Introduzione e obiettivi
Precedenti studi comportamentali hanno descritto disfunzioni cognitive
selettive in pazienti con lesioni cerebellari [Hokkanen et al. (2006) Eur J Neurology
13: 161-170; Molinari et al. (2004) J Neurol Neurosurg Psychiatry 75:
235-240; Leggio et al. (2000) J Neurol Neurosurg Psychiatry 69: 102-106]. Questi
dati hanno trovato supporto in indagini di RMN funzionale (fRMN) in cui
è stato dimostrato in soggetti sani il diretto coinvolgimento del cervelletto in
prove che indagano funzioni cognitive specifiche [Chen, Desmond (2005)
Neuroimage 24: 332-338; Menghini et al. (2006) Neuroimage 33: 1218-1226].
Tuttavia, nonostante le numerose evidenze di interazioni funzionali tra cervelletto
e neocorteccia, l’esatto meccanismo di queste interazioni rimane oggetto
di un ampio dibattito.
Vari autori hanno evidenziato che il cervelletto ha una struttura estremamente
regolare, in cui la specificità funzionale dei diversi canali cortico-cerebellari
è data dalla specificità delle connessioni afferenti ed efferenti con le
diverse aree corticali [Middleton, Strick (2000) Brain Cogn 42: 183-200; Ito
(2006) Progress in Neurobiology 78: 272-303]. Questa caratteristica peculiare
dell’organizzazione cerebellare rende parzialmente inadatta ad una maggiore
comprensione delle funzioni del cervelletto sia la sola analisi volumetrica
della lesione sia una sua definizione di sede che faccia riferimento alla parcellizzazione
delle regioni cerebellari in base ai territori vascolari [Schmahmann,
Sherman (1998) Brain 121: 561-579] o ai lobi [Pierson et al. (2002) Neuroimage
17: 61-76).
Sulla base di tali premesse, scopo del presente progetto era quello di identificare
la presenza di deficit cognitivi specifici in relazione a specifiche aree
cerebellari lesionate, con l’obiettivo di consentire una più chiara interpretazione
dei dati strutturali e funzionali relativi alle interazioni cerebello-corticali
presenti in letteratura.
Materiali e metodi
In una prima fase dello studio è stata costruita una mappa dei lobuli cerebellari
su un template standard dell’encefalo facente riferimento alle coordinate
di Talairach-Tournoux [1988], con l’ausilio di MRIcro [http://www.
cla.sc.edu/psyc/rorden/mricro.html]. Per l’identificazione delle fissure, usate
come punti di repere, e dei singoli lobuli si è fatto riferimento all’atlante del
cervelletto di Schmahmann et al. [2000]. Mentre per l’identificazione dei
nuclei cerebellari coinvolti si è fatto riferimento all’atlante di Dimitrova et al.
[2002].
Nella ricerca sono stati inseriti due gruppi sperimentali: un gruppo composto
da 7 soggetti con lesione focale localizzata nell’emisfero cerebellare
2008 145

Sezione II
destro ed un gruppo di 7 soggetti con lesione focale localizzata nell’emisfero
cerebellare sinistro. Il gruppo di controllo era costituito da soggetti sani con
età e scolarità comparabili a quelle dei soggetti appartenenti ai gruppi sperimentali.
Ciascun soggetto è stato sottoposto ad una batteria di test neuropsicologici,
per indagare sia il livello intellettivo generale che abilità cognitive
specifiche; ad un esame neurologico, per indagare le funzioni motorie; ad un
esame di Risonanza Magnetica, per escludere la presenza di idrocefalo o di
lesioni cerebrali extracerebellari.
Per ciascun test neuropsicologico è stato effettuato un confronto statistico
tra i punteggi ottenuti nei due gruppi sperimentali e quelli ottenuti nel gruppo
di controllo.
Per ciascun soggetto, le immagini di risonanza magnetica tridimensionali
(T1-MPRAGE) sono state pre-processate in accordo al protocollo di normalizzazione
di Brett e coll. [2001] utilizzando SPM2 [Friston et al. (1995) Hum
Brain Mapp 2: 189-210]. È stata quindi effettuata una delimitazione della
lesione cerebellare sulle immagini di Risonanza Magnetica normalizzate con
l’ausilio di MRIcro ed è stata effettuata una sovrapposizione della lesione del
singolo soggetto con la mappa standard dei lobuli, calcolando il volume di
ogni singolo lobulo e valutando la percentuale mancante.
Risultati e discussione
I risultati di tale studio mostrano come, rispetto ai controlli, i soggetti con
danno nell’emisfero cerebellare di destra manifestino deficit in compiti cognitivi
specifici quali: fluidità verbale fonologica, memoria verbale a lungo termine,
memoria di lavoro visuo-spaziale. In tale gruppo le lesioni risultano più
omogenee rispetto al gruppo dei soggetti con danno cerebellare nell’emisfero
di sinistra e localizzate principalmente in crus1, crus2, lobulo VII ed VIII.
Inoltre è presente un maggiore coinvolgimento del nucleo dentato (86% dei
casi), che potrebbe essere rilevante nel determinare i suddetti deficit cognitivi,
date le connessioni tra la sua porzione ventrolaterale e le aree associative
cerebrali coinvolte nei processi cognitivi [Middleton, Strick (2001) Brain Cogn
42: 183-200].
Al contrario, il gruppo con lesioni nell’emicervelletto di sinistra non
mostra differenze significative con il gruppo controllo nei compiti cognitivi
somministrati. Tale differenza è stata interpretata alla luce della presenza, in
questo gruppo di pazienti, di una eterogeneità topografica delle lesioni cerebellari
che risulta associata ad una eterogeneità delle prestazioni neuropsicologiche,
rendendo difficile l’identificazione di un profilo cognitivo specifico.
I risultati ottenuti fino ad ora da un lato confermano l’importanza dei circuiti
cerebro cerebellari in ambito cognitivo e dall’altro confermano l’ipotesi
che la presenza di deficit cognitivi specifici sia interrelata con la localizzazione
della lesione nell’ambito di specifiche aree cerebellari.
146 2008

Borse di studio
Studio del gene PC4 nei processi rigenerativi del muscolo
Filippo Conti
Introduzione
Il gene PC4/Tis7 è stato identificato, nella linea cellulare PC12, inizialmente
come gene indotto durante il differenziamento in seguito a trattamento
con NGF (Nerve Growth Factor) [Tirone, Shooter (1989) Proc Natl Acad Sci
USA 86(6): 2088-2092]. Il gene PC4/Tis7, come il suo omologo umano IFRD1,
è espresso, a livello embrionico, nel cervello e nei muscoli scheletrici. Molte
osservazioni indicano un chiaro ruolo di PC4/Tis7 nel differenziamento delle
cellule muscolari e neuronali, anche se recenti studi suggeriscono un ulteriore
ruolo di PC4 come regolatore della trascrizione in situazioni che coinvolgono
eventi rigenerativi [Roth et al. (2003) Mol Cell Neurosci 22(3): 353-364; Vietor
et al. (2002) EMBO J 21(17): 4621-4631; Wick et al. (2004) J Mol Biol 336(3):
589-595].
Scopo del progetto
Le conoscenze attuali relative al gene PC4 indicano che nel complesso
possa essere un regolatore positivo del differenziamento muscolare [Micheli
et al. (2005) Mol Cell Biol 25(6): 2242-2259]. Il lavoro svolto ha dunque
avuto come scopo quello di ottenere informazioni circa i meccanismi molecolari
attraverso i quali la proteina PC4 agisce durante il differenziamento
muscolare.
Risultati e discussione
Per meglio comprendere il ruolo di PC4 abbiamo deciso di silenziare la
sua espressione durante il differenziamento muscolare. A questo scopo è
stata usata una strategia, basata su shRNA, che ha impiegato l’uso di un
costrutto retrovirale capace di esprimere, una volta prodotti i virioni, una
sequenza shRNA all’interno delle cellule d’interesse, quindi di degradare
l’mRNA target.
Diverse sequenze sono state testate, attraverso rt-PCR, per la loro capacità
di abbassare l’espressione dell’mRNA di PC4. Una di queste (si/2) ha mostrato
un’ottima efficienza riuscendo ad inibire l’espressione fino al 70% rispetto al
controllo, ovvero rispetto a sequenze non efficaci. Da un punto di vista morfologico,
le cellule esprimenti stabilmente la sequenza si/2, quindi prive della
proteina PC4, quando piastrate in un terreno differenziativo (DM) per 72h
mostrano un chiara difficoltà nel portare a termine il differenziamento.
Questo fenotipo è apparso ancora più evidente quando abbiamo analizzato
l’espressione della Myosin Heavy Chain (MHC), un marker del differenziamento
terminale tramite immunofluorescenza. Tramite Western blotting
sono stati analizzati e messi a confronto i profili proteici delle due popolazioni
di mioblasti esprimenti o la sequenza si/2 od il controllo.
Analizzando l’espressione di myogenin si può osservare come, rispetto al
2008 147

Sezione II
controllo, in cui l’espressione è già osservabile a 12h dopo l’inizio del differenziamento,
nella popolazione si/2 i livelli della proteina siano visibili solo a
24h; inoltre tali livelli rimangono significativamente più bassi anche dopo 48h
dal differenziamento, come precedentemente osservato nel nostro laboratorio
[Tirone, Shooter (1989) Proc Natl Acad Sci USA 86(6): 2088-2092]. In linea
con queste osservazioni, anche l’espressione di un marker tardivo del differenziamento
come Sarcomeric actin risulta alterata: la popolazione Sr esprime
buoni livelli di Sarcomeric actin, mentre nella popolazione si/2, a 48h dall’inizio
del differenziamento, i livelli non sono ancora misurabili. Inoltre, mentre i
mioblasti che vanno incontro a differenziamento miogenico riducono drasticamente
l’espressione della CycD1, evento questo che permette un rapido
arresto del ciclo cellulare, nella popolazione si/2 si osservano discreti livelli di
CycD1 sino a 24h dopo l’inizio del differenziamento, con deboli livelli di
espressione visibili anche a 48h, quando normalmente l’espressione della
CycD1 è totalmente repressa. Questa deregolazione dell’espressione della
CycD1 ha ripercussioni sullo stato della fosforilazione di Rb, mantenendo elevato
lo stato di iperfosforilazione della proteina Rb durante le prime fasi del
differenziamento
L’analisi proteica di popolazioni di mioblasti (C2C12) privi della proteina
PC4, in proliferazione e durante il differenziamento, ha suggerito la possibilità
di un nuovo ruolo di PC4. Infatti, in queste popolazioni, i livelli di CycD1
sono mediamente più elevati rispetto al controllo in mioblasti in proliferazione;
inoltre la drastica riduzione dei livelli della CycD1 all’inizio del differenziamento
è fortemente rallentata nelle popolazioni prive di PC4, come se quest’ultimo
fosse necessario per una corretta uscita dal ciclo cellulare. In linea
con le osservazioni ottenute sui livelli di CycD1, le popolazioni di C2C12 prive
di PC4 funzionale mostrano un alterato profilo nel rapporto tra la forma
ipofosforilata ed iperfosforilata di Rb, avvalorando l’ipotesi di un possibile
controllo da parte di PC4 del ciclo cellulare.
148 2008

Borse di studio
Studio sulla relazione tra i disturbi di memoria
prospettica ed i processi di controllo attenzionale
nella malattia di Parkinson
Alberto Costa
Scopo dello studio
L’obiettivo del presente studio è stato quello di esaminare il deficit di
memoria prospettica e di valutarne la relazione con la compromissione delle
risorse attenzionali nei pazienti con malattia di Parkinson (MP) non affetti da
demenza.
Soggetti e metodi
Hanno partecipato allo studio 20 pazienti con MP e 20 soggetti sani di
controllo comparabili per età e livello di educazione formale.
Procedura sperimentale per la valutazione della memoria prospettica
Per la valutazione della memoria prospettica è stata allestita una procedura
sperimentale di tipo event-based tramite l’utilizzo di un software per PC.
Il materiale era costituito da un insieme di parole omogenee per frequenza
d’uso e lunghezza. Le parole erano presentate singolarmente al centro dello
schermo di un computer per la durata di 1,5 secondi e ciascun trial era costituito
da quattro parole. In linea generale, il compito prospettico richiedeva al
soggetto di attivarsi spontaneamente per premere un tasto indicato sulla
tastiera del computer al presentarsi di una determinata parola (stimolo target).
Gli stimoli target erano presentati con una frequenza pari a

Sezione II
all’ongoing task, un punteggio di 1 è stato assegnato a ciascuna sequenza correttamente
riprodotta ed un punteggio di 0 alle sequenze scorrette.
Risultati
I pazienti con MP hanno ottenuto punteggi di memoria prospettica significativamente
inferiori rispetto a quelli dei soggetti di controllo, sia nella condizione
ad una parola target che nella condizione a quattro parole target
(p

Borse di studio
Ruolo della fosforilazione in tirosina di Caspasi-8
nello sviluppo dei tumori
Silvia Cursi
Introduzione
L’attivazione della cascata apoptotica è un processo finemente regolato che
necessita di numerosi meccanismi di controllo per evitarne l’attivazione in casi
in cui non sia richiesta. In alcune situazioni patologiche, quale ad esempio il
cancro, questa fine regolazione può venire alterata a spese dell’equilibrio fisiologico
dei tessuti interessati. Inoltre negli ultimi anni sono emerse alcune evidenze
che suggeriscono un ruolo delle tirosina chinasi nella modulazione del
segnale apoptotico [Simon et al. (1998) Blood 92: 547-557; Henher et al. (1999)
Eur J Biochem 264: 132-139]. Recentemente in questo laboratorio è stato
dimostrato che la Caspasi-8 è substrato della tirosina chinasi Src, che direttamente
la fosforila nella tyr-380. La fosforilazione di questa tirosina riduce drasticamente
l’attività della caspasi, producendo una resistenza all’apoptosi
indotta da recettori di morte [Cursi et al. (2006) EMBO 25(9): 1895-1905].
In numerosi studi clinici si è visto che l’attività di Src è incrementata di
40-50 volte nel 70% dei tumori di colon umani [Allgayer et al. (2002) Cancer
94(2): 344-351]. È stato quindi verificato se in questi tipi di tumori, caratterizzati
da un’attività aberrante di Src, la Caspasi-8 fosse fosforilata e se questo
avesse un impatto sulla sua attività.
La presenza della Caspasi-8 fosforilata è stata evidenziata in tessuti provenienti
da adenocarcinoma del colon di 18 pazienti su 23 analizzati. Inoltre,
utilizzando un anticorpo monoclonale fosfospecifico prodotto in questo laboratorio
che riconosce la tyr-380 fosforilata della Caspasi-8 (-pY380), è stato
confermato che il sito era lo stesso per il quale esperimenti funzionali su cellule
di mammifero avevano dimostrato la diminuzione dell’attività [Cursi et
al. (2006) EMBO 25(9): 1895-1905]. Questo risultato suggerisce che in questo
sistema la upregolazione di Src può contrastare l’attività di Caspasi-8 e che
questo può contribuire alla attenuazione dell’apoptosi osservata in questo ed
altri carcinomi. Studi condotti in altri laboratori hanno evidenziato come alterazioni
genetiche che portano alla perdita di attività della Caspasi-8 possano
contribuire alla carcinogenesi [Ashley et al. (2005) Cancer 104: 1487-1496].
Inoltre è stato visto che le cellule tumorali possono essere sensibilizzate alla
stimolazione con TRAIL con chemioterapici che aumentano l’attività di
Caspasi-8 [Ganten et al. (2004) Cell Death Differ 11(1): S86-96]. Tutto ciò suggerisce
che non solo questa fosforilazione può essere determinante nella fase
iniziale dello sviluppo tumorale, ma altresì nella resistenza alle terapie che
molto spesso si riscontra in ambito clinico.
Risultati
Lo scopo di questo lavoro è stato lo studio di come la fosforilazione della
Caspasi-8 nella Tirosina 380 possa essere un meccanismo tramite cui la chi-
2008 151

Sezione II
nasi Src, interferendo con il processo apoptotico, promuova la progressione
tumorale. È stata valutata la presenza della Caspasi-8 fosforilata in tumori
della mammella ed è stato riportato che la chinasi Src è deregolata in questi
tumori e che questo correla con parametri sia diagnostici che prognostici
[Wilson G. et al. (2006) Br J Cancer 95(10): 1410-1404]. È stato poi messo a
punto un esperimento di immunoistochimica in cui è stato analizzato materiale
proveniente da 112 casi di tumore alla mammella invasivo derivato da
pazienti sottoposte a resezione chirurgica. È stato quindi valutato se l’attivazione
deregolata di Src in questi tumori correlasse con la presenza della
caspasi-8 fosforilata nella tirosina 380 e se quest’ultima correlasse con gli altri
parametri diagnostici e prognostici analizzati in precedenza.
I campioni sono stati fissati in formalina e tagliati in apposite fettine per
essere analizzati tramite immunoistochimica. Sezioni adiacenti di tessuto
sono state colorate sia con l’anticorpo Clone28, che riconosce specificatamente
la forma attiva di Src, che con l’anticorpo prodotto nel nostro laboratorio
che riconosce specificatamente la forma fosforilata della caspasi-8 nella
tirosina 380. I vetrini colorati con i suddetti anticorpi sono stati sottoposti ad
analisi microscopica e valutati secondo una scala di intensità del segnale rilevato:
0 (segnale negativo), 1 (segnale basso), 2 (segnale moderato) e 3 (segnale
alto). Entrambe le colorazioni di tutti i vetrini sono state valutate da tre differenti
osservatori.
In maniera molto interessante è stata chiaramente osservata una forte
correlazione con la presenza della caspasi-8 fosforilata in associazione con la
iperattività della chinasi Src. Inoltre la forte intensità del segnale di colorazione
dato dalla reazione con l’anticorpo che riconosce la forma fosforilata di
caspasi-8 sembra avere una correlazione inversa con la dimensione tumorale.
Gli stessi casi tumorali erano stati precedentemente analizzati anche per altri
parametri: HER2, ER, PR, Ki67, grado del tumore, linfonodi implicati; questi
dati sono conservati nel database del Paterson Institute insieme alle informazioni
circa i pazienti, il loro decorso clinico e la ricorrenza tumorale nei 5
anni successivi.
Si sta conducendo ora una analisi statistica delle possibili correlazioni tra
la caspasi-8 fosforilata e questi altri parametri clinici.
152 2008

Borse di studio
Caratterizzazione molecolare di porzioni liposaccaridiche
del Campylobacter Jejuni
Annamaria D’Alessandro
Introduzione
La sindrome di Guillain-Barré (GBS) è una malattia autoimmunitaria del
sistema nervoso periferico [Winer et al. (2008) BMJ 337: 227-231] caratterizzata
da un ampio spettro di manifestazioni cliniche culminanti nella degenerazione
assonale. Il recupero della degenerazione, nei pazienti che ne risultano
affetti, può essere più o meno rapido e totale, in funzione della entità del
danno oltre che del verificarsi o meno dei processi di rimielinizzazione. Altra
caratteristica peculiare nella GBS è l’elevato titolo di anticorpi anti-glicosfingolipidi
[Weng et al. (1992) J Immunol 149(9): 2518-2529; Willison et al.
(2007) J Neurochem 103(1): 143-149] ed anticorpi diretti contro la glicoproteina
associata alla mielina MAG [Jaskowski et al. (2007) J Neuroimmunol
187(1-2): 175-178]. Tali anticorpi, riconoscendo determinanti glicoproteici
associati alla mielina e sfingoglicolipidi contenenti residui solfatati di acido
glicuronico (i.e., SGPG [Eurelings et al. (2001) Neurology 56(2): 228-233]) presenti
a livello dei nervi periferici, colpiscono bersagli specifici, noti come i
gangliosidi GM1, GD1b e l’asialo GM1, accomunati dagli epitopi SGPG e
GM1.
Nella maggior parte dei casi di GBS si riscontra altresì la comparsa di
segni prodromici (i.e., infezioni respiratorie, gastroenteriti, etc.), implicati in
una sequenza causale [Guillain-Barrè Syndrome Study Group (2000) Neurol
Sci 21(4): 229-234] e causati da patogeni, quali il Cytomegalovirus, Epstein
Barr virus [Grose et al. (2000) N Engl J Med 292(8): 392-395] e più frequentemente
da Campylobacter jejuni (Cj) [Allos BM et al. (1998) Infect Dis Clin
North Am 12(1): 173-184]. In accordo con tale enunciato, attraverso numerosi
studi sull’analogia strutturale della porzione oligosaccaridica terminale di
LPS di Cj ed il ganglioside GM1, si è giunti ad ipotesi concernenti l’esistenza
di un mimetismo molecolare tra l’agente infettante ed i nervi danneggiati
[Yuki N et al. (1993) J Exp Med 178(5): 1771-1775].
Obiettivi della ricerca
Nel corso della realizzazione del Progetto è stato effettuato un approfondimento
delle conoscenze scientifiche sulle porzioni antigeniche implicate
nella risposta immunitaria in GBS al fine di garantire una corretta e precoce
diagnosi oltre che un tempestivo intervento terapeutico. Obiettivo della
ricerca è stato caratterizzare, attraverso approcci di proteomica, glicomica e
lipidomica, le componenti associate ed intrinseche di LPS di Cj, quali proteine
(i.e., flagellina A, etc.), lipide A e porzioni polisaccaridiche, già note per
il loro contributo nell’attivazione del sistema immunitario dell’ospite. In particolare
le biotecnologie per lo studio di tali componenti biologiche sono state
applicate per l’identificazione e l’arricchimento delle porzioni antigeniche,
2008 153

Sezione II
putativi marcatori diagnostici e/o prognostici nonchè bersagli terapeutici
della stessa. La purificazione e l’arricchimento di tali porzioni di LPS di Cj
sono stati altresì realizzati per consentire una più completa caratterizzazione
molecolare della risposta immunitaria, realizzata attraverso saggi in vitro.
Metodologie applicate
L’elaborazione del progetto è stata effettuata attraverso differenti metodologie,
dalle separazioni delle diverse componenti di LPS ad alta risoluzione
(separazioni elettroforetiche e cromatografiche) alle indagini di spettrometria
di massa e tandem massa.
In parallelo è stata realizzata, tramite tecniche di elettroeluizione, sia la
purificazione che l’arricchimento delle porzioni antigeniche in esame, testate
successivamente tramite saggi in vitro ed in vivo.
Risultati e Discussione
Oggetto della ricerca è stato caratterizzare la porzione definita “ endotossina
” di Cj, costituita dal complesso lipopolisaccaridico associato alla membrana
esterna e dalle componenti proteiche ad essa ancorate. Il lipopolisaccaride
estratto, risolubilizzato in acqua e sonicato è stato sottoposto ad SDS-
PAGE e colorato in Coomassie per visualizzare ed identificare, mediante
approcci di proteomica, le componenti proteiche ad esso associate. In particolare
è stata effettuata un’analisi differenziale (“ profiling ”) tra i differenti campioni
di LPS appartenenti alla stessa sottospecie di Cj (strain H:19 o “ Penner
serotype ”), quali LPS estratto da un ceppo di riferimento (ATCC 43446) ed
LPS ottenuto da campioni biologici, amplificato su agar ed estratto mediante
medesima procedura in tempi diversi (anno 2006 e 2008). La diversità esistente
tra i campioni in esame è stata subito confermata dalle analisi in massa
che hanno portato all’identificazione reale o parziale di diverse proteine solo
nei campioni di LPS_2006 (Invasion phenotype protein; Major Outer Membrane
Protein; Major antigenic peptide PEB2; Flagellin A) e 2008 (TonB-d colicin
receptor; MOMP porA; Capsular Polysaccharide Transporter; Fla A). I risultati
ottenuti, elaborati alla luce del ruolo sia strutturale che funzionale delle proteine
associate al LPS, hanno consentito la formulazione di ipotesi sui meccanismi
di “ escape umorale ” attuati dal patogeno attraverso di esse (i.e., porine,
proteine recettoriali, trasportatrici e flagelline).
Lo studio delle componenti di LPS implicate nell’induzione della virulenza
(“ lipide A” e porzione polisaccaridica “ O-antigen ”) hanno fornito risultati
altrettanto interessanti nonché attestanti l’esistenza di differenze tra i vari
campioni analizzati. In particolare il “ profiling ” delle porzioni idrofiliche dei
vari campioni LPS in esame, ha dato luogo sia a segnali di massa ricorrenti
(m/z=147,1; m/z=128,2) che specifici di un singolo campione (m/z=21,9;
m/z=99,14; m/z=156,2). Tali dati sono risultati in linea con quanto descritto in
letteratura sulla variabilità (inter- ed intra-specie) del dominio idrofilico di
LPS, in grado di conferire resistenza al patogeno stesso, consentendogli di
eludere il sistema immunitario dell’ospite. L’analisi differenziale della compo-
154 2008

nente idrofobica di LPS ha fornito altresì delle variabili (rapporti m/z e tempi
di ritenzione o ”RT”), sottoposte poi ad analisi di statistica multivariata (Principal
Component Analysis o “ PCA” e Partial Squares-Discriminant Analysis
ovvero “ PLS-DA”) e mostranti delle differenze apprezzabili tra i campioni di
LPS_2006, LPS_2008 (aventi segnali di massa simili, ovvero 1000

Sezione II
Valutazione neurofisiologica e immunomolecolare
in topi EAE ed in pazienti con SM e deficit cognitivi
Diletta Di Mitri
Introduzione
La sclerosi multipla è una patologia infiammatoria demielinizzante che
colpisce il sistema nervoso centrale. Ad oggi molteplici gruppi hanno riscontrato
alterazioni nel fenotipo e nella frequenza dei linfociti regolatori in
pazienti affetti da sclerosi multipla. È stato in particolare osservato come la
popolazione CD4 + CD25 high caratterizzata da attività soppressoria sia contraddistinta
nell’uomo dall’espressione del CD39, un enzima appartenente alla
famiglia delle nucleosidi trifosfato difosfoidrolasi, che idrolizzano i nucleotidi
extracellulari nei rispettivi nucleosidi. La scissione dell’ATP da parte del CD39
avvia una reazione che si conclude con la produzione di adenosina, una molecola
dalle spiccate proprietà anti-infiammatorie.
L’applicazione dell’analisi citofluorimetrica a pazienti affetti da sclerosi
multipla nella forma recidivante-remittente ha inoltre rivelato una diminuzione
significativa della frazione regolatoria CD4 + CD25 high CD39 + nel sangue
periferico dei pazienti monitorati.
Il presente studio si inserisce in questo ambito e nasce con lo scopo di
approfondire la conoscenza dei linfociti T regolatori negli individui sani e in
pazienti affetti da sclerosi multipla, nonché di confermare l’importanza
assunta dal CD39 nel ruolo di marcatore specifico di questa popolazione
linfocitaria. La frequenza e le caratteristiche fenotipiche dei linfociti regolatori
sono poi state messe in relazione con quelle di linfociti T effettori Th1 e
Th17, cui si riconosce un ruolo importante nella patogenesi della sclerosi
multipla.
Risultati
La citofluorimetria policromatica è stata applicata allo studio della popolazione
linfocitaria CD4 + CD25 high CD39 + , al fine di approfondirne la caratterizzazione
fenotipica e analizzare la correlazione dell’ectonucleotidasi con l’espressione
di marcatori considerati importanti nella definizione del subset di
linfociti regolatori. I dati ottenuti hanno rivelato che l’espressione del CD39
correla inversamente con quella del CD127 e del CD49 d , molecole di superficie
che caratterizzano la popolazione linfocitaria effettrice.
Il subset cellulare CD25 high è stato poi testato al fine di valutare il rilascio
di citochine pro-infiammatorie quali IFNg e IL17; dall’analisi dei dati è
emersa una contaminazione importante della popolazione CD4+CD25 high da
parte di linfociti effettori Th1 e Th17 recentemente attivati. Tali popolazioni
linfocitarie sono confinate nella frazione CD39 - , cosa che rafforza l’importanza
del CD39 quale marcatore specifico della popolazione di linfociti T
regolatori nell’uomo.
L’analisi citofluorimetrica è stata dunque estesa a pazienti affetti da scle-
156 2008

osi multipla, nella forma recidivante-remittente. È stato così possibile monitorare
la frequenza dei linfociti effettori CD4 + CD25 high nel sangue periferico
dei pazienti stessi. Tale frequenza è risultata aumentata in modo significativo
nei pazienti rispetto ai donatori sani.
Discussione
Borse di studio
I dati ottenuti attraverso il presente studio hanno permesso di confermare
l’importanza del CD39 in quanto marcatore specifico della popolazione di
linfociti T regolatori nell’uomo. L’ectonucleotidasi permette infatti di discriminare
tra il subset linfocitario dotato di capacità soppressoria e linfociti T
recentemente attivati che esprimono il CD25 ad alti livelli, ma sono in grado
di secernere citochine pro-infiammatorie.
È stato inoltre riscontrato come la diminuzione della popolazione di
linfociti T regolatori CD39 + , già osservata nei pazienti affetti da sclerosi multipla,
sia controbilanciata, nei pazienti stessi, da un aumento significativo delle
popolazioni linfocitarie effettrici recentemente attivate Th1 e Th17. Tali dati
suggeriscono che nei pazienti affetti da sclerosi multipla l’equilibrio tra cellule
effettrici e linfociti regolatori sia spostato verso la popolazione linfocitaria che
svolge un’attività pro-infiammatoria.
2008 157

Sezione II
Utilizzo delle tecniche di stimolazione magnetica
transcranica negli studi di coordinazione visuomanuale
Tommaso Fedele
Introduzione
Durante il primo semestre del 2008 è stata curata la parte tecnica, ed in
particolare il setup sperimentale del progetto. Lo studio è stato effettuato al
fine di chiarire il ruolo della corteccia visuomotoria nel compito di intercettamento
di oggetti in caduta libera, secondo differenti leggi di moto.
La modalità di indagine è volta ad indagare due aspetti fondamentali: in
primo luogo deve valutare il contributo delle informazioni deducibili a livello
visivo e delle informazioni fisicamente implicite nella natura del compito; in
secondo luogo deve chiarire il ruolo di differenti aree corticali messe in evidenza
da studi precedenti in risonanza magnetica [Indovina et al. (2005)
Science 308: 416-419].
Il lavoro svolto nell’anno precedente ha messo in evidenza un ruolo aspecifico
di hMT + per i moti verticali, ed un ruolo di TPJ (Temporo-Parietal Junction)
per moti gravitazionali. Per confermare il ruolo di TPJ per moti gravitazionali
è stato messo a punto un esperimento di controllo nel quale lo stimolo
visivo è costituito da un moto orizzontale, proprio per distinguere gli effetti
legati alla gravità dagli effetti legati ad un moto accelerato in genere. Con l’ausilio
della TMS mediante l’applicazione di paradigmi di inibizione corticale è
stato possibile isolare i contributi delle due aree visuomotorie precedentemente
studiate.
Protocollo sperimentale
I soggetti sono posti davanti ad uno schermo CRT di 21’’, sul quale viene
proiettato lo stimolo visivo, ad una risoluzione di 1024 × 768 pixel ed un
refresh rate di 85 Hz, ad una distanza di 1.10 m. Essi indossano una cuffia
di licra (marker ottici per il monitoraggio durante la TMS) ed elettrodi per
EOG.
Lo stimolo visivo prevede due tipologie: nei trial di intercettamento
viene proiettata una moto che accelera o decelera procedendo da sinistra
verso destra verso un muro, che rappresenta il punto d’intercettamento.
La durata del moto dipende dalle quattro possibili velocità iniziali, ed è
equamente spaziato tra 700 e 890 ms. Le accelerazioni possono essere pari
a +-g = +-9,8 m/s^2; nei trial di reazione temporale indipendente dal moto il
punto di fissazione, costituito da un dot rosso, si espande secondo tempistiche
randomizzate.
Il soggetto è tenuto a fissare il punto di intercettamento ed a cliccare un
bottone del mouse al momento dell’impatto nei trial di intercettamento e al
momento dell’espansione dei trial di reazione.
La TMS è stata utilizzata in modo ripetitivo ad 1 Hz tra una prima
sequenza di trial e una seconda sequenza di trial.
158 2008

L’analisi dati è stata effettuata applicando una ANOVA a misure ripetute
tra i tempi di risposta e tre fattori quali velocità iniziale, accelerazione e tipo
di protocollo TMS.
La fase sperimentale è stata effettuata coordinando le tempistiche di stimolazione
visiva e magnetica attraverso l’hardware di acquisizione e controllo
CED Spike2. La fase di raccolta e analisi dei dati è stata realizzata in Matlab.
Risultati
Borse di studio
La sezione sperimentale relativa al moto orizzontale, progettata e realizzata
nel primo semestre 2008, ha permesso di chiarire come hMT + sia importante
per i moti in genere, in quanto la TMS su questa area ha l’effetto di
variare in maniera sostanziale la risposta, mentre TPJ non ha alcuna rilevanza
per moti di tipo orizzontali, e costituisce uno dei principali riferimenti nel
processing di tipo verticale e biologico.
I risultati dell’intero esperimento sono riportati su J Neurosci (2008) 28
(46): 12071-12084.
Uno step ulteriore nello studio del timing visuomotorio sarà effettuato
con l’esperimento progettato nella seconda parte del 2008.
L’idea è quella di utilizzare un moto di durata maggiore, come il moto
parabolico di una palla da baseball, per individuare le finestre temporali di
osservazioni che sono funzionali alla predizione dell’intercettamento. Questo
sarà effettuato tramite il controllo di un giocatore che corre per prendere al
volo la pallina (tecnicamente “ outfielder ”).
Sempre per distinguere i contributi delle informazioni visive da quelle
fornite implicitamente dalla fisica dello scenario, i moti sono soggetti a perturbazione
della legge gravitazionale, e sono oscurati per una parte del tratto
finale. La combinazione di questo nuovo paradigma di stimolazione visiva
con la stimolazione magnetica transcranica dovrebbe permettere di chiarire
ulteriormente a livello temporale il ruolo di aree implicate nella discriminazione
di moti gravitazionali biologici come TPJ.
Al momento è stato realizzato lo stimolo visivo in Presentation, il
software di Computer Graphics della Neurobehavioral Systems, che permette
di controllare i parametri fisici dello scenario.
È in fase di studio il protocollo sperimentale completo.
2008 159

Sezione II
Studio dei meccanismi di rappresentazione mentale
di moti naturali e non naturali in soggetti sani
e in pazienti con deficit vestibolare centrale e periferico
Francesca Figliozzi
Introduzione
Diversi studi hanno investigato la capacità degli esseri umani di rappresentare
ed intercettare i movimenti degli oggetti, suggerendo la possibilità che
esista una rappresentazione interna delle leggi fisiche dettate dall’ambiente.
Nello specifico, è stato proposto che il Sistema Nervoso Centrale (SNC) possieda
un modello interno della legge di gravità, un’invariante cui siamo continuamente
esposti durante il corso della nostra vita [Lacquaniti et al. (1993) In
A. Berthoz (ed) Oxford, UK: Oxford University Press, 379-393; Lacquaniti,
Maioli (1989) Journal of Neuroscience 9: 134-148; McIntyre et al. (2001)
Nature Neuroscience 4: 693-694]. È plausibile ipotizzare lo sviluppo di pattern
di movimento biologico compatibili con tali leggi allo scopo di minimizzare
l‘energia impressa al movimento.
L’obiettivo di questo lavoro era studiare se gli esseri umani fossero in
grado di utilizzare le proprie conoscenze implicite sulle leggi fisiche imposte
dall’ambiente, per valutare la corretta temporizzazione di scene visive in
movimento. L’argomento è stato, ad oggi, poco esplorato: l’unico approccio si
trova nel resoconto di un esperimento non pubblicato di Johannson e Jansson
nel 1967 [Watson et al. (1992) Perception 21: 69-76], in cui i partecipanti dovevano
regolare la velocità di una serie di filmati (che riproducevano tuffatori in
caduta da un trampolino), per portarli ad un valore che rendesse la scena il
più naturale possibile.
I risultati descritti in questo studio indicano che gli osservatori sono in grado
di emettere una stima abbastanza accurata della velocità naturale del movimento.
Purtroppo nel breve resoconto non sono specificati: il numero dei soggetti,
il dettaglio delle condizioni sperimentali e la direzione dell’errore osservato.
Allo scopo di esplorare in modo più approfondito tale tematica, ai soggetti
sono stati presentati diversi filmati contenenti tuffi che differivano in base alla
tipologia del salto e alla componente coreografica. Si assume che i tuffi con
coreografie più elaborate possano offrire all’osservatore maggiori informazione
in termini di movimento biologico rispetto a tuffi in cui prevalga invece
la componente di caduta libera. La stima della temporizzazione della scena
visiva avrebbe dovuto basarsi sul calcolo di quale siano le condizioni ottimali
per mettere in atto il comportamento motorio con minore dispendio di energia
e sulla conoscenza implicita dell’effetto esercitato dalla forza di gravità terrestre
su un corpo umano in caduta libera.
Metodo
Soggetti – Hanno partecipato allo studio sei soggetti sani, destrimani (24-
34 anni; 3 femmine, 3 maschi) con acuità visiva normale o corretta da lenti.
160 2008

Trattandosi di uno studio pilota, i soggetti erano ignari degli scopi della
ricerca ma informati sulla procedura sperimentale e la non invasività del test.
Stimoli – Gli stimoli consistevano in 20 filmati di tuffi da trampolino di 3
metri. Ciascun filmato aveva la durata di circa 2 secondi. Metà dei filmati presentava
tuffi con salto in avanti e metà all’indietro. Per ciascuna di queste
categorie, in metà dei casi il tuffo aveva una coreografia elaborata, comprendente
un certo numero di capriole. Per ogni tipologia sono stati presentati ai
partecipanti cinque diversi tuffi, ciascuno ripetuto sette volte, a diverse velocità
di partenza (rispettivamente 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 Hz). Una di queste
velocità corrispondeva a quella naturale (25 Hz, i.e. quella registrata durante
la ripresa del tuffo). In totale sono stati presentati 140 tuffi.
Apparato e procedura – I soggetti sedevano di fronte allo schermo di un
computer (schermo: 21 pollici; distanza: 57cm; definizione: 1024 × 768; frequenza
di refresh: 60 Hz). L’area di proiezione del filmato (414X × 414 pixel)
era contenuta in un riquadro che misurava 15 × 15 cm (15 gradi). Le risposte
erano emesse mediante l’utilizzo dei tasti destro e sinistro del mouse. Per la
realizzazione del programma è stato utilizzato il software “ Presentation ”
(Version 12.0; Neurobehavioral Systems Inc., CA).
Compito – Il compito consisteva nel valutare la velocità di presentazione
del tuffo indicando, mediante pressione del tasto corrispondente, se la velocità
doveva essere ridotta o aumentata perché corrispondesse a quella naturale.
Il soggetto era istruito ad emettere il suo giudizio su un determinato filmato
finché il computer non presentava il successivo. Il cambio di filmato era
gestito da software dedicato, in base al criterio prescelto per la determinazione
della soglia (v. sotto).
Disegno – Gli stimoli erano suddivisi in sette diversi blocchi sperimentali,
ognuno composto da 20 stimoli. L’ordine dei blocchi era randomizzato tra i
soggetti. La durata di ciascun blocco era di circa 20 minuti. All’interno di ciascun
blocco gli stimoli erano presentati in modo casuale. L’esperimento era
diviso in due sessioni eseguite in giorni diversi.
Determinazione della soglia – La determinazione della soglia per i filmati è
stata effettuata mediante la procedura adattativa denominata PEST (Parameter
Estimation by Sequential Testing) [Taylor, Creelman (1967) Journal of the
Acoustical Society of America 41: 782-787].
Risultati e conclusioni
Borse di studio
Sono state registrate le velocità scelte dai soggetti nelle diverse condizioni
sperimentali. I valori medi sono stati sottoposti ad una ANOVA a tre vie (2 ×
2 × 7) nella quale i fattori ripetuti erano il tipo di tuffo (avanti/indietro), la
quantità di movimento biologico presente (presenza di capriole/assenza di
capriole) e la velocità iniziale del tuffo (10/15/20/25/30/35/40).
È emersa una significatività per il fattore principale relativo alla quantità
di movimento biologico (F 1,5
= 17.25; p=.0089). Lo scostamento medio percentuale
dalla velocità naturale era minore quando nel filmato era presente maggiore
informazione sul movimento biologico (+25%) rispetto alla condizione
2008 161

Sezione II
in cui tale informazione era ridotta (+35%). Una significatività è emersa
anche per la modalità del salto (F 1,5
= 7.36; p=.0421): lo scostamento percentuale
dalla velocità naturale era inferiore nella condizione in cui il tuffo era in
avanti (+32%) rispetto alla condizione all’indietro (+33%). Un effetto principale
è stato riscontrato anche per la velocità iniziale del tuffo (F 6,30
= 2.75;
p=.0297).
L’interazione tra il fattore quantità di movimento biologico e tipo di tuffo
(F 1,20
= 8.18; p=.0354) ha evidenziato ulteriormente come la presenza di una
minore quantità di movimento biologico riduca l’accuratezza sia per i tuffi in
avanti (+35%) che all’indietro (+35.4%). In presenza di maggiore informazione
sul movimento biologico si è ottenuta una prestazione migliore sia per i
tuffi in avanti (+22%) sia per i tuffi all’indietro (+28%). La differenza tra queste
due condizioni era significativa (p= .0066).
In sintesi si può concludere che la velocità che i soggetti individuano
come naturale differisce da quella corretta. La disponibilità di maggiore informazione
sul movimento biologico migliora tale prestazione.
L’errore commesso dai soggetti risulta maggiore di quanto previsto in
base all’ipotesi che sappiano utilizzare le proprie conoscenze implicite sulle
leggi fisiche imposte dall’ambiente per valutare la corretta temporizzazione di
scene visive in movimento. La percentuale di errore è più elevata di quella
riscontrata in precedenza da Johansson (5-15%) [Johansson e Jansson 1967,
in Watson et al. (1992) Perception 21: 69-76]. È possibile che fattori quali la
quantità e il tipo di movimento biologico presente nei filmati, la familiarità
dei soggetti con questo tipo di stimoli o la metodica utilizzata spieghino tale
risultato.
162 2008

Borse di studio
Riabilitazione e risonanza magnetica funzionale:
studio longitudinale nei pazienti affetti da SM
Licia Finamore
Introduzione
Lo studio avviato durante questo anno prevede l’arruolamento di 30
pazienti destrimani affetti da Sclerosi Multipla (Relapsing Remitting o Secondary
Progressive). I pazienti saranno sottoposti a Risonanza Magnetica con
acquisizioni funzionali (event-related) e con acquisizioni standard (FLAIR, T1
vol, T2 vol) al tempo 0 (baseline), dopo 3 e 6 mesi. Con le stesse tempistiche i
pazienti saranno valutati da un punto di vista clinico (esame neurologico) e
verranno calcolati i punteggi di: MSIS, FSS, Barthel Index, Rivermead Mobility
Index, MS-QoL scale, Nine hole peg Test, Back Depression Inventory
(BDI) e PASAT.
Lo scopo dello studio consiste nel verificare se in uno studio longitudinale
di pazienti affetti da Sclerosi Multipla osservati in due periodi (storia naturale
e riabilitativo) la fMRI mostra: una modificazione al termine del ciclo di trattamento
riguardante il grado di attivazione corticale; una modificazione al
termine del ciclo di trattamento del numero e dell’estensione delle aree attivate
in risposta ad un target motorio stereotipato; una diversità di modificazione
tra i due emisferi; una diversa modificazione in termini di grado di attivazione
corticale e/o di zone attivate per target di afferenza somato/sensitiva;
programmazione corticale del movimento, immaginazione del movimento,
esecuzione effettiva del target motorio (event-related fMRI); una modificazione
dell’attivazione cerebellare (apprendimento motorio); una reinversione
di tendenza post-riabilitazione con aumento dell’attivazione della corteccia
sensori-motoria controlaterale e riduzione della ipsi-laterale, segno di un efficace
meccanismo di recupero dei network motori corticali; una correlazione
tra questi dati e il carico lesionale in T2, in T1, l’atrofia cerebrale (separatamente
per sostanza bianca e sostanza grigia), il punteggio delle scale cliniche
prima citate.
Materiali e metodi
È stato creato, durante questo anno, uno script con il tool-box Cogent del
MatLab in grado di presentare gli stimoli in sequenza e di coordinare tale presentazione
con la registrazione MRI.
In pratica, per ogni sessione (destra e poi sinistra) al paziente viene
mostrata la fotografia di un oggetto ogni 3 secondi e gli viene chiesto di immaginarne
l’azione presentata o di mimarla con la mano in esame. Dopo 10
oggetti il paziente viene messo a riposo con l’immagine di rest (per 30 secondi)
per poi iniziare nuovamente ad immaginare o mimare per altre 5 sessioni. È
stato inoltre inserito nel programma un comando di randomizzazione in modo
da evitare l’abitudine/esercizio del paziente al compito proposto.
Allo scopo di ottenere stimoli visivi adeguati sono state realizzate 100
2008 163

Sezione II
fotografie rese omogenee per sfondo e luminosità, che raffigurano oggetti di
uso comune, normalmente manovrati con una sola mano, nell’atto di utilizzarli.
Le fotografie sono costituite da 50 oggetti manovrati con la mano destra
e 50 con la mano sinistra, esattamente speculari. In questo modo abbiamo
voluto rendere gli stimoli più realistici e immediati rispetto a quelli utilizzati
normalmente negli studi di fMRI che indagano i deficit cognitivi; di solito,
infatti, si utilizzano dei disegni a matita (Snodgrass) che pur essendo efficaci
ed equiparabili per luminosità ed impatto emotivo risentono di una certa
interpretazione da parte del soggetto e sono poco stimolanti per l’attenzione.
Per il riposo del soggetto si è scelto di utilizzare un’immagine neutra che
tenga impegnata l’attenzione e l’immaginazione senza richiamare un movimento
di qualunque genere (croce greca).
È stato sottoposto un soggetto sano pilota a Risonanza Magnetica con
acquisizioni funzionali (event-related) e con acquisizioni standard (FLAIR, T1
vol, T2 vol) per testare la consequenzialità, la fattibilità e la tempistica dell’esame
di un soggetto.
La sessione di fMRI si è composta di quattro sessioni principali: movimento
passivo (destra/sinistra); immaginazione del movimento (destra/sinistra);
esecuzione del movimento o mimo (destra/sinistra); sequenze strutturali
convenzionali (FLAIR, T1 volumetrica M-DEF, T2 volumetrica).
Il tempo di esame risultante è stato di 45 minuti, nei quali è possibile uno
studio completo in grado di analizzare somatotopicamente le fasi principali
del movimento (immaginazione/ programmazione ed esecuzione) e di correlarle
alla rappresentazione corticale di un movimento passivo (afferenza
somatosensitiva) e a parametri volumetrici oggettivi quali il carico lesionale
nelle sequenze pesate in T2, atrofia (generale/regionale o selettiva).
Risultati
La prima analisi in SPM delle mappe del soggetto studiato ha permesso
di dare consistenza allo studio per la presenza di attività di grado elevato e
somatotopicamente ben circoscritta; inoltre il disegno detto “ IN BLOCCO” gli
conferisce affidabilità e potenza statistica. Essendo lo scopo dello studio valutare
l’effetto della riabilitazione, la riconoscibilità delle aree attivate in termini
di spazio e grado di attività si ritiene permetterà di confrontare gli studi di
MRI precedenti e successivi alla riabilitazione multimodale con agevolezza,
per mettere in luce l’effetto del rimodellamento corticale indotto dalla riabilitazione.
Non essendo ancora iniziato l’arruolamento dei pazienti non è possibile
descrivere risultati di confronto o discutere del loro significato.
164 2008

Borse di studio
Immunolocalizzazione del BDNF nelle cellule striatali
e corticali contenenti TRP channels nell’encefalo
di ratto normale e trattato con lesioni eccitotossiche
Carmen Giampà
Introduzione
Il calcio è un secondo messaggero implicato nel controllo di diverse funzioni
cellulari; è importante nella propagazione del potenziale d’azione, nella
trasmissione sinaptica e per la trasduzione del segnale. L’omeostasi del Ca 2+ è
regolata da una serie di meccanismi che includono l’attivazione di canali ionici
voltaggio e recettore dipendenti. Negli ultimi anni è stato introdotto il concetto
di “ store-operated calcium entry ” [Putney (1990) Cell Calcium 11(10): 611-624].
Secondo questo modello la liberazione di calcio dalle riserve intracellulari,
mediata dall’IP 3
, scatena una rapida entrata dello stesso ione dallo spazio extracellulare
attraverso canali SOC posti sulla membrana [Parekh, Penner (1997)
Physiol Rev 77: 901-930; Putney et al. (2001) J Cell Sci 114(Pt 12): 2223-2229].
Questi canali sarebbero attivati dallo ione calcio che si libera dalle riserve o
da una qualche interazione tra questi canali e i recettori per l’IP 3
. I candidati
migliori come SOC sono i transient receptor potential channel (TRP). Il primo
membro di questa famiglia a essere stato purificato è il TRPC1; a differenza degli
altri canali la sua attivazione non dipende dalla deplezione delle riserve di calcio.
Un’attività ridotta dei canali TRP e SOC potrebbe essere tra le cause di malattie
neurodegenerative. Un esempio di stato patologico che sembra essere associato
ad alterazioni nel metabolismo del calcio è l’Alzheimer. Questi canali partecipano
nei processi di differenziazione che avvengono alla nascita nel sistema nervoso
centrale e sono, inoltre, ritenuti coinvolti nei fenomeni di modulazione
mediati dalla neurotrofina BDNF [Montell (2001) Sci STKE 90: 1-17].
Le neurotrofine sono delle molecole che svolgono un importante effetto protettivo
sui neuroni cerebrali, permettendo lo sviluppo ed il mantenimento delle
cellule nervose anche in situazioni difficili. Il differenziamento e la sopravvivenza
dei neuroni striatali dipendono in modo specifico dal BDNF. Essi, però, non producono
questa neurotrofina, ma la ricevono dalla corteccia cerebrale. Il BDNF
prodotto nel corpo cellulare dei neuroni corticali è trasportato lungo le fibre che
si connettono allo striato, dove è poi rilasciato [Altar et al. (1997) Nature
389(6653): 856-860; Conner et al. (1997) Brain Res Dev Brain Res 101(1-2): 67-79].
Studi recenti hanno dimostrato che l’attivazione dei canali TRPC è associata
all’effetto neuroprotettivo svolto dal BDNF [Jia et al. (2007) Nat Neurosci
10(5): 559-567]. L’attivazione dei canali TRPC3 e TRPC6 porta ad un
aumento dei livelli del calcio intracellulare con conseguente attivazione della
trascrizione del BDNF mediata dalla CREB. In studi precedenti abbiamo studiato
la localizzazione dei TRPC3, TRPC1, TRPC5 nella sostanza nera e nei
nuclei dei gangli della base in cervelli di ratti normali [Fusco et al. (2004) Neurosci
Lett 365: 137-142; Martorana et al. (2006) Eur J Neurosci 24: 732-738;
DeMarch et al. (2006) Neurosci Lett 402: 35-39].
2008 165

Sezione II
In questo studio preliminare è stata studiata l’espre sione del TRPC1 nella corteccia
e nello striato in condizioni fisiologiche e la sua coespressione con il BDNF.
Materiali e metodi
Per questo studio sono stati utilizzati sei ratti wistar. Gli animali sono
stati anestetizzati con 3,5% di clorario idrato e perfusi per via transcardiaca
con il 4% di paraformaldeide in soluzione salina. I cervelli sono stati rimossi e
post-fissati overnight a +4, crioprotetti in 10% saccarosio e 20% glicerolo. I
cervelli sono stati, poi, sezionati al microtomo congelatore in sezioni di 40 mm
di spessore.
Immunohistochimica – Le sezioni sono state incubate con l’anticorpo
primario diretto contro il TRPC1(Alomone Labs) diluito 1:200 in 0.1M
PBTx, per 48h. Trascorso questo periodo sono state incubate con un anticorpo
biotinilato anti-rabbit(1:100) per 2h e successivamente con l’ABC
complex (1:100; Vector Labs) per 1h a T ambiente. La reazione è stata rilevata
mediante incubazione con acqua ossigenata in presenza di 3,3’-diamminobenzedine
(DAB Sigma).
Doppia Immunofluorescenza – Per la doppia immunofluorescenza le
sezioni sono state incubate con l’anticorpo primario diretto contro il TRPC1
ed il BDNF. Tutti gli anticorpi sono stati utilizzati 1:200 in PBTx. Successivamente
le sezioni sono state incubate con anticorpi secondari fluorescenti: anti
rabbit cyanine 2(CY2) per evidenziare il TRPC1 con fluorescenza verde; anti
mouse cyanine 3 (Cy3) per il BDNF con fluorescenza rossa. Le sezioni sono
state montate su vetrino e osservate al microscopio ad epifluorescenza (Zeiss
axioskop 2) ed al microscopio confocale (CLSM).
Risultati
Gli studi d’immunoistochimica hanno dimostrato che il TRPC1 nello
striato è preferenzialmente espresso nell’albero dendritico e solo una leggera
marcatura è stata osservata nel corpo cellulare dei neuroni striatali. Nello
striato l’intensità di espressione era meno intensa che non nella corteccia dove
il TRPC1 era localizzato sia nel corpo cellulare sia nelle ramificazioni dei neuroni
piramidali. Gli esperimenti di doppia immunofluorescenza hanno evidenziato
che il TRPC1 era espresso nei neuroni contenenti BDNF.
Conclusioni
È stato dimostrato che l’attivazione dei canali TRPC è importante per l’attivazione
della trascrizione genica e l’espressione del BDNF [Jia et al. (2007)
Nat Neurosci 10(5): 559-567]. In questo studio noi dimostriamo la colocalizzazione
del TRPC con il BDNF ed una maggiore espressione di questo canale
nella corteccia dove il BDNF viene prodotto per essere poi rilasciato nello
striato che per primo va incontro a degenerazione nella Corea di Huntington.
L’attivazioni dei TRPC potrebbe rappresentare una strategia terapeutica per
l’Huntington in cui la produzione del BDNF è ridotta.
166 2008

Borse di studio
Mediatori della flogosi e fenomeni degenerativi remoti
in un modello sperimentale di danno focale
del sistema nervoso centrale
Laura Latini
Introduzione
Nel campo delle neuroscienze sperimentali lo studio dei fenomeni
infiammatori e della loro implicazione nei complessi meccanismi di degenerazione
neuronale dopo danno del sistema nervoso rappresenta un settore
di indagine in continua espansione. Dopo un insulto di varia natura (ischemia,
trauma, ecc.) il sistema nervoso centrale (SNC) è in grado di rispondere
attivamente mettendo in atto dei meccanismi di auto-difesa volti a neutralizzare
gli antigeni estranei nel tentativo di riportare l’integrità tissutale e
cellulare. La proliferazione delle cellule gliali (microgliali e astrocitarie) è
uno degli indici più immediati di un processo infiammatorio locale in atto
nel SNC. La microglia e gli astrociti sono in grado di rilasciare in loco sia
molecole citotossiche pro-infiammatorie (NO, ROS, citochine) [Block, Hong
(2005) Prog Neurobiol 76 (2): 77-98], che a loro volta compromettono ulteriormente
la sopravvivenza delle cellule neuronali circostanti, che molecole
neurotrofiche (come il fattore di crescita neuronale NGF) [Stoll et al. (2002)
Adv Exp Med Biol 513: 87-113], che possono intervenire attivamente per la
sopravvivenza delle cellule neuronali circostanti. Nonostante ci siano molti
dati riguardanti il ruolo delle cellule gliali dopo danno del SNC, piuttosto
esigui sono i dati riguardanti l’implicazione dei fenomeni infiammatori nei
processi di morte cellulare remota, cioè in aree funzionalmente connesse
all’area di lesione, ma distanti da essa.
Materiali e metodi
Abbiamo utilizzato come paradigma sperimentale l’emicerebellectomia
chirurgica [Florenzano et al. (2002) Neuroscience 115(2): 425-434; Viscomi et
al. (2004) Neuroscience 123: 393-404] per indagare il ruolo svolto dalla risposta
infiammatoria nella cascata di eventi che conduce alla degenerazione neuronale
dei nuclei precerebellari controlaterali all’area lesionata. A tale scopo,
abbiamo utilizzato due differenti trattamenti farmacologici noti per la loro
azione anti-infiammatoria e anti-apoptotica in diversi modelli sperimentali
[Vaquero et al. (2006) Histol Histopathol 21(10): 1091-1102]: (a) glucocorticoide
(Metilprednisolone); (b) tetraciclina (Minociclina).
Dopo aver effettuato sugli animali un’emicerebellectomia chirurgica, gli
stessi sono stati suddivisi in due gruppi sperimentali: il primo gruppo è stato
trattato cronicamente con Metilprednisolone (HCb-MPSS), mentre il secondo
con una soluzione salina (HCb-Sal). A vari tempi di sopravvivenza (7-14-21-
28-35), gli animali di entrambi i gruppi sono stati sacrificati e, mediante le
tecniche di immmunoistochimica e Western blotting, abbiamo analizzato, nei
2008 167

Sezione II
nuclei precerebellari dei due gruppi, la risposta gliale, l’espressione di alcune
citochine pro-infiammatorie (come l’IL-1b) e la risposta neuronale. La conta
del numero delle cellule gliali (microglia e astrociti) nei due gruppi sperimentali
ha evidenziato una differenza statisticamente significativa (P

Borse di studio
ria di lesione (degenerazione remota). Inoltre, l’uso di trattamenti terapeutici
in grado di agire selettivamente su un bersaglio chiave del processo infiammatorio
quale la microglia, ci ha permesso di iniziare a definire il contributo
dei principali protagonisti del fenomeno infiammatorio nei processi di degenerazione
remota. L’approfondimento del ruolo dei singoli componenti del
processo infiammatorio, nonché l’utilizzo di bersagli terapeutici mirati in
grado di ridurre, bloccare selettivamente le due popolazioni gliali e l’espressione
delle citochine pro-infiammatorie, rimane un aspetto di indagine
ancora aperto e attualmente in studio dal nostro laboratorio.
2008 169

Sezione II
Movimenti oculari e percezione della gravità
Marco Martellucci
Introduzione
Questo esperimento nasce in seguito al sempre maggiore affermarsi dall’idea
dell’esistenza di un modello interno di gravità che sia rappresentativo del
campo gravitazionale terrestre [Indovina et al. (2005) Science 308: 416-419;
Lacquaniti, Maioli (1989) Journal of Neuroscience 9: 149-159; McIntyre et al.
(2001) Nat Neurosci 4: 693].
Il suo scopo è verificare se esiste una relazione tra i movimenti oculari e
la percezione di oggetti in movimento sottoposti a campo gravitazionario
naturale (moto biologico) o alterato (moto a velocità costante e moto con gravità
opposta).
Esperimenti già condotti in questo senso da parte del laboratorio di
Fisiologia Neuromotoria della Fondazione Santa Lucia hanno studiato la
caduta di gravi sulla verticale terrestre in maniera naturale o con gravità
alterata. Questo esperimento invece è volto principalmente allo studio delle
strategie oculari (Smooth Pursuit e Saccadi) adottate in una traiettoria di
tipo pendolare. Pertanto è stata implementata su un computer una scena 3D
in cui è possibile osservare un pendolo che compie più cicli oscillatori all’interno
di una stanza.
Materiale e metodi
Al soggetto dell’esperimento viene presentata una scena 3D di una stanza
in cui un pendolo oscilla tra due pareti. Per effettuare lo scaling della lunghezza
del pendolo la figura di un uomo è posta ai lati dell’immagine senza
che intralci il campo visivo del soggetto durante la traiettoria del pendolo.
La massa pendolare ha sul centro un puntino nero che in maniera random
e completamente svincolata dalla frequenza di oscillazione del pendolo
si illumina. Al soggetto è chiesto di cliccare su un mouse in corrispondenza
della detection dell’evento luminoso.
I movimento oculari del soggetto sono registrati per mezzo dell’Eyelink2
un dispositivo dedicato che per mezzo di due telecamere a 250 Hz cattura ed
insegue il centro delle pupille dei soggetti. Attualmente il protocollo prevede
che il pendolo compia tre periodi di oscillazione con tre tempi diversi (4,5 –
4,75 – 5 secondi) nei casi di campo gravitazionario terrestre (g = 9,81) campo
gravitazionario “ inverso ” (g = -9,81) e moto costante (g = 0). In tal modo 9
sono le condizioni che vengono presentate al soggetto in maniera casuale
ognuna ripetuta 10 volte per un totale di 90 trial.
Drift correction e Calibrazione vengono eseguite non solo all’inizio della
fase di acquisizione, ma anche tra trial e trial così da garantire un’elevata
accuratezza dei dati ottenuti.
Un esperimento pilota è stato svolto su 12 soggetti di età compresa tra 21
e 43 anni.
170 2008

Borse di studio
Risultati
Le registrazioni ottenute sono state analizzate con Matlab e le tracce sono
state scomposte in Blinks, Fissazioni, Saccadi e Inseguimento Lento, definito
come ciò che non rientra nelle prime tre categorie.
L’analisi fino ad ora effettuata ha riguardato la distribuzione delle Saccadi,
da cui si è trovato un differente andamento al variare della legge di moto
adottata con una distribuzione non uniforme su tutto l’arco di circonferenza
descritto dal pendolo.
Anche l’Errore di Velocità tra la velocità della massa pendolare e dell’Inseguimento
Lento ha dato dei primi risultati da cui si evince che al variare della
condizione gravitazionaria il ritardo con cui l’occhio insegue il pendolo non è
costante ma varia. Similmente si può dire del Reaction Time inteso come il
tempo di latenza tra l’illuminamento del punto centrale del pendolo e il tempo
impiegato dal soggetto nella detection.
2008 171

Sezione II
Investigazioni di Proteomica in malattie ereditarie
Valeria Marzano
Introduzione e scopo della ricerca
La proteomica è una disciplina post-genomica basata sull’osservazione
delle differenze nell’insieme delle proteine di un determinato stato (siano
esse derivate da cellule, tessuti, particolari stati patologici, etc.); vengono
studiati quindi modelli proteici complessi presenti nelle diverse condizioni
prese in esame [Tyers et al. (2003) Nature 422: 193-197] con l’intento di contribuire
ad una descrizione ad ampio raggio di un particolare processo biologico,
non basandosi sullo studio di singoli polipeptidi ma cercando di
comprendere, attraverso l’analisi del maggior numero di proteine possibili,
l’effetto delle funzioni cellulari e dei fenomeni biologici nel loro insieme
(sistem biology). Per questo motivo, le ricerche di proteomica risultano di
particolare interesse nel caso di malattie genetiche; sebbene la causa della
disfunzione risieda a livello genetico, le conseguenze funzionali di tale aberrazione
sono espresse a livello proteico [Lim et al. (2004) Lab Invest 84:
1227-1244] e la comprensione di una data patologia è chiaramente possibile
solo attraverso l’analisi dell’insieme dei processi biologici da essa derivanti.
L’ataxia telangiectasia (AT) è una patologia genetica autosomale recessiva
caratterizzata da una progressiva deficienza neurologica dovuta a degenerazione
cerebellare con conseguente ridotta mobilità, telangiectasia oculare,
alto rischio di sviluppare tumori linfoidi e un’aumentata sensibilità
verso le radiazioni ionizzanti [Shiloh (2003) Nat Rev Cancer 3: 155-168]. Le
cause della malattia risiedono nelle mutazioni a carico del gene che codifica
la chinasi ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) con conseguente perdita di
un’espressione proteica funzionale. Recentemente sono state riportate evidenze
sperimentali [Dornan et al. (2006) Science 313: 1122-1126; Winter et
al. (2008) Nat Cell Biol 10: 812-824] che suggeriscono il ruolo di ATM nel
modulare la stabilità di importanti effettori dello stress cellulare prevalentemente
attraverso la fosforilazione di enzimi coinvolti nel controllo della
qualità e stabilità delle proteine (sistema della degradazione via ubiquitinaproteasoma,
Ub-P), meccanismo di sorveglianza dello stato cellulare finemente
regolato che svolge un ruolo essenziale nel bilanciamento tra proliferazione
e morte cellulare.
La degenerazione cellulare innescata da difetti nel processo di segnalazione
Ub-P è stata correlata con diverse patologie, tra cui alcune neurodegenerative
e linfoproliferative [Tai et al. (2008) Nat Rev Neurosci 9: 826-838].
L’AT può, quindi, essere considerata un adeguato modello per lo studio delle
malattie neurodegenerative e della predisposizione al cancro, giocando ATM
una funzione centrale nell’analisi della risposta al danno al DNA, della trasduzione
del segnale e del controllo del ciclo cellulare [Lavin (2008) Nat Rev
Mol Cell Biol 9: 759-769].
Lo scopo di questo progetto è quello di delucidare il ruolo di ATM nel
sistema Ub-P, tramite un approccio di tipo proteomico, per cercare di iden-
172 2008

Borse di studio
tificare i bersagli proteici indirizzati verso la degradazione a seguito dell’attività
chinasica di ATM. Si verrebbe così a definire una nuova funzione per
tale proteina allo scopo di precisare nuovi processi molecolari, la cui mancata
regolazione sarebbe coinvolta nell’insorgenza della patologia AT.
Risultati e prospettive future
La linea linfoblastoide L6, derivata da un paziente con AT, e la corrispondente
linea stabilmente trasfettata con il costrutto ATM-wt (chinasi funzionale,
L6ATM) sono stati scelti come modelli cellulari sperimentali. Le proteine
estratte da lisati provenienti da cellule L6ATM non trattate o trattate con un
inibitore di ATM (KU-55933) o con un attivatore di ATM (NCS) sono state
separate attraverso elettroforesi bidimensionale (2-DE, in base al punto isoelettrico
e peso molecolare); dopo colorazione argentica si sono così ottenute
mappe di espressione proteica in presenza/assenza di attività di ATM. La successiva
e futura analisi qualitativa e quantitativa delle proteine differenzialmente
espresse, seguita dall’identificazione tramite spettrometria di massa,
permetterà nel prosieguo della ricerca di ottenere sia un pannello di proteine
la cui stabilità è modulata da ATM, sia le eventuali modificazioni post-traduzionali
a cui esse sono interessate.
Recentemente è stato dimostrato come ATM possa regolare la degradazione
della proteina anti-apoptotica Flip tramite ITCH (un enzima E3-ubiquitin
ligasi) [Stagni et al. (2008) Blood 111: 829-837]; dunque l’identificazione di
Flip nelle mappe 2-DE e la caratterizzazione degli eventuali siti di ubiquitinazione
di Flip sono state oggetto di ricerca, in quanto esemplificativo modello
di studio di un bersaglio dell’attività Ub-P dipendente di ATM. Effettuando
immunoblot anti-Flip sulle mappe 2-DE, si è visto che i livelli proteici della
proteina anti-apoptotica aumentano nelle cellule L6ATM trattate con KU-
55933 e diminuiscono in presenza di NCS rispetto al controllo, confermando
l’azione di degradazione di Flip da parte di ATM. Gli spots proteici, corrispondenti
alla posizione di Flip nelle lastre dell’immunoblot, sono stati prelevati
dalle rispettive mappe argentiche 2-DE; dopo digestione con endopeptidasi
(tripsina) i peptidi triptici ottenuti sono stati valutati mediante “ peptide mass
fingerprinting ” e “ petide sequencing ” utilizzando lo spettrometro di massa
MALDI-TOF/TOF (Ultraflex III, Bruker-Daltonik GmbH), nella modalità
ionica positiva/reflectron [Aebersold et al. (2003) Nature 422: 198-207]. Dopo
interpretazione degli spettri di massa e analisi in banca dati, solo due fra i
peptidi estratti corrispondono, rispetto al digesto teorico, a frammenti di Flip
(KSIQESEAFLPQSIPEER e MDRKAVETHLLR), ma il basso score di assegnazione
non ne permette un’identificazione certa.
Per accrescere la sensibilità dello studio si stanno mettendo a punto tecniche
di immunoprecipitazione di Flip (sia su colonnine che con biglie magnetiche
legate all’anticorpo), compatibili con la successiva analisi in spettrometria
di massa, in modo da ottenere una quantità maggiore di proteina nelle condizioni
di presenza/assenza di ATM funzionale permettendo anche una più fine
interpretazione degli eventuali siti di ubiquitinazione. Contemporaneamente
si sta portando avanti un complementare approccio per identificare le pro-
2008 173

Sezione II
teine la cui abbondanza varia in risposta all’attività di ATM; i lisati delle cellule
L6 e L6ATM sono stati sottoposti a proteolisi, l’insieme dei peptidi risultanti
è stata separata per isoelettrofocalizzazione e la complessità dei peptidi
estratti da ogni diversa frazione di pI è stata analizzata in toto tramite nanocromatografia
liquida a fase inversa accoppiata ad analisi di spettrometria di
massa tandem (Q-Tof Premiere, Micromass-Waters).
Preliminari risultati, da confermare, indicano un’espressione differenziale
di vari polipeptidi, tra cui proteine coinvolte nel sistema Ub-P (Ubiquitin carboxyl-terminal
hydrolase isozyme L5, 26S protease regulatory subunit 6A,
Proteasome subunit a type-6, -4, b type-9, 26S proteasome non-ATPase regulatory
subunit 14, Proteasome activator complex subunit 2).
174 2008

Borse di studio
Ruolo della chinasi ATM (ataxia telangiectasia mutated)
nella stabilità proteica
Michele Mingardi
Introduzione
L’Atassia-Telangectasia (AT) è una patologia neurodegenerativa autosomica,
associata alla mutazione del gene che codifica per la chinasi ATM. ATM
è una serina/treonina chinasi, principale trasduttore cellulare del danno al
DNA a doppia elica. In risposta al danno al DNA, ATM fosforila in serina e
treonina una serie di substrati e portando all’attivazione di una cascata di
trasduzione del segnale che indirizzerà la cellula verso l’arresto del ciclo o la
morte programmata (apoptosi). L’AT è caratterizzata da una marcata perdita
delle cellule del Purkinje e dei granuli, che porta all’atassia, dalla sensibilizzazione
alle radiazioni ionizzanti e dall’alta incidenza dello sviluppo di tumori,
principalmente a carico dell’apparato immunitario.
Abbiamo recentemente identificato ATM come un modulatore importante
dell’apoptosi mediata da Fas, un membro della famiglia dei TNF receptors. In
questo contesto, ATM modula negativamente i livelli della proteina antiapoptotica
FLIP, favorendo la morte cellulare. Inoltre TRAIL, un altro membro
della famiglia del TNF, è stato proposto come un nuovo potenziale chemioterapico
in grado di indurre apoptosi selettivamente nelle cellule tumorali.
Anche in questo contesto sembra essere importante la regolazione dei livelli di
FLIP da parte di ATM. Infine è stato dimostrato che in risposta all’attivazione
di ATM viene indotta la via dell’ubiquitina proteasoma [Taylor et al. (2002)
Oncogene 21(28): 4363-4373].
Il ruolo di ATM come modulatore di questa via è in accordo con un
recente approccio proteomico che ha portato a definire una rete di relazioni
assai più complessa di quanto si fosse ritenuto. Infatti, sono stati identificati
più di 700 potenziali nuovi substrati, tra cui diversi componenti dell’apparato
dell’ubiquitina proteasoma [Matsuoka et al. (2007) Science 316(5828): 1160-
1166]. È stato dimostrato che la chinasi ATM è in grado di modulare l’ubiquitinazione
di proteine sia mediante fosforilazione diretta della proteina bersaglio
in seguito alla quale viene regolata la sua interazione con l’apparato proteasoma
ubiquitina, sia mediante fosforilazione dell’E3 ubiquitina ligasi che
direttamente ubiquitina la proteina bersaglio [Khosravi et al. (1999) Proc Natl
Acad Sci USA 96(26): 14973-14977; Wu et al. (2006) Science 311(5764): 1141-
1146; Maya et al. (2001) Genes Dev 15(9): 1067-1077; Dornan et al. (2006)
Science 313(5790): 1122-1126].
Tutti questi dati suggeriscono quindi che ATM possa essere implicato
nella regolazione della stabilità di FLIP o mediante fosforilazione diretta dello
stesso FLIP o, in alternativa, mediante la fosforilazione di alcuni componenti
della via dell’ubiquitina. Anche se è stato mostrato che la fosforilazione è in
grado di modulare la stabilità della proteina FLIP S
[Meinander et al. (2007) J
Immunol 178(6): 3944-3953], non ci sono attualmente dati disponibili sulla
modulazione dell’ubiquitinazione di FLIP L
in seguito a fosforilazione. È stata
2008 175

Sezione II
invece recentemente descritta l’ubiquitinazione di FLIP a valle della stimolazione
del recettore per il TNF, come modulatore del segnale apoptotico [Chen
et al. (2005) EMBO J 24(19) 3411-3422]. Il TNF innesca l’attivazione di JNK, il
quale fosforila direttamente l’E3 ubiquitina ligasi ITCH, promuovendone la
sua attività e la degradazione di FLIP. Questa osservazione suggerisce la possibilità
che ATM possa modulare i livelli di FLIP agendo sull’attività dell’ubiquitina
ligasi ITCH. Nonostante quindi ATM svolga un ruolo fondamentale nel
regolare i livelli della proteina FLIP L
,i meccanismi molecolari alla base di
questa regolazione sono ancora sconosciuti.
Risultati
ATM regola i livelli di FLIP attraverso il proteasoma – La prima domanda
che ci siamo posti è stata se ATM possa modulare la degradazione di FLIP L
attraverso la via del proteasoma. Abbiamo quindi incubato cellule che non
hanno ATM e cellule in cui l’espressione di ATM è stata ricostituita mediante
espressione di un costrutto che codifica per la proteina wt oppure per un suo
mutante cataliticamente inattivo, in presenza o in assenza dell’inibitore del
proteasoma MG132. Il livello di espressione di FLIP è stato quindi rilevato
mediante immunoblotting con specifici anticorpi. Coerentemente con quanto
già osservato in precedenza, cellule che non esprimono ATM funzionale presentano
livelli di FLIP L
sensibilmente maggiori delle stesse cellule esprimenti
ATM-wt. Inoltre, l’inibizione del proteasoma, induce un forte accumulo di
FLIP L
nelle sole cellule che esprimono ATM-wt. Da questi esperimenti concludiamo
che ATM regola FLIP a livello post-trascrizionale attraverso una via
proteosoma-dipendente.
L’E3 ubiquitina ligasi ITCH è un substrato diretto di ATM – L’E3 ubiquitina
ligasi ITCH è in grado di indurre la degradazione di FLIP. Ci siamo quindi
chiesti se questa proteina potesse essere substrato di ATM e se, in seguito a
danno al DNA, venisse fosforilata. Per verificare questa ipotesi, abbiamo
quindi allestito un saggio chinasico in cui abbiamo trasfettato ATM e successivamente
stimolato le cellule in modo da provocare danno al DNA e la conseguente
attivazione di ATM. Abbiamo quindi immunoprecipitato la proteina
ATM attivata e l’abbiamo incubata con i substrati GST-c-FLIP e GST-ITCH in
presenza di ATP marcato. Abbiamo poi visualizzato mediante autoradiografia
in quale substrato fosse avvenuta l’incorporazione del 32 P ad opera di ATM.
Soltanto GST-ITCH è risultata fosforilata, consentendoci di concludere che
ITCH è un substrato di ATM in vitro e suggerendo l’ipotesi che ATM possa
modulare la stabilità di FLIP L
mediante la fosforilazione di ITCH.
Ruolo di ATM nella modulazione dell’attività della E3 ubiquitina ligasi
ITCH – Al fine di analizzare il possibile ruolo di ATM nella modulazione di
ITCH abbiamo allestito un saggio di ubiquitinazione che ci ha consentito di
rilevare l’effetto dell’attività chinasica di ATM sull’attività enzimatica della E3
ubiquitina ligasi ITCH. Lo scopo di tale saggio si basa sull’osservazione che
l’attivazione di ITCH oltre a determinare l’ubiquitinazione dei suoi substrati
specifici determina anche l’induzione di un processo di autoubiquitinazione.
176 2008

Alti livelli di attività di ITCH corrispondono quindi a un incremento della sua
autoubiquitinazione. ITCH è stato pertanto co-trasfettato con un costrutto per
l’espressione dell’ubiquitina-HA, in presenza e in assenza di ATM e la sua attivazione
rilevata tramite immunoblotting con anticorpi anti-HA sulla proteina
ITCH immunoprecipitata. Lo stesso tipo di analisi è stato effettuato anche su
proteine endogene utilizzando anticorpi specifici anti-ubiquitina. In tal caso
l’attività di ATM endogeno è stata indotta con agenti che provocano danno al
DNA. Abbiamo osservato che, dopo la stimolazione dell’attività di ATM, ITCH
viene autoubiquitinato, e quindi attivato, solo nelle cellule che esprimono la
proteina ATM.
Conclusioni
Borse di studio
Questi risultati ci hanno consentito di concludere che all’interno di questa
via di trasduzione del segnale, che regola la stabilità della proteina FLIP L
, sia
coinvolto il meccanismo della degradazione proteasomiale. Abbiamo inoltre
osservato che ITCH è un substrato diretto di ATM in vitro, suggerendo l’ipotesi
che ATM possa modulare la stabilità di FLIP L
mediante la fosforilazione
di ITCH. Tale ipotesi è ulteriormente supportata dall’osservazione che la presenza
di ATM attivo porta all’autoubiquitinazione di ITCH, indice della sua
attivazione.
L’identificazione di ATM come un importante modulatore della via di
degradazione dipendente dall’ubiquitina-proteasoma suggerisce che la perdita
di questa funzione possa contribuire in modo importante anche al fenotipo
AT. In tale contesto è importante ricordare che alterazioni dell’ubiquitinazione
sono alla base di molte patologie neurodegenerative; pertanto la definizione
dei meccanismi molecolari che ci sono alla base risulta essere di fondamentale
importanza.
2008 177

Sezione II
Ruolo della RNA-binding protein Sam68
nella regolazione dello splicing alternativo di SMN2
Maria Paola Paronetto
Introduzione
Le amiotrofie spinali (SMA) sono un gruppo di patologie dovute alla
degenerazione dei motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale,
deputate all’innervazione della muscolatura scheletrica, che porta all’atrofia
muscolare. Le SMA costituiscono la causa genetica primaria di mortalità
infantile, con un’incidenza di 1 caso su 6000 nella popolazione umana. Le
SMA sono patologie recessive autosomiche, suddivise in tre tipi a seconda
della severità della malattia [Monani (2005) Neuron 48: 885-896]. L’alterazione
genetica associata alla SMA è la perdita del gene telomerico SMN1 in
omozigosi; il gene SMN è presente in due copie, SMN1 e SMN2, ma l’espressione
di SMN2 non è in grado di ovviare alla perdita di SMN1 per ripristinare
l’attività del complesso SMN [Monani (2005) Neuron 48: 885-896]. Le due
copie differiscono solamente in cinque aminoacidi, ma con grandi conseguenze
sulla stabilità della proteina. Le due diverse proteine sono il prodotto
di pre-mRNA che differiscono in una singola base, una sostituzione da C a T
in posizione +6 nell’esone 7 di SMN2; questa sostituzione favorisce l’esclusione
dell’esone nella maggior parte dei trascritti di SMN2. SMN fa parte di
un complesso multi proteico presente in tutti i metazoi nel citoplasma ed in
gemme nucleari. Oltre a SMN il complesso SMN contiene altre sei proteine,
chiamate gemine (da 2 a 7), e svolge un ruolo fondamentale nell’assemblaggio
delle piccole ribonucleoproteine nucleari (snRNPs) [Gubitz et al. (2004) Exp
Cell Res 296: 51-56].
La regolazione dell’esone 7 di SMN2 rappresenta un modello clinicamente
importante per studiare l’impatto della regolazione dello splicing sulle
patologie umane [Cartegni et al. (2002) Nat Rev Genet 3: 285-298; Pellizzoni
(2007) EMBO Rep 8: 340-345; Wang, Cooper (2007) Nat Rev Genet 8: 749-761].
Due modelli sono stati proposti per spiegare l’effetto causato dalla sostituzione
C-T nell’esone 7 di SMN2. Il primo, proposto da Cartegni e Krainer
[(2002) Nat Genet 30: 377-384], propone che la mutazione C-T abbia l’effetto
di distruggere un sito enhancer, inibendo il legame del fattore di splicing
ASF/SF2, ed influenzando così il riconoscimento dell’esone. L’altro modello,
proposto da Kashima e Manley [(2003) Nat Genet 34: 460-463], propone che
la sostituzione C-T possa creare un sito silencer, legato dal fattore di splicing
hnRNPA1, che favorisce lo skipping dell’esone 7 dal pre-mRNA di SMN2. È
stato inoltre dimostrato che TRA2b svolge un ruolo antagonista a quello di
hnRNPA1, favorendo l’inclusione dell’esone 7 [Hofmann et al. (2000) Proc
Natl Acad Sci USA 97: 9618-9623]. Tutto ciò evidenzia come l’espressione di
specifici fattori di splicing possa influenzare lo splicing alternativo, anche partendo
da un medesimo background genetico. L’attenta analisi dell’esone 7 di
SMN2 ha rivelato la presenza di un sito di binding per la STAR protein
Sam68 appena prima il sito di legame per hnRNPA1.
178 2008

Borse di studio
Sam68 appartiene alla famiglia STAR (Signal Transduction and Activation
of RNA metabolism) [Vernet, Artzt (1997) Trends Genet 13: 479-484], e fu
identificata per la prima volta come target della tirosin chinasi Src. La localizzazione
sub-cellulare di Sam68 e la sua affinità per l’RNA sono regolate da
modificazioni post-traduzionali come fosforilazioni e metilazioni [Wang et al.
(1995) J Biol Chem 270: 2010-2013]. Un ruolo di Sam68 nello splicing alternativo
è stato proposto per la prima volta da Matter [Matter et al. (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, Sharp (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 [Batsché et al. (2006) Nat Struct Mol Biol 13:
22-29], suggerendo una sua partecipazione agli eventi di splicing negli stadi
iniziali di sintesi del pre-mRNA di CD44.
Negli ultimi due anni il nostro laboratorio ha approfondito il ruolo di
Sam68 nella regolazione dello splicing alternativo, con l’identificazione di
nuovi target molecolari [Paronetto (2007) J Cell Biol 176: 929-939] e con la
loro caratterizzazione nell’avanzamento tumorale [Busà et al. (2007) Oncogene
26: 4372-4382].
In questo lavoro ci proponiamo di studiare il ruolo di Sam68 nella regolazione
dello splicing di SMN2.
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 1 mg di
DNA (SMN2 minigene, insieme a pEGFP-Sam68wt, pEGFPSam68V229F,
pEGFPhnRNPA1, pCMVTRA2b, pEGFPNLSko) con lipofectamina (Invitrogen).
24 ore dopo la trasfezione le cellule sono state raccolte per l’estrazione
di RNA o per analisi biochimiche.
Per la ”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).
Co-immunoprecipitazioni – Gli esperimenti di co-immunonoprecipitazione
e pull-down sono stati condotti come precedentemente descritto [Paronetto
(2007) J Cell Biol 176: 929-939].
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. 1mg 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 in grado di discriminare tra l’inclusione
e l’esclusione dell’esone 7 di SMN2.
2008 179

Sezione II
Risultati e discussione
Sam68 modula lo splicing alternativo dell’esone 7 di SMN2 – La transizione
C-T in posizione +6 dell’esone 7 crea un potenziale sito di binding per Sam68
(UUUUA) proprio prima del sito di legame per hnRNPA1 (UAGACA) nel premRNA
di SMN2. Per capire se Sam68 sia in grado di modulare lo splicing
alternativo dell’esone 7 di SMN2, abbiamo condotto saggi di splicing in vivo
trasfettando un minigene con la regione genomica che va dall’esone 6 all’esone
8 di SMN2 umana [Lorson et al. (1999) Proc Natl Acad Sci USA 96:
6307–6311], insieme a dosi crescenti di Sam68, ed abbiamo ottenuto come
risultato che l’esclusione dell’esone 7 aumenta in maniera dose dipendente.
Abbiamo ottenuto lo stesso risultato trasfettando quantità crescenti di
hnRNPA1 insieme al minigene di SMN2; al contrario, la trasfezione di dosi
crescenti di TRA2b aumenta l’inclusione dell’esone 7 in maniera dose dipendente,
confermando il ruolo antagonista ad hnRNPA1 di questo fattore di splicing.
La capacità di legare l’RNA di Sam68 è richiesta per l’attività di splicing
verso SMN2 – Per testare se la capacità di legare l’RNA di Sam68 fosse necessaria
per la sua attività di splicing verso SMN2 abbiamo usato due differenti
mutanti di Sam68 in cotrasfezione con il minigene di SMN2. Il primo
mutante (V229F) [Paronetto (2007) J Cell Biol 176: 929-939] presenta una
mutazione nel dominio GSG di legame all’RNA e riproduce una mutazione
dell’omologo di Sam68 in C. elegans, GLD1 [Schumacher et al. (2005) Cell
120: 357-368]: il secondo mutante (NLSko) [Paronetto (2007) J Cell Biol 176:
929-939] contiene due mutazioni in due arginine presenti nel segnale di localizzazione
nucleare, impedendo alla proteina di entrare nel nucleo.
Esperimenti di cotrasfezione in vivo hanno dimostrato che entrambi i
mutanti di Sam68 non sono in grado di indurre l’esclusione dell’esone 7 di
SMN2, dimostrando il ruolo diretto di legame all’RNA da parte di Sam68 in
questo evento di splicing alternativo.
Per confermare che la sequenza UUUUA è fondamentale per l’attività di
splicing di Sam68 nei confronti di SMN2, abbiamo utilizzato un mutante con
due G al posto delle due T in posizione +4 e +5; la cotrasfezione di questo
mutante insieme a Sam68 in saggi di splicing in vivo ha dimostrato che questa
mutazione inibisce l’esclusione dell’esone 7 mediato da Sam68. Un effetto
ancora più drastico di inibizione lo abbiamo ottenuto con sostituzione della A
in posizione +7 nel minigene, che distrugge oltre al consenso per Sam68
anche il consenso per hnRNPA1. Questo risultato dimostra che Sam68 e
hnRNPA1 legano siti distinti nel pre-mRNA di SMN2.
Sam68 e hnRNPA1 cooperano nel mediare lo skipping dell’esone 7 di
SMN2 – Per capire se hnRNPA1 e Sam68 cooperano nel mediare l’esclusione
dell’esone 7 di SMN2, Sam68 e hnRNPA1 sono state trasfettate in cellule
silenziate o meno per Sam68 ed hnRNPA1.
Il risultato di questi esperimenti in vivo è stata una debole ma riproducibile
diminuzione dell’esclusione dell’esone 7 di SMN2, dimostrando che le
due proteine cooperano in questo evento di splicing. Inoltre esperimenti di
over-espressione di Sam68 e hnRNPA1 insieme al fattore TRA2b hanno dimo-
180 2008

strato che Sam68 e hnRNPA1 insieme producono un’inibizione più forte dell’inclusione
dell’esone 7 mediata da TRA2b, portando alla conclusione che l’effetto
non è additivo ma cooperativo.
Mutazioni che interferiscono con l’attività di Sam68 sono in grado di ripristinare
l’inclusione dell’esone 7 nel pre-mRNA di SMN2 – Sam68 agisce in vivo
come un dimero [Chen et al. (1997) Mol Cell Biol 17: 5707-5718], e interagisce
con hnRNPA1 attraverso il suo dominio carbossi-terminale [Paronetto (2007)
J Cell Biol 176: 929-939]. Da questo presupposto abbiamo ipotizzato che inibendo
l’omo-dimerizzazione di Sam68 o la sua interazione con hnRNPA1
dovremmo essere in grado di inibire la sua attività di splicing nei confronti di
SMN2. Abbiamo quindi co-trasfettato il minigene di SMN2 insieme ad
hnRNPA1 ed a quantità crescenti del mutante di legame all’RNA, ma non di
omo-dimerizzazione, Sam68 V229F
oppure insieme a quantità crescenti della
porzione C-terminale di Sam68 (GFP-Sam68 351-443
), che compete con la Sam68
endogena per il legame ad hnRNPA1. Il risultato ottenuto è stato l’inibizione
dell’esclusione dell’esone 7 di SMN2 mediato da Sam68 ed hnRNPA1, endogene
o trasfettate.
Questi esperimenti suggeriscono che GFP-Sam68 V229F
e GFP-Sam68 351-443
sono efficienti competitori dello skipping di SMN2 in vivo.
Conclusioni
Borse di studio
I nostri risultati indicano che Sam68 favorisce l’esclusione dell’esone 7 di
SMN2; l’inibizione della capacità di legame all’RNA di Sam68 con la costruzione
di un mutante difettivo (V229F) o l’inibizione del legame a hnRNPA1
con la costruzione di mutanti di miniproteine contenenti il dominio C-terminale
di Sam68, sono in grado di revertire l’esclusione dell’esone 7 di SMN2,
aumentandone l’inclusione.
Questi risultati identificano un nuovo regolatore dello splicing alternativo
di SMN2 e aprono la strada allo sviluppo di nuovi approcci terapeutici per
contrastare l’esclusione dell’esone 7 di SMN e ristabilire l’espressione del complesso
SMN nelle cellule dei pazienti di SMA.
2008 181

Sezione II
Studi genetici nella Paraparesi Spastica Ereditaria
Clarice Patrono
Introduzione
Le paraparesi spastiche ereditarie (HSP) rappresentano un gruppo eterogeneo
di patologie, sia dal punto di vista clinico che genetico; sono caratterizzate
da un progressivo indebolimento e spasticità degli arti inferiori dovuti a
degenerazione degli assoni corticospinali. Le HSP possono essere divise in
forme “ pure ”, che presentano come sintomo predominante una spasticità
progressiva isolata e forme “ complicate ”, associate ad altre anomalie neurologiche
come neuropatia ottica, retinopatia, ritardo mentale, atassia e sordità
neurale.
Sulla base del meccanismo di trasmissione genetica le HSP possono
essere classificate in autosomiche dominanti (AD-HSP), autosomiche recessive
(AR-HSP) o X-linked. Sono anche stati descritti casi apparentemente sporadici.
Le forme più comuni sono rappresentate dalle AD-HSP pure. Studi di
linkage hanno permesso di individuare finora almeno 43 loci correlati con le
HSP. Per quanto riguarda le ADHSP sono stati identificati 19 loci, per 9 dei
quali sono stati identificati i geni responsabili.
La forma più comune di AD-HSP, che comprende circa il 40% dei casi, è
associata a mutazioni del gene SPAST (2p21-p24). SPAST codifica per una
proteina di 616 aminoacidi, la spastina, appartenente alla famiglia delle proteine
AAA (ATPasi associate a diverse attività cellulari). Gli altri geni noti per
le AD-HSP sono: SPG3A (14q11.2-q24.3), SPG6 (15q11.1), SPG8 (8p24.13),
SPG10 (12q13), SPG13 (2q24-q34), SPG17 (11q12-q14), SPG31 (2p12) e
SPG42 (3q24-q26).
SPG3A codifica per l’atlastina, una proteina della famiglia di GTPasi dette
dinamine. Le forme associate a SPG3A rappresentano circa il 10% delle AD-
HSP, più frequenti nelle famiglie che presentano esordio della malattia entro i
20 anni. SPG6, detto anche NIPA1 (Nonimprinted in Prader-Willi/Angelman
syndrome 1) codifica per una proteina di membrana di cui non si conosce la
funzione. Al locus SPG8 è associata una grave forma di HSP pura; il gene
codifica per una proteina, detta strumpellina, di funzione non nota. Per le
HSP associate a SPG10, forme pure o con atrofia muscolare distale, sono
state individuate mutazioni nel gene KIF5A (catena pesante della chinesina).
In un’altra forma di AD-HSP pura (locus SPG13) è stata identificata una
mutazione nel gene HSP60, che codifica per la chaperonina mitocondriale
Hsp60. Sono state trovate mutazioni nel gene BSCL2 in famiglie con sindrome
di Silver (locus SPG17), una forma complicata di HSP associata con
un marcato indebolimento e atrofia dei muscoli delle mani e, in alcuni casi,
anche dei muscoli dei piedi. Il gene BSCL2, che codifica per la proteina seipina,
era stato precedentemente associato ad una malattia autosomica recessiva,
la lipodistrofia congenita di Berardinelli-Seip. Sono state identificate
diverse mutazioni nel gene REEP1 (locus SPG31), che codifica per una proteina
mitocondriale. Il gene responsabile per AD-HSP individuato più recente-
182 2008

mente è SLC33A1, (locus SPG42) che codifica per un trasportatore di membrana
dell’acetil-CoA.
Il programma di ricerca prevede l’analisi molecolare di pazienti con AD-
HSP e la messa a punto, per lo screening di mutazioni per il gene NIPA1, di
una metodica basata sulle mobilità del DNA eteroduplex, detta CSCE (elettroforesi
capillare conformazione-sensibile).
Materiali e metodi
È stato eseguito lo studio mutazionale del gene NIPA1 su sessantadue
pazienti italiani con AD-HSP, risultati negativi all’analisi del gene SPAST, a
partire da DNA genomico estratto da leucociti con procedure standard. I 5
esoni di NIPA1 e le rispettive regioni introniche fiancheggianti sono stati
amplificati tramite PCR. La reazione di PCR è stata eseguita con il primer
forward marcato all’estremità 5’ con il fluoroforo 6-FAM e il primer reverse
non marcato. La tecnica di screening tramite CSCE prevede una fase di denaturazione
del prodotto di PCR e una successiva fase di rinaturazione lenta,
per la formazione del DNA eteroduplex. I campioni con una mutazione conterranno
una miscela di frammenti omoduplex ed eteroduplex. L’elettroforesi
di questi campioni in condizioni parzialmente denaturanti darà origine a picchi
con alterata mobilità rispetto a campioni wild-type. La presenza e la caratterizzazione
delle putative mutazioni sarà confermata dal successivo sequenziamento
automatico con il Genetic Analyzer 3130 (Applied Biosystems,
Foster City, CA).
I campioni, dopo il trattamento di denaturazione e rinaturazione, sono
stati diluiti 1/10 in acqua con un volume finale di 10 ml e aggiunta di 0.2 ml di
GeneScan-500LIZ Size Standard. L’elettroforesi capillare è stata eseguita sullo
strumento Genetic Analyzer 3130 (Applied Biosystems, Foster City, CA), utilizzando
un capillare di 36 cm e un particolare polimero CAP (Polimero per
Analisi Conformazionale). Per ogni esone del gene NIPA1 sono state eseguite
corse elettroforetiche a 3 diverse temperature (18°C, 22°C, 30°C), per evidenziare
gli eventuali cambiamenti di mobilità. L’analisi dei tracciati dell’elettroforesi
è stata eseguita con il software GeneMapper v4.0, confrontando il
profilo elettroforetico di un controllo normale con quello dei campioni HSP.
Risultati e conclusioni
Borse di studio
L’analisi CSCE ha permesso di individuare in alcuni pazienti HSP prodotti
di PCR caratterizzati da profilo elettroforetico anomalo. Tramite il
sequenziamento di tali esoni sono state individuate le seguenti varianti:
g.70_72 del GGC (esone 1), g.33805 G>A (esone 4) e g.37473 C>T (esone 5). La
prima variante è una delezione in frame di tre nucleotidi, che causa la delezione
di uno dei tredici residui di alanina presenti all’estremità N-terminale
della proteina NIPA1. Le altre due varianti sono sostituzioni nucleotidiche
corrispondenti a mutazioni silenti a livello della proteina, rispettivamente
T147T e N285N. Tutte e tre le varianti possono essere considerate polimorfismi,
dato che sono state riscontrate anche in individui sani.
2008 183

Sezione II
Finora sono state pubblicate solo quattro differenti mutazioni nel gene
NIPA1, due delle quali causano la stessa sostituzione aminoacidica (G106R).
Il nostro screening su pazienti italiani con AD-HSP non ha portato all’identificazione
di mutazioni nel gene NIPA1, a conferma che la forma associata al
locus SPG6 è una rara causa di HSP (

Borse di studio
Progettazione di sistemi meccanici
per la fisiologia del movimento
Alessandro Portone
Introduzione
L’attività svolta ha interessato lo studio di movimenti di intercettamento
del braccio. L’intercettamento di un oggetto in volo secondo traiettorie nello
spazio tridimensionale fornisce un esempio significativo di controllo dei
movimenti del braccio in condizioni naturalistiche e rappresenta un compito
motorio più complesso rispetto ai movimenti del braccio verso posizioni fisse
nello spazio, precedentemente indagati dal gruppo di ricerca MCBM del
dipartimento di Fisiologia Neuromotoria.
L’idea alla base del protocollo sperimentale consiste nel caratterizzare le
variabili motorie (cinematica del braccio e della mano e le attività muscolari)
e le strategie che il SNC utilizza nel controllo del movimento di intercettamento
di una palla in volo nello spazio tridimensionale verso un soggetto in
una varietà di condizioni il più possibile naturalistiche.
Materiali e metodi
Perché le caratteristiche di volo della palla siano controllabili in modo
accurato, ripetibili ed in modalità del tutto automatizzata, è stato utilizzato
un prototipo di un dispositivo di lancio (appositamente realizzato per questo
tipi di esperimenti) consistente in una struttura portante automatizzata per la
movimentazione di un lanciatore da allenamento cricket (Bola Professional
Cricket Bowling Machine, Stuart and Williams, Bristol, UK). Il dispositivo di
lancio consente anche il controllo ed il mantenimento del punto di lancio
della palla, indipendentemente dalle caratteristiche cinematiche conferite dal
lanciatore alla palla, la casualità nella scelta dei parametri di lancio e la creazione
della compagine percettiva necessaria per il corretto svolgimento delle
sessioni sperimentali attraverso la presenza di una superficie pannellata
(schermo) a copertura della struttura e del lanciatore.
Sono state condotte sei sessioni sperimentali, con differenti soggetti
destrimani (sei maschi e due femmine, con un’età compresa tra i 22 ed i 29
anni), nelle quali sono state registrate sia la cinematica del braccio sia l’attività
elettromiografica dei muscoli reclutati durante movimenti di intercettamento
di una palla in volo. Le traiettorie della palla sono state registrate, allo
stesso modo della cinematica del braccio, con un sistema di acquisizione di
movimento Vicon-612 (Vicon, Oxford, UK).
Alle sessioni sperimentali hanno fatto seguito una fase preliminare di
verifica dei dati registrati ed una successiva fase di analisi degli stessi.
2008 185

Sezione II
Studio dell’overespressione della SNAP-25
nelle fibre rampicanti della corteccia cerebellare
Francesca Puglisi
Introduzione
La funzione del sistema nervoso dipende in maniera critica dalla corretta
formazione di connessioni sinaptiche tra i neuroni. Durante lo sviluppo,
la competizione attività-dipendente tra diversi assoni per l’innervazione
della regione somatodendritica del target neuronale rappresenta uno
stadio importante al fine del raggiungimento dell’architettura definitiva del
cervello maturo. Nella competizione eterologa popolazioni neuronali
diverse competono per innervare regioni distinte dello stesso neurone. Una
volta raggiunto lo stadio di maturità, la plasticità dipendente dall’attività
continua per tutto il resto della vita non soltanto per modulare l’efficacia
sinaptica [Moser et al. (1994) Proc Natl Acad Sci USA 91(26): 12673-12675;
Engert, Bonhoeffer (1999) Nature 399(6731): 66-70] ma anche per mantenere
la normale distribuzione di fibre afferenti ad un determinato neurone
bersaglio.
Relativamente a tale tematica, la cellula di Purkinje (PC) è un ottimo
modello di studio perché è innervata da due diverse afferenze eccitatorie, la
fibra rampicante (CF) e le fibre parallele (PFs), connesse con due domini
dendritici nettamente distinti. Ciascuna CF, terminale assonico di un neurone
dell’oliva inferiore, prende contatto con l’intero compartimento dendritico
prossimale di una singola PC per mezzo di spine riunite in cluster a
contatto con ciascuna varicosità presinaptica. Numerose PFs, assoni dei
granuli cerebellari, formano sinapsi con le spine dei dendriti distali della PC
[Shepherd (2004) The Synaptic Organization of the Brain]. I due input eccitatori
sono caratterizzati da differenti proprietà dal punto di vista elettrofisiologico,
in particolare per quanto riguarda la probabilità di rilascio e la plasticità
sinaptica a breve termine. Le CFs presentano infatti un’alta probabilità
di rilascio (>40%) e paired pulse depression (PPD) come forma di plasticità
sinaptica mentre le PFs hanno una bassa probabilità di rilascio (

Nel nostro laboratorio è stato osservato che SNAP-25 ha un’espressione
differenziale nei due input eccitatori della corteccia cerebellare. In particolare
è espressa abbondantemente nelle PFs mentre è assente nei terminali
delle CFs. Pertanto si ipotizza che tale differenza possa influenzare le proprietà
elettrofisiologiche dei due input eccitatori.
Obiettivo
Il progetto ha lo scopo di studiare il nuovo ruolo regolativo di SNAP-
25. L’obiettivo sarà quello di esprimere in vivo SNAP-25 nella CF, per studiarne
gli effetti a livello elettrofisiologico. A tal fine utilizzeremo delle particelle
virali (vettori lentivirali) per veicolare l’espressione della SNAP-25
nelle fibre rampicanti tramite infezione locale delle cellule del nucleo olivare
inferiore.
Materiali e metodi
Borse di studio
Sono stati clonati nel vettore transfer lentivirale il cDNA della SNAP-25
ligato alla sequenza della Green Fluorescent Protein (GFP) sotto il promotore
PGK; come costrutto di controllo è stata clonata l’isoforma SNAP-23 fusa alla
GFP, in quanto SNAP-23 normalmente è espressa a bassi livelli nella CF, ma
non ha un ruolo regolativo.
La capacità di questi costrutti di essere espressi in cellule di mammifero
dapprima è stata testata in vitro, in colture cellulari della linea HEK293T,
osservando al microscopio a fluorescenza l’effettiva colorazione verde delle
cellule. I costrutti creati sono stati quindi utilizzati per assemblare le particelle
virali; queste, infettando una cellula di mammifero normale si integrano
nel genoma, permettendo l’espressione stabile del transgene. Le particelle
virali prima di essere usate in vivo sono state testate in vitro per valutare la
loro l’effettiva funzionalità.
In seguito, è stata messa a punto la tecnica di iniezione in vivo specificamente
nelle cellule del nucleo olivare inferiore mediante l’utilizzo del vettore
lentivirale recante il costrutto PGK-Gfp. Tale tecnica consiste nell’effettuare
un’operazione microchirurgica nell’animale anestetizzato, iniettando stereotassicamente
le particelle virali nel nucleo olivare, mediante un capillare collegato
ad una micropompa.
Una volta trovate le coordinate stereotassiche sono state effettuate le iniezioni
delle particelle virali veicolanti SNAP-25 o SNAP-23. A tre settimane dall’iniezione
gli animali sono stati sacrificati sotto anestesia totale e su fettine
cerebellari fissate è stata rilevata la marcatura fluorescente delle proteine
nelle CFs.
Da una prima analisi qualitativa al microscopio confocale non sono state
rilevate variazioni morfologiche delle CFs transgeniche. Il passo successivo
sarà quello di effettuare le registrazioni elettrofisiologiche.
2008 187

Sezione II
Plasticità comportamentale e neuromorfologica
in un modello murino della malattia di Alzheimer
Leonardo Restivo
Introduzione
Il morbo di Alzheimer, Alzheimer Disease (AD), è una patologia neurodegenerativa
che compromette le funzioni cognitive inducendo una lenta e progressiva
perdita della memoria di tipo dichiarativo lasciando inalterata la
memoria procedurale [Walsh, Selkoe (2004) Neuron 44(1): 181-193]. Alcuni
marcatori biologici sono in grado di discriminare la patologia di Alzheimer
dalle altre demenze senili: tra i più importanti vi sono la formazione di placche
indotte dall’accumulo del peptide b-Amiloide (Ab) e la comparsa di viluppi
neurofibrillari. In particolare, la proteina Ab è generata dal taglio enzimatico
della proteina precursore della amiloide (APP). Nella sua forma più lunga
(Ab1-42) questa proteina può facilmente andare incontro a processi di oligomerizzazione
e fibrillazione precedenti alla formazione delle placche amiloidi.
Studi recenti hanno evidenziato il ruolo svolto dagli oligomeri non fibrillari
nella compromissione della funzionalità sinaptica neuronale, conducendo
alla formulazione dell’ipotesi sinaptica amiloide secondo la quale gli oligomeri
Ab agiscono selettivamente sulle sinapsi provocandone un malfunzionamento
seguito da uno sfoltimento del numero di contatti sinaptici antecedente
la formazione di placche amiloidi. Proprio la perdita di contatti sinaptici
è l’indice maggiormente correlato con i disturbi precoci di perdita della
memoria [Selkoe (2002) Science 298(5594): 789-791]. Lo sfoltimento sinaptico
ha inizio nelle aree ippocampali provocando una consistente perdita della
memoria episodica, estendendosi poi ad ampie regioni neocorticali alterando
capacità cognitive più complesse.
L’ipotesi sinaptica amiloide ha trovato conferma negli studi comportamentali
e neuromorfologici condotti sul modello murino di Alzheimer
TG2576 (TG). In questo modello l’espressione della proteina umana APP659
aumenta la concentrazione di Ab1−42 promuovendo la formazione di placche
amiloidi. In linea con l’ipotesi amiloide dello sfoltimento sinaptico, sono stati
riscontrati severi deficit di memoria nei topi di 6 mesi, ossia prima della formazione
delle placche [Kotilinek et al. (2002) J Neurosci 22(15): 6331-6335].
Ulteriori studi condotti su questo modello murino di AD hanno riportato
difetti di plasticità sinaptica, riduzione del numero e alterazione della geometria
delle spine dendritiche nelle aree ippocampali di animali compresi tra i 3
e 6 mesi di età [Jacobsen et al. (2006) Proc Natl Acad Sci USA 103(13): 5161-
5166; Lanz et al. (2003) Neurobiol Dis 13(3): 246-253; Middei et al. (2008)
Neurobiol Learn Memory (90): 467-471], confermando quindi che il deficit di
memoria episodica riscontrato in questi animali può essere attribuito ad una
alterazione strutturale delle sinapsi ippocampali.
La trasmissione sinaptica ippocampale ricopre un ruolo fondamentale nei
processi di apprendimento e consolidamento a breve termine delle tracce di
memoria. Secondo la teoria classica del consolidamento della memoria le
188 2008

Borse di studio
tracce di memoria vengono inizialmente codificate ed immagazzinate dall’ippocampo
al fine di essere rapidamente rievocate in funzione delle contingenze
esterne. Studi recenti indicano che un apprendimento di tipo dichiarativo
promuove un aumento del numero di spine dendritiche dei neuroni piramidali
del campo CA1 dell’ippocampo [Leuner et al. (2003) J Neurosci 23(2):
659-665; Knafo et al. (2004) Hippocampus 14(7): 819-825; Restivo et al. (2006)
Hippocampus 16(5): 472-479] suggerendo quindi che i cambiamenti morfologici
del neurone svolgono un ruolo fondamentale nei processi di apprendimento
e consolidamento della memoria a breve termine. In particolare, le
spine dendritiche sono piccole protrusioni presenti sull’albero dendritico che
ne estendono sensibilmente la superficie disponibile per generare contatti
sinaptici eccitatori con altri neuroni.
Abbiamo recentemente mostrato [Restivo et al. Structural remodeling of
hippocampal and cortical neurons occurs during systems memory consolidation.
Submitted] che il condizionamento avversivo al contesto (contextual fear
conditioning – CFC) promuove un robusto rimodellamento sinaptico a livello
dei neuroni piramidali del campo CA1.
Materiali e metodi
Al fine di caratterizzare i meccanismi di plasticità strutturale residui nel
modello murino di AD abbiamo valutato le modificazioni morfologiche (rimodellamento
delle ramificazioni dendritiche) indotte da CFC nel topo TG. Topi
Wild Type (WT) e TG maschi di 3 mesi di età sono stati sottoposti al condizionamento
avversivo del contesto.
Gli animali sono stati posti all’interno della gabbia di condizionamento ed
hanno ricevuto 5 shock elettrici (0.7mA, 2s) somministrati attraverso una griglia
elettrificata. Un gruppo di controllo per ciascun genotipo è stato sottoposto
alla medesima procedura dei topi addestrati, ma non ha ricevuto alcuno
shock elettrico. Trascorse 24 ore, gli animali sono stati riportati nella gabbia
di condizionamento ed il loro comportamento di paura (percentuale di tempo
speso in immobilità) è stato valutato da uno sperimentatore ignaro della condizione
sperimentale degli animali.
In linea con dati presenti in letteratura, i topi TG hanno mostrato livelli
ridotti di immobilità durante la sessione di test (t-test; p=0.038) rispetto ai
topi WT indicando quindi la presenza di un deficit di memoria in questo
modello murino di AD. Trascorse 24 ore dal termine della sessione di test, gli
animali sono stati sacrificati ed il loro cervello è stato processato mediante
impregnazione di Golgi-Cox. Successivamente, il cervello è stato tagliato
(100um) e l’ippocampo processato mediante una tecnica di fissaggio della reazione
di Golgi [Gibb, Kolb (1998) J Neurosci Methods 79(1): 1-4]. Il preparato
è stato quindi analizzato mediante il software di analisi Neurolucida (Microbrightfield,
USA) che consente una accurata ricostruzione della morfologia
del neurone nelle tre dimensioni.
L’analisi morfologica (complessità delle arborizzazioni dendritiche) condotta
su un ampio campione di neuroni piramidali dell’ippocampo (N=48, per
ogni gruppo) di topi TG e WT di controllo non ha rivelato differenze significa-
2008 189

Sezione II
tive tra i due gruppi. La complessità delle arborizzazioni dendritiche è stata
analizzata anche sui topi TG e WT sottoposti ad addestramento. Anche in
questi due gruppi non sono state rilevate differenze dovute al genotipo o
all’addestramento.
Questi dati indicano quindi che la complessità delle arborizzazioni dendritiche
in questo modello murino di AD non è alterata e la formazione dell’associazione
tra contesto e shock (memoria episodica) non induce un rimodellamento
della arborizzazione dendritica. La ridotta prestazione riscontrata
nel topo TG non deve quindi essere attribuita a consistenti rimodellamenti
della arborizzazione dendritica (macro-plasticità). Al contrario, il deficit di
memoria potrebbe essere dovuto ad alterazioni della fisiologia sinaptica
osservabili principalmente su scala ridotta (Micro-plasticità) e che si riflettono
in un graduale processo di alterazione delle caratteristiche geometriche
delle singole spine dendritiche all’interno di regioni cerebrali circoscritte
[Middei et al. (2008) Neurobiol Learn Memory (90): 467-471].
190 2008

Borse di studio
La valutazione delle abilità di guida dopo il coma:
validazione di una batteria psicometrica computerizzata
(Vienna System)
Daniela Silvestro
Introduzione
La “ Validazione di una batteria psicometrica computerizzata (Vienna
System) ” fa parte di uno studio multicentrico che coinvolge l’Austria, la
Germania e l’Italia (Fondazione Santa Lucia, Roma). Il focus del presente
studio è quello di indagare le condizioni specifiche-corrispondenti della
sicurezza stradale e la validazione di una nuova batteria di test, che consiste
in una serie di test di abilità (attenzione, concentrazione, psicologia del traffico)
già precedentemente validati in Austria e in Germania su guidatori di
diversa età.
Scopo primario dello studio – Validazione di una batteria psicometrica computerizzata
(Vienna System) su un campione normativo italiano, che possa rappresentare
successivamente una popolazione di riferimento per la valutazione
delle abilità di guida dopo il coma.
Scopo secondario dello studio – Evidenziare variabili predittive valide per
l’identificazione di persone a rischio di incidenti stradali, in particolare soggetti
con esiti di trauma cranio-encefalico o post-comatosi che richiedono un
giudizio sulla possibilità di riprendere a guidare.
Lo studio prevede la valutazione di circa 100 soggetti sani in possesso di
patente di guida sulla base dei seguenti criteri:
Criteri di inclusione:
• Età compresa tra i 18-60 anni.
• Maturata esperienza di guida di almeno 10.000 Km percorsi.
Criteri di esclusione:
• Danni fisici e organici che compromettono le normali capacità di guida.
• Abuso di sostanze (alcol e droghe).
• Soggetti con rilevante storia psichiatrica.
Metodi
Somministrazione dei seguenti test computerizzati:
– Adaptive Matrices Test (AMT: Hornke, Etzl & Rettig, 2003): test adattivo
di valutazione dell’intelligenza non-verbale;
– Peripheral Perception (PP: Schuhfried et al. 2002): valuta la percezione
periferica durante i compiti di inseguimento;
– Aggressive Driving Behavior (AVIS: Herzberg e Jürgen, 2003): valutazione
del comportamento aggressivo in setting di psicologia del traffico in
condizioni normali e di stress;
2008 191

Sezione II
– Eysenck Personality Profiler-V6 (EPP6: Eysenck, Wilson e Jackson,
2000): questionario multidimensionale per la selezione del personale;
– Two Hand Coordination (2HAND: Schuhfried, 2007): test di coordinazione
visivo-motoria;
– Cognitrone (COG: Schuhfired, 2003): test di performance generale per
la valutazione della concentrazione e dell’attenzione;
– Determination Test (DT: Schuhfried, 2003): test di reazione a stimoli
complessi multipli;
– Visual Pursuit Test (LVT: Biehl): valutazione dell’attenzione selettiva;
– Reaction Test (RT: Schuhfried e Prieler, 2003): misurazione di tempi di
reazione in risposta a stimoli visivi e acustici;
– Signal Detection (SIGNAL: Puhr e Schuhfried, 2003): test di quantificazione
delle performance attentive e della differenziazione visiva;
– Tachistoscopic Traffic Test Mannheim for Screen: (TAWMB: Biehl B,
2003): test di percezione visiva;
– Vienna Risk-Taking Test (WRBT: Hergovick e Schuster, 2005): valutazione
della disponibilità individuale a correre dei rischi. La raccolta di tale
banca dati verrà correlata con la predisposizione a incorrere in incidenti stradali
in un follow up a medio e lungo termine;
– Time Movement Anticipation (ZBA: Bauer, Guttmann, Trimmel, Leodolter
e Leodolter, 2007): test di velocità.
Risultati
Sono stati valutati, secondo i suddetti criteri d’inclusione, 45 soggetti sani
a cui è stata somministrata la batteria di test computerizzata “ Vienna
System ”.
Di seguito si riporta l’analisi descrittiva del campione di 45 soggetti di cui
22 Femmine con età media pari a 32,96 (range 23-58 anni) e 23 Maschi con
età media pari a 32,30 (range 23-52 anni). Tutti i soggetti esaminati erano in
possesso di patente di guida categoria B da almeno 5 anni con più di 50.000
Km percorsi.
Conclusioni
Il presente studio è attualmente in corso di svolgimento per l’ampliamento
del numero di soggetti sani che costituisca un campione rappresentativo
della popolazione di riferimento.
192 2008

Borse di studio
Studi neuropsicobiologici del comportamento
nel neurosviluppo nelle malattie neurodegenerative:
deficit di riconoscimento delle emozioni facciali
e predictors neuropsicologici in pazienti con AD e a-MCI
Ilaria Spoletini
Introduzione
Le dimensioni tipicamente considerate nella valutazione clinica della
demenza di Alzheimer (AD) sono i deficit cognitivi, la compromissione funzionale
e i disturbi comportamentali [Spalletta et al. (2004) J Neurol 251(6):
688-895]. Tuttavia, un numero crescente di studi ha supportato l’ipotesi di
un importante deficit di identificazione delle espressioni facciali delle emozioni,
presente già nei pazienti AD in fase iniziale [Kohler et al. (2005) Am J
Geriatr Psychiatry 13: 926-933; Hargrave et al. (2002) J Neuropsychiatry Clin
Neurosci 14: 64-71; Burnham, Hogervorst (2004) Dement Geriatr Cogn
Disord 18: 75-79; Bucks, Radford (2004) Aging Ment Health 8(3): 222-232;
Koff et al. (1999) J Int Neuropsychol Soc 5(1): 32-40]. Molti aspetti della
fenomenologia di tale deficit e la relazione con il deficit cognitivo sono
ancora da chiarire, così come l’esordio e la progressione del deficit di riconoscimento
delle emozioni nel processo dementigeno. In particolare è
ancora oggetto di studio se tale deficit caratterizzi anche la fase preclinica
di demenza o Mild Cognitive Impairment (MCI), con solo uno studio pubblicato
finora [Teng et al. (2007b) Dement Geriatr Cogn Disord 23: 271-279]
che riporta che il riconoscimento di emozioni facciali è compromesso nel
MCI amnestico multi dominio ma non nel MCI amnestico puro (a-MCI),
che rappresenta il primissimo stadio di AD, sia da un punto di vista neuropsicologico
[Perri et al. (2007) Dement Geriatr Cogn Disord 23: 289-300] che
neuropatologico [Guillozet et al. (2003) Arch Neurol 60: 729-736; Markesbery
et al. (2006) Arch Neurol 63: 38-46].
Obiettivo del presente lavoro di ricerca è stato di individuare: (a) le abilità
di riconoscimento delle emozioni facciali in pazienti con a-MCI, AD e soggetti
anziani di controllo; (b) la relazione tra abilità di riconoscimento di emozioni
facciali e performance neuropsicologiche nei tre gruppi.
Considerato che il processo di degenerazione nell’AD coinvolge strutture
cerebrali deputate sia all’elaborazione delle emozioni che ai processi mnesici,
si è ipotizzato che ridotte prestazioni ai test di memoria episodica sarebbero
state associate a ridotte abilità di riconoscimento di emozioni facciali nei
pazienti AD ed a-MCI.
Materiali e metodi
Soggetti
Nel presente studio sono stati inclusi 50 pazienti con una diagnosi di
a-MCI, 50 con una diagnosi di AD probabile di grado lieve (MMSE≥18) e 50
2008 193

Sezione II
soggetti anziani di controllo (CON). I tre gruppi sono statisticamente matchati
per età, livello di scolarità e genere.
Il reclutamento dei pazienti MCI e AD è stato condotto seguendo i criteri
diagnostici di Petersen e collaboratori (1999) per il gruppo MCI, e i criteri
NINCDS-ADRDA [McKhann et al. (1984) Neurology 34: 939-944] per i
pazienti AD lieve.
Test
Per la valutazione neuropsicologica è stata somministrata una batteria
standardizzata e validata: la Mental Deterioration Battery [Carlesimo et al.
(1996) Eur Neurol 36: 378-384].
Al fine di misurare le abilità visuo-spaziali, che potevano interferire col
compito di riconoscimento delle emozioni facciali, è stato somministrato il
Test di Riconoscimento di volti ignoti di Benton (Benton Facial Recognition
Test; BFRT) [Benton et al. (a cura di) (1983) Contributions to neuropsychological
assessment. Oxford University Press New York].
Al fine di valutare il riconoscimento di emozioni facciali è stato utilizzato
il Penn Emotion Recognition Test [Gur et al. (2002) J Neurosci Methods 115:
137-143; Kohler et al. (2003) Am J Psychiatry 160: 1768-1774].
Analisi statistiche
I confronti statistici tra i gruppi di partecipanti con AD, a-MCI e CON per
la variabile nominale “ genere ” sono stati effettuati utilizzando il test del chiquadro.
Le differenze tra i gruppi per le altre variabili sono state esplorate tramite
una serie di Analisi fattoriali della Varianza (ANOVA) seguite da una
serie di test post-doc di Fisher (Fisher’s Protected Least Significant Difference).
Le analisi univariate ANOVA sono state precedute da una serie di Analisi
Multivariate della Varianza (MANOVA) usando tutte le categorie continue
considerate in ogni analisi come variabile dipendente.
I predictors cognitivi del riconoscimento delle emozioni facciali sono stati
esplorati utilizzando una serie di analisi della regressione multipla stepwise,
con procedura forward e una F per entrare nel modello di 4.
Il livello di significatività statistica stabilito era di p

Borse di studio
discrimina i pazienti a-MCI dal gruppo di controllo è il riconoscimento delle
emozioni facciali a lieve intensità.
In particolare, i confronti post hoc indicano che il punteggio di riconoscimento
delle emozioni di paura di intensità lieve è l’unica variabile che distingue
il gruppo a-MCI dai soggetti di controllo.
Il miglior predictor di riconoscimento delle emozioni di paura a intensità
lieve nel gruppo a-MCI è il punteggio al test di memoria verbale delle parole
di Rey – Richiamo Immediato. L’equazione che ne risulta è statisticamente
significativa (F=4.952; df=1,48; P=0.0308) e spiega il 9.4 % (r2) della varianza
totale del punteggio di riconoscimento delle emozioni di paura a intensità
lieve. In particolare, punteggi inferiori al test delle 15 parole di Rey – Richiamo
Immediato predicono punteggi inferiori di riconoscimento delle emozioni
di paura a intensità lieve (coefficiente standard = 0.306).
In pazienti AD, predictor di riconoscimento delle emozioni di paura a
intensità lieve statisticamente significativo è il punteggio al test di memoria
verbale delle parole di Rey – Richiamo Differito. L’equazione che ne risulta è
statisticamente significativa (F=5.306; df=1,48; P=0.0256) e spiega il 10% (r2)
della varianza totale del punteggio di riconoscimento delle emozioni di paura
a intensità lieve. In particolare, punteggi inferiori al test delle 15 parole di Rey
– Richiamo Differito predicono punteggi inferiori di riconoscimento delle
emozioni di paura a intensità lieve (coefficiente standard = 0.315).
Discussione e conclusioni
Il risultato principale del presente studio è relativo ai pazienti in fase preclinica
di demenza. Infatti, nonostante le performance di riconoscimento globale
delle emozioni facciali siano complessivamente intatte, il gruppo di
pazienti con a-MCI differisce significativamente dai soggetti di controllo per il
riconoscimento totale delle emozioni facciali ad intensità lieve, e nello specifico,
nel riconoscimento della paura. Poiché sia il riconoscimento delle espressioni
neutre, che di riconoscimento di volti ignoti, non differiscono tra il
gruppo di pazienti a-MCI e il gruppo di controllo, il suddetto deficit di riconoscimento
di volti che esprimono paura a lieve intensità sembra essere indipendente
da un più generale deficit visuo-percettivo.
Il secondo risultato rilevante è che la varianza nel punteggio di riconoscimento
delle emozioni facciali impaurite di lieve intensità nei pazienti a-MCI è
statisticamente predetta dai punteggi al test di memoria verbale a breve e
lungo termine (Parole di Rey a richiamo immediato), il cui deficit è il criterio
diagnostico neuropsicologico distintivo.
Il terzo risultato indica che il riconoscimento delle emozioni facciali è
compromesso nei pazienti AD di grado lieve per tutte le emozioni considerate
ad eccezione del disgusto, dando ulteriore conferma che un deficit di riconoscimento
di emozioni facciali caratterizza fortemente i pazienti AD anche di
grado lieve [Hargrave et al. (2002) J Neuropsychiatry Clin Neurosci 14: 64-67;
Burnham, Hogervorst (2004) Dement Geriatr Cogn Disord 18: 75-79; Kohler et
al. (2005) Am J Geriatr Psychiatry 13: 926-933; Lavenu, Pasquier (2005)
Dement Geriatr Cogn Disord 19: 37-41].
2008 195

Sezione II
Inoltre, una indicazione metodologica che può essere utile per la ricerca
sul riconoscimento delle emozioni facciali nella fase preclinica della demenza
che emerge da questo studio è che un approccio basato sull’intensità appare
essere più sensibile all’individuazione di un deficit precoce nei pazienti in
fase MCI. Il gruppo di pazienti a-MCI appare infatti selettivamente compromesso
solo nel riconoscimento totale delle emozioni di lieve intensità e della
paura di lieve intensità.
Si può pertanto ipotizzare che il processo di riconoscimento di volti a
bassa intensità emozionale richieda una maggiore abilità di Social Cognition
rispetto a quelli a valenza emozionale estrema. D’altra parte, gli stimoli emozionali
ad intensità lieve caratterizzano più frequentemente le interazioni
sociali della vita quotidiana, rispetto a manifestazioni estreme di emozioni
[Adolphs (2001) Curr Opin Neurobiol 11(2): 231-239].
Dai dati emersi nel presente studio sembra che il deficit di riconoscimento
delle emozioni facciali durante il processo dementigeno si estenda da
un deficit selettivo di riconoscimento delle espressioni di paura a lieve intensità
nei pazienti con a-MCI, a tutte le emozioni in fase AD di grado lieve. Tale
conclusione, che necessita di conferma mediante studi longitudinali, è in
linea con lo staging di degenerazione progressiva delle strutture cerebrali che
modulano l’elaborazione delle emozioni, come l’amigdala e altre strutture limbiche
e paralimbiche [Braak et al. (2006) Acta Neuropathol (Berl) 112: 389-
404; Braak, Braak (1991) Acta Neuropathol (Berl) 82: 239-259].
196 2008

Borse di studio
Ruolo della chinasi ATM (ataxia telangectasia mutated)
nella modulazione dell’apoptosi
indotta da recettori di morte
Venturina Stagni
Introduzione
L’Atassia-Telangiectasia è una malattia genetica autosomica recessiva
caratterizzata da neurodegenerazione cerebellare progressiva che determina
atassia, telangiectasia, sensibilità alle radiazioni ionizzanti, ed alta incidenza
nello sviluppo di tumori soprattutto a carico dell’apparato immunitario. A
livello molecolare tale patologia è caratterizzata dall’assenza funzionale di
una proteina chiamata ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated). ATM è una
serina/treonina chinasi ed è il principale trasduttore cellulare del danno al
DNA a doppia elica (DSB). In risposta al danno al DNA, ATM fosforila in
serina e treonina diversi substrati attivando quindi una cascata di traduzione
del segnale che indirizza la cellula verso l’arresto del ciclo o la morte programmata
(apoptosi) [Shiloh (2003) Nat Rev Cancer 3(3): 155-168].
Il nostro laboratorio studia da diversi anni il ruolo della chinasi ATM nell’apoptosi.
Recentemente, abbiamo identificato un nuovo ruolo di ATM come
modulatore dell’apoptosi indotta dal recettore Fas [Stagni et al. (2008) Blood
111(2): 829-837]. Nei nostri studi cellule linfoblastoidi che non hanno una
proteina ATM funzionale sono sensibilmente resistenti alla morte indotta dal
recettore Fas. Tale resistenza all’apoptosi correla con alti livelli di espressione
nelle cellule di una proteina anti-apoptotica chiamata FLIP. La ricostituzione
di queste cellule con una forma cataliticamente attiva di ATM è sufficiente per
abbassare i livelli di FLIP e ripristinare la sensibilità all’apoptosi indotta da
Fas [Stagni et al. (2008) Blood 111(2): 829-837].
Le cellule tumorali sono spesso resistenti all’apoptosi indotta da recettore
o all’apoptosi indotta da chemioterapici. Diversi laboratori hanno iniziato a
testare la possibilità di utilizzare l’apoptosi indotta da stimolo dei recettori di
morte, in particolare TRAIL, come un possibile approccio terapeutico [Debatin
(2004) Oncogene 23(16): 2950-2966]. Molti di tali approcci terapeutici sono
mirati all’induzione selettiva di apoptosi delle cellule tumorali tramite l’uso
combinato di agenti chemioterapici, che inducono danno al DNA, e recettori di
morte come TRAIL [Debatin (2004) Oncogene 23(16): 2950-2966]. Spesso alla
base di questa sensibilizzazione c’è la capacità di questi agenti di abbassare i
livelli della proteina anti-apoptitica FLIP [Dutton et al. (2006) Expert Opin Ther
Targets 10(1): 27-35. Review]. Nonostante ciò i meccanismi molecolari alla base
della sensibilizzazione all’apoptosi indotta da recettore da parte dei chemioterapici
sono tuttora in gran parte sconosciuti.
Lo scopo di questo studio è stato quello di investigare un possibile ruolo
dell’attivazione di ATM nella sensibilizzazione della cellule tumorali all’apoptosi
indotta da recettore quando cotrattate con agenti chemioterapici utilizzati
in clinica.
2008 197

Sezione II
Risultati
L’attività chinasica di ATM regola la sensibilità delle cellule all’apoptosi
indotta da TRAIL – Nel nostro laboratorio abbiamo dimostrato che linee cellulari
tumorali che non esprimono la chinasi ATM sono resistenti all’apoptosi
indotta dal recettore Fas. È noto dalla letteratura, inoltre, che il recettore di
morte TRAIL è espresso selettivamente nelle cellule tumorali [MacFarlane
(2003) Toxicol Lett 139(2-3): 89-97]. Quindi l’apoptosi indotta tramite la stimolazione
del recettore TRAIL è ormai largamente usata in clinica in quanto
risulta meno tossica per le cellule non tumorali rispetto all’apoptosi indotta
dal recettore di morte Fas [Daniel (2001) Leukemia 15(7): 1022-1032].
Allo scopo di indagare se la chinasi ATM regola la sensibilità delle cellule
all’apoptosi indotta dal recettore TRAIL abbiamo stimolato con il ligando del
recettore TRAIL linee cellulari linfoblastoidi prodotte nel nostro laboratorio
che non esprimono ATM o ricostituite con una forma cataliticamente attiva di
(ATM-WT) o con una forma cataliticamente inattiva (ATM-KD) [Stagni et al.
(2008) Blood 111(2): 829-837]. Successivamente abbiamo valutato la percentuale
di apoptosi tramite analisi di citofluorimetria misurando la frammentazione
del DNA (marcatura con propidium iodide) e l’esposizione delle fosfaditilserine
(marcatura con anticorpi anti-annessina V). Da tali esperimenti
risulta che le cellule che non esprimono ATM sono resistenti all’apoptosi
indotta da TRAIL, mentre vengono sensibilizzate di nuovo all’apoptosi indotta
da TRAIL quando vengono ricostituite con una chinasi ATM-WT.
Da ciò possiamo concludere che ATM regola la sensibilità delle cellule
all’apoptosi indotta dal recettore di morte TRAIL.
Il trattamento con il 5FU sensibilizza cellule tumorali all’apoptosi indotta da
TRAIL in modo ATM dipendente – Diversi studi hanno mostrato che il cotrattamento
di agenti chemioterapici e radiazioni ionizzanti portano alla sensibilizzazione
di linee cellulari tumorali all’apoptosi indotta da recettore, in particolare
dal recettore TRAIL [Ganten et al. (2004) Cell Death Differ 11(1): S86-96;
Cuello et al. (2001) Gynecol Oncol 81(3): 380-390; Ganten et al. (2006) Clin
Cancer Res 12(8): 2640-2646]. Spesso alla base di questa sensibilizzazione c’è
la capacità di questi agenti di abbassare i livelli della proteina anti-apoptitica
FLIP [Rogers et al. (2007) Mol Cancer Ther 6(5): 1544-1551].
Nel nostro laboratorio abbiamo dimostrato che l’attività chinasica di
ATM ha un ruolo importante nel regolare l’apoptosi indotta dal recettore Fas
attraverso la regolazione della proteina FLIP.
Quindi per verificare se la chinasi ATM è coinvolta nella sensibilizzazione
delle cellule tumorali all’apoptosi indotta da recettore quando cotrattate con
agenti chemioterapici, abbiamo stimolato le diverse linee cellulari linfoblastoidi
con il chemioterapico 5-fluorouracile (5-FU, una droga che induce
danno al DNA) [Ganten et al. (2004) Cell Death Differ 11(1): S86-96]. Tramite
Western blot abbiamo verificato che il 5-FU induce l’attivazione chinasica di
ATM e l’abbassamento dei livelli di FLIP solo in cellule che esprimono una
chinasi ATM-WT. Inoltre tramite analisi di citofluorimetria abbiamo valutato
la sensibilizzazione all’apoptosi indotta da TRAIL da parte del 5-FU nelle
diverse linee cellulari linfoblastoidi che esprimono o non esprimono ATM-WT.
198 2008

Tramite tali esperimenti abbiamo dimostrato che solo le linee cellulari
che esprimono la chinasi ATM-WT sono sensibilizzate all’apoptosi indotta da
TRAIL dopo il cotrattamento con il 5-FU.
Inoltre abbiamo condotto gli stessi tipi di esperimenti in linee cellulari
di epatocarcinoma, che è noto dalla letteratura essere resistenti all’apoptosi
indotta da TRAIL (Hepg2-TR) [Ganten et al. (2004) Cell Death Differ 11(1):
S86-96]. L’epatocarcinoma è un tumore resistente alle comuni chemioterapie,
ed è per questo che la ricerca si sta concentrando per trovare nuovi
approcci combinati per indurre l’apoptosi in tali cellule. In particolare ci
sono diversi lavori che mostrano come il trattamento di linee cellulari di
epatocarcinoma, HepG2-TR, con il 5-fluorouracile (chemioterapico largamente
usato nella chemioterapia dei tumori gastrici) sensibilizza tali cellule
all’apoptosi indotta dal recettore TRAIL tramite l’abbassamento dei livelli di
FLIP [Ganten et al. (2004) Cell Death Differ 11(1): S86-96]. Per verificare il
ruolo di ATM in tale sensibilizzazione abbiamo inibito l’attività di ATM in
tali cellule tramite l’uso di uno small-interfering RNA (siRNA) specifico per
ATM (HepG2-TR-siATM).
Questi esperimenti ci hanno permesso di dimostrare che il 5-FU è in grado
di abbassare i livelli di FLIP e di sensibilizzare le cellule all’apoptosi indotta da
TRAIL solo in cellule in cui viene espressa la chinasi ATM funzionale.
Quindi possiamo concludere che l’attività chinasica di ATM è necessaria
affinchè il 5-FU sia in grado di abbassare i livelli di FLIP e sensibilizzare le
cellule tumorali all’apoptosi indotta da TRAIL .
Conclusioni
Borse di studio
In conclusione questa ricerca ha permesso di caratterizzare un ruolo fondamentale
di ATM nella sensibilizzazione delle cellule tumorali all’apoptosi
indotta da TRAIL tramite il cotrattamento con agenti chemioterapici e tramite
la regolazione dei livelli della proteina FLIP. Nel complesso tali esperimenti
hanno chiarito ulteriormente come ATM è coinvolto nello sviluppo dei
tumori, permettendo così in futuro di disegnare nuovi approcci terapeutici
che tramite la regolazione dell’attività di ATM sensibilizzino le cellule all’apoptosi
indotta da recettore.
Inoltre il lavoro svolto in questo anno ha aiutato a definire una nuova
funzione di ATM che potrà contribuire in modo significativo ad una migliore
comprensione dei meccanismi molecolari la cui alterazione contribuisce allo
sviluppo dell’Atassia-Telangiectasia.
2008 199

Sezione II
Il ruolo dei riferimenti spaziali stabili e instabili
nella codifica spaziale
da prospettive di osservazioni differenti
Valentina Sulpizio
Introduzione
Orientarsi e mantenersi orientati nello spazio richiede la capacità di
costruire, manipolare e mantenere aggiornate delle rappresentazioni mentali
della propria posizione nell’ambiente, basandosi ad esempio sulla posizione di
oggetti esterni che ci circondano. In linea di principio, la posizione di un
oggetto può essere descritta in relazione alla posizione dell’osservatore (rappresentazione
egocentrica) o in relazione ad un punto di riferimento esterno
(rappresentazione allocentrica).
Il presente studio mira ad esplorare il ruolo di riferimenti spaziali allocentrici
stabili e instabili sulla capacità di codificare e recuperare dalla memoria
la posizione di un oggetto in seguito a cambiamenti del proprio punto di
vista. In particolare si ipotizza che le rappresentazioni spaziali centrate su
riferimenti ambientali stabili siano particolarmente durature e utili al fine del
ri-orientamento. Al contrario, le rappresentazioni spaziali centrate su riferimenti
locali instabili dovrebbero essere più transitorie e meno utilizzate in
caso di disorientamento. Di conseguenza, si ipotizza che le regioni classicamente
coinvolte nell’elaborazione allocentrica dell’ambiente circostante
(regioni mediali tempo-occipitali come la corteccia Retrospeniale e la corteccia
Paraippocampale) siano selettivamente coinvolte nella codifica spaziale
centrata sui riferimenti stabili dell’ambiente.
Metodi
15 volontari sani sono stati sottoposti a risonanza magnetica funzionale
(paradigma evento-relato) durante lo svolgimento di un compito di memoria
spaziale. Nello specifico, i volontari hanno osservato coppie di immagini
tratte da un ambiente virtuale. Durante l’osservazione della prima immagine
(fase di codifica), veniva loro richiesto di memorizzare la posizione di un
oggetto target (una pianta) da una data prospettiva di osservazione (Compito
di posizione). Nel codificare tale posizione, i volontari venivano istruiti a utilizzare
un riferimento spaziale stabile (la stanza virtuale) o instabile (gli
oggetti d’arredamento). Durante l’osservazione della seconda immagine (fase
di recupero), il soggetto doveva decidere se la posizione del target era la stessa
oppure no rispetto ai riferimenti spaziali precedentemente codificati.
Nello svolgere il compito di memoria spaziale, il volontario doveva tener
conto di un possibile cambio di prospettiva (0°, 45°, 135°) sul riferimento spaziale
preso in considerazione nella fase di codifica. Allo scopo di dissociare i
due riferimenti utilizzati, gli oggetti d’arredamento risultavano sempre ruotati
nell’immagine di recupero. In questo modo, la posizione del target (che
poteva cambiare o rimanere la stessa rispetto al riferimento spaziale rile-
200 2008

Borse di studio
vante), risultava sempre differente rispetto al riferimento spaziale irrilevante.
È stata inserita una condizione di controllo in cui la posizione del target
doveva essere codificata e recuperata utilizzando il riferimento egocentrico.
In questa condizione, dove il cambio di prospettiva era irrilevante al fine dello
svolgimento del compito, il volontario doveva utilizzare il proprio corpo come
riferimento spaziale. Infine, è stato inserito, come ulteriore controllo, un compito
percettivo in cui era richiesta la codifica e il recupero del colore del target
e del riferimento spaziale preso in considerazione (Compito di colore).
Risultati
Dal momento che la media del segnale BOLD (blood oxygenation level dependent)
stimato in tutti i soggetti ha messo in evidenza un time course distinto per
la fase di codifica e di recupero, l’analisi statistica delle immagini è stata eseguita
separatamente per questi due momenti. L’analisi relativa alla fase di codifica,
che confronta il compito di posizione con il compito di colore, ha messo in evidenza
l’attivazione di un circuito bilaterale fronto-parietale che comprende i
campi oculari frontali (Frontal Eye Fields o FEF), il giro sopramarginale (SMG)
destro, il solco intraparietale (IPS) e le aree parietali infero-posteriori come i
lobuli parietali superiore (SPL) e inferiore (IPL).
Sulla superficie mediale degli emisferi, la corteccia Retrospleniale (RSC) di
entrambi gli emisferi e la corteccia Paraippocampale (PPA) dell’emisfero destro
risultano attivate. Più precisamente, l’attivazione di queste aree, così come emerge
dal confronto tra compito di posizione e compito di colore, era significativamente
maggiore nel compito di posizione eseguito sulla stanza rispetto allo
stesso compito eseguito sugli oggetti d’arredamento (p

Sezione II
Caratterizzazione elettrofisiologica in vitro
dei meccanismi di plasticità sinaptica striatale (1)
Annalisa Tassone
Introduzione
La distonia è una patologia neurologica caratterizzata da contrazioni
muscolari prolungate e spesso dolorose, che determinano movimenti torsionali
e posture anomale. Questa patologia si presenta in forme molto variabili,
generalmente la gravità è in relazione con l’età di comparsa della malattia. Le
forme che si manifestano nell’infanzia o nell’adolescenza tendono ad essere
più gravi rispetto alle forme con esordio nell’età adulta.
Attualmente sono conosciute diverse forme di distonia, alcune di esse
sono state associate ad alterazioni in geni diversi, ma la classificazione genetica
è in continua evoluzione. Tra le forme genetiche il tipo più comune è una
forma di distonia generalizzata causata dalla delezione di tre coppie di basi
(∅GAG) nel gene di DYT1 che codifica per la proteina torsinA. Questa proteina,
localizzata nel reticolo endoplasmatico, sembra agire come una molecola
chaperone [Ozelius et al. (1997) Nat Genet 17: 40-48]. La torsinA presenta
omologia con i membri della famiglia del gene delle ATPasi AAA+ [Neuwald et
al. (1999) Genome Res 9: 27-43]. I membri di questa famiglia partecipano a
numerose funzioni cellulari, tra cui il ripiegamento delle proteine, degradazione
e traffico e fusione di vescicole [Ogura e Wilkinson (2001) Neurosci Res
51: 299-308; Granata et al. (2008) J Biol Chem 283(12): 7568-7579]. Tuttavia, i
meccanismi fisiopatologici, con cui la mutazione ∅GAG causa la distonia non
sono ancora stati chiariti.
In seguito a studi effettuati postmortem su pazienti DYT1 è stata messa in
evidenza l’assenza di degenerazione neuronale, anche se sono state osservate
inclusioni di ubiquitina in neuroni dopaminergici [Rostasy et al. (2003) Neurobiol
Dis 12: 11-24], suggerendo una possibile alterazione dopaminergica. Una
indicazione di un’alterazione dopaminergica è stata ottenuta in pazienti DYT1
dove osservazioni postmortem hanno riportato una significativa diminuzione
del contenuto di dopamina nello striato [Augood et al. (2002) Neurology 59(3):
445-448]. Lo striato gioca un ruolo fondamentale sia nel controllo del movimento,
sia nell’integrazione sensorimotoria. La popolazione cellulare maggiormente
espressa a livello di questa area del sistema nervoso centrale è rappresentata
dai medium spiny neurons (MSNs) che inviano proiezioni GABAergiche
alle strutture efferenti dei gangli della base. L’espressione di forme di plasticità
sinaptica negli MSN si ritiene correlata all’apprendimento motorio, perché
in grado di influenzare l’attività del circuito dei gangli della base.
Materiali e metodi
Gli esperimenti sono stati svolti utilizzando un modello sperimentale di
topo transgenico di distonia generalizzata legata al gene DYT1 allevato presso
lo stabulario della Fondazione Santa Lucia [Sharma et al. (2005) J Neurosci
202 2008

25(22): 5351-5355]. Le colonie di topi transgenici per la proteina torsinA
umana wild-type (hWT) e topi transgenici per la proteina torsinA mutata
umana (hMT) sono stati riprodotti da accoppiamenti con topi wild-type (WT)
C57BL/6. Tutti i topi utilizzati negli esperimenti sono stati genotipizzati
estraendo e amplificando il DNA genomico attraverso EXTRACT-N-Amp TM
Tissue PCR Kit (Sigma # XNAT2) secondo le istruzioni di manifattura.
Sono stati utilizzati per la PCR due primers specifici per l’identificazione
del gene TorsinA umana (35 cicli, temperatura di annealing 60°C). I prodotti
ottenuti dalla PCR sono stati separati su un gel di agarosio contenente SYBR
Safe (Invitrogen). La conferma finale della genotipizzazione è stata ottenuta
eseguendo sui prodotti di PCR una digestione con BseRI (New England Bio-
Labs, Ipswich, MA, USA), che produce frammenti di lunghezza diversi per
hWT e per hMT che sono identificati su un gel di agarosio al 2% contenente
SYBR Safe (Invitrogen) [Zhao et al. (2008) Exp Neurol 212(2): 242-246]. Gli
animali di età compresa tra 19 e 21 giorni sono stati anestetizzati e sacrificati
per ottenere fettine cerebrali coronali contenenti corteccia e striato (200 m).
Per ogni esperimento una fettina è stata trasferita in una camera di registrazione
ed immersa in un liquido cerebrospinale artificiale (soluzione di Krebs)
a flusso continuo di 2.5 ml/min (t=33°C) e saturo di una miscela gassosa al
95% O 2
–5% CO 2
.
La tecnica di registrazione elettrofisiologica da singolo neurone impiegata
è stata quella di “ whole-cell patch clamp recording ” nella configurazione in
voltage-clamp. Dai neuroni striatali di proiezione “ medium spiny ” è stata
registrata sia l’attività sinaptica spontanea glutammatergica di tipo eccitatorio
(sEPSC), che quella GABAergica di tipo inibitorio (sIPSC) in presenza rispettivamente
di bicucullina o CNQX e MK801. La frequenza e l’ampiezza degli
sEPSC e sIPSC sono state analizzate su un personal computer mediante l’uso
del software Mini Analysis 6.0.9
Risultati e conclusioni
Borse di studio
Durante quest’anno di ricerca abbiamo focalizzato la nostra attenzione su
un modello animale murino di distonia generalizzata legata al gene DYT1.
Sia in pazienti che in modelli animali, è stata osservata l’assenza di neurodegenerazione,
ed è sempre più evidente che la patologia sia dovuta ad una
anomalia nel funzionamento dei circuiti neuronali. Per tale motivo abbiamo
condotto studi per chiarire l’attività delle correnti postsinaptiche spontanee di
tipo inibitorio mediate dal GABA (sIPSC) e correnti sinaptiche spontanee di
tipo eccitatorio (sEPSC) mediate da glutammato, in fettine corticostriatali.
Sono state utilizzate tecniche di registrazione patch clamp sui neuroni
spinosi che rappresentano la principale popolazione neuronale dello striato.
Su tale popolazione neuronale si osserva un significativo aumento della frequenza
ma non della ampiezza dei sIPSC nel topo hMT (n = 11), rispetto ai
topi di controllo (hWT n = 10, e topi WT n = 15). Mentre per correnti sinaptiche
spontanee di tipo eccitatorio sEPSC non è stato osservato nessuna alterazione.
Un aumento della trasmissione GABAergica si tradurrebbe in una
profonda alterazione dei circuiti striatali, che possono essere importanti per
2008 203

Sezione II
la patogenesi della distonia, probabilmente dovuta alla mutazione ∅GAG della
proteina torsinA.
I risultati ottenuti da questa ricerca confermano l’ipotesi che esiste una
disfunzione della neurotrasmissione alla base di questa patologia, per questo
si rende necessario approfondire come l’espressione della proteina mutata
alteri lo schema di funzionamento delle neurotrasmissioni fornendo nuove
idee per approcci terapeutici alternativi nella malattia.
204 2008

Borse di studio
Caratterizzazione elettrofisiologica in vitro
dei meccanismi di plasticità sinaptica striatale (2)
Daniela Vita
Introduzione
Il termine distonia indica una patologia neurologica che si manifesta con
contrazioni prolungate di muscoli agonisti ed antagonisti, che determinano
movimenti ripetitivi e di torsione o posture anomale.
Al momento attuale sono stati individuati differenti loci genetici correlati
a forme di distonia fenotipicamente distinte. Mutazioni nel gene DYT1
sul cromosoma 9q34 sono responsabili di una forma primaria classica,
caratterizzata da esordio in età infantile solitamente in un arto inferiore con
tendenza ad evolvere in una forma generalizzata, senza coinvolgimento del
distretto cranio cervicale. La mutazione più frequente consiste in una delezione,
ereditata con modalità autosomica dominante, di tre paia di basi
(GAG) del gene DYT1. Il gene DYT1 codifica per una proteina, la torsina A
localizzata nel reticolo endoplasmatico, che agisce come una molecola chaperone.
Studi condotti da Woolf e Butcher hanno evidenziato un’elevata concentrazione
di acetilcolina nello striato. Lo striato gioca un ruolo fondamentale
sia nel controllo del movimento, sia nell’integrazione sensoriomotoria. La
popolazione cellulare maggiormente espressa a livello di questa area del
sistema nervoso centrale è rappresentata dai medium spiny neurons (MSNs)
[Preston et al. (1979) Brain Res 183: 253-258], che proiettano alle strutture di
output del circuito dei gangli della base e sono responsabili della modulazione
della plasticità. Da molti anni, il nostro laboratorio è impegnato nella caratterizzazione
del ruolo della dopamina nei fenomeni di plasticità sinaptica (longterm
potentiation, LTP e long-term depression, LTD).
In un lavoro di Calabresi et al. nel 1994 [J Neurosci 14(8): 4871-4881] è
stato dimostrato che la long-term depression dipende dall’attivazione del
recettore D2. Inoltre, recentemente, Wang e collaboratori [Wang et al. (2006)
Neuron 50(3): 443-452] hanno dimostrato che LTD viene modulato non solo
dall’attivazione del recettore D2, ma anche attraverso il coinvolgimento del
recettore CB1, che agisce inibendo il recettore M1 responsabile dei fenomeni
di potenziamento, favorendo così la long-term depression. Recentemente è
stato generato un modello animale murino di distonia generalizzata [Sharma
et al. (2005) J Neurosci 25(22): 5351-5355], caratterizzato dall’inserzione del
gene che codifica per la proteina torsinaA umana mutata. Questi animali sono
portatori del gene della torsina umana nella sua forma caratteristica (hWT) e
in quella mutata (hMT), dove la tripletta GAG è stata deleta per un numero
definito di ripetizioni.
Alla luce di queste informazioni, scopo del lavoro è stato quello di analizzare,
attraverso tecniche di elettrofisiologia, le proprietà intrinseche di membrana
dei medium spiny neurons e la plasticità sinaptica corticostriatale in
topi mutati e controllo.
2008 205

Sezione II
Materiali e metodi
Attraverso l’utilizzo di un elettrodo di stimolazione bipolare localizzato
nella corteccia e nelle vicinanze dell’elettrodo di registrazione, si è evocato un
potenziale post sinaptico eccitatorio (EPSP) nei medium spiny neurons dello
striato, in seguito attraverso una stimolazione tetanica (HFS) (100 Hz, tre
tempi, intervalli di 20 sec) si è provocata una NMDA-independent long termdepression
(LTD).
In primo luogo è stata valutata la plasticità sinaptica glutammatergica a
breve termine (EPSP), nessuna differenza statisticamente significativa è stata
rinvenuta tra i tre gruppi animali esaminati sia nella formazione che nella
durata del potenziale post sinaptico. Al contrario l’esame della plasticità
sinaptica a lungo termine ha evidenziato una mancanza di Long term depression
(LTD) nei topi mutati.
Sono stati quindi effettuati una serie di esperimenti volti a ristorare questa
forma di plasticità utilizzando un approccio di tipo farmacologico. Si è
visto che né l’agonista D2 (quinpirolo10mM) né la applicazione di agonisti D2
e D1(quinpirolo+SKF) sono stati in grado di ripristinare LTD nelle forme
mutate. Utilizzando invece, l’antagonista M1(pirenzepina100nM) si è ottenuto
un ripristino totale della LTD nel ceppo mutato. Interessante notare che nei
hWt e NT LTD è sempre presente.
206 2008

Borse di studio
Questi risultati indicano che la mancanza di questa forma di plasticità
potrebbe essere correlata ad una alterazione del recettore M1, oppure ad un
eccesso di aceticolina in questi topi, che provocherebbe una minor disponibilità
di dopamina, alterando l’equilibrio tra i recettori M1e D2 indispensabile
per l’espressione della Long term depression. Inoltre, il fatto che la mancanza
di LTD si riscontra solo nei mutati, induce a pensare che questo fenomeno
potrebbe essere correlato alla specifica mutazione genotipica indotta.
Sicuramente occorrono molti altri esperimenti per indagare le cause di
questo fenomeno, i nostri studi, saranno volti ad approfondire ulteriormente
questi risultati.
2008 207

Sezione II
La dissociazione viventi non-viventi: studio fMRI
sull’organizzazione interna della memoria semantica
Gian Daniele Zannino
Introduzione
Una questione ancora aperta è se le nozioni semantiche relative ai due
maggiori domini (viventi vs nonviventi) siano implementate in sostrati neurali
distinti (organizzati in diversi sistemi sensorimotori, come originariamente
proposto da Warrington, Shallice [(1984) Brain 107: 829-859]; o in diversi
sistemi evolutivamente determinati, come proposto da Caramazza, Shelton
[(1998) Journal of Cognitive Neuroscience 10: 1-34] o, viceversa, se siano servite
da un unico sistema neurale con uno sbilanciamento delle processing demands
a seconda che il concetto da processare sia riconducibile a l’uno o all’altro dei
due maggiori domini. In linea con questa seconda ipotesi recentemente è stato
proposto all’attenzione dei ricercatori il ruolo che potrebbe svolgere la distanza
semantica nel determinare asimmetrie categoriali nei due domini tanto in soggetti
sani che cerebrolesi [Cree, McRae (2003) Journal of Experimental Psychology:
General 132: 163-20; Rogers et al. (2004) Psychological Review 111: 205-
235; Zannino et al. (2006a) Neuropsychologya 44: 52-61]. Diversi studi normativi,
condotti con il paradigma del feature listing [Garrard et al. (2001) Cognitive
Neuropsychology 18: 125-174; Zannino et al. (2006b) Cognitive Neuropsychology
23: 515-540] dimostrano infatti che i concetti appartenenti al dominio
dei viventi condividono mediamente più tratti semantici e pertanto sono
semanticamente più vicini.
Cree e Mc Rae [(2003) Journal of Experimental Psychology: General 132:
163-201], Rogers et al. [(2004) Psychological Review 111: 205-235] e Zannino et
al. [(2006b) Cognitive Neuropsychology 23: 515-540] hanno proposto che la presenza
di un più alto numero di vicini semantici nel dominio dei viventi possa
portare a una differenza nel livello di performance esibito su items riconducibili
ai due maggiori domini.
Scopo della presente ricerca è quello di indagare l’ipotesi che la variabile
distanza semantica possa modulare i processi neurali connessi con il processamento
di informazioni semantiche. In particolare, ci ripromettiamo di valutare
se la variabile distanza semantica può modulare il pattern di attivazione
neurale, registrato in una popolazione di soggetti normali indagata con la
metodica della fMRI durante lo svolgimento di un compito semantico, al di là
di un effetto imputabile alla categoria semantica a cui sono riconducibili gli
stimoli processati.
Materiali e metodi
Il compito è stato somministrato a una popolazione di 15 soggetti sani
sottoposti a fMRI durante l’esecuzione della prova. Il compito sperimentale
consisteva in un word-picture matching a due alternative. Ogni stimolo constava
di due figure, allineate verticalmente su uno schermo, e di una parola,
208 2008

corrispondente al nome del target, scritta al centro. Per ogni stimolo, sia target
che foil provenivano dalla stessa categoria semantica (es. mela, pera).
Compito dei soggetti era quello di premere quello di due pulsanti che corrispondeva
alla posizione del target (ovvero “ sopra ” o “ sotto ” il nome scritto).
Il materiale con cui è stato costruito il compito sperimentale consiste in
64 parole, e relative figure, equamente ripartite in 4 categorie semantiche; due
viventi (16 frutti e 16 mammiferi) e due non viventi (16 mobili e 16 veicoli).
Grazie a un precedente studio di feature listing, abbiamo quantificato la
distanza semantica (in termini di features overlap) tra ciascuno dei 64 concetti
e gli altri concetti del corpus, riferibili alla stessa categoria semantica (es.
tra mela e pera o tra mela e ananas, ecc.).
Risultati
Borse di studio
Il compito di word-picture matching prevedeva la manipolazione di due
fattori la Distanza Semantica e il Dominio. La manipolazione della distanza
semantica consisteva nel contrapporre coppie target-foil semanticamente
vicine a coppie target-foil semanticamente lontane. La manipolazione del fattore
dominio consisteva nel contrapporre coppie tratte dal dominio dei viventi
(frutta o animali) a coppie tratte dal dominio dei non-viventi (mobili o veicoli).
Variando ortogonalmente i due fattori si ottenevano i quattro seguenti blocchi:
viventi con bassa distanza semantica, viventi con alta distanza semantica, nonviventi
con bassa distanza semantica, non-viventi con alta distanza semantica.
Tali blocchi sono stati utilizzati per individuare, tramite l’applicazione del
metodo sottrattivo, aree di attivazione differenziale al livello corticale. I risultati
dei principali contrasti apparivano come di seguito riportato.
Viventi > Non-viventi – L’elaborazione di concetti viventi appariva associata
ad un incremento di attività bilaterale nelle porzioni più laterali della
corteccia temporo-occipitale ventrale, comprendenti i giri fusiformi (BA 37,
19) e temporali inferiori.
Altre aree di aumentato segnale si scorgevano nella corteccia prefrontale
e nell’insula a sinistra (BA 6, 44, 45).
Non-viventi > Viventi – Le principali aree di aumentato segnale, associate
al processamento di items non-viventi, si sono riscontrate bilateralmente, al
livello della corteccia temporo-occipitale ventrale (BA 18, 19, 37). Tali aree si
disponevano medialmente rispetto alle aree temporo-occipitali maggiormente
attive nel contrasto precedente.
Bassa Distanza Semantica > Alta Distanza Semantica – Le principali aree
di attivazione riconducibili a questo contrasto si sono riscontrate al livello
della corteccia prefrontale di sinistra. Tali attivazioni apparivano largamente
coincidenti con quelle già osservate nel contrasto Viventi > Non-viventi.
Alta Distanza Semantica > Bassa Distanza Semantica – Gli items ad alta
distanza semantica apparivano associati ad attivazioni frontali più dorsali e
più rostrali rispetto a quelle fino ad ora osservate (BA 9, 10). Si osservavano
inoltre aree di attivazione bilaterale al livello della corteccia temporale anterolaterale
(BA 21).
2008 209

Sezione II
I risultati principali, in termini di attivazioni differenziali, possono essere
così riassunti:
a) i due fattori Distanza e Dominio modulano sostrati diversi rispettivamente
temporale antero-laterale e temporo-occipitale ventrale;
b) le condizioni caratterizzate da maggiore difficoltà in termini di risultati
comportamentali (viventi e coppie a bassa distanza semantica) sono associate
ad un incremento di attività nella corteccia prefrontale di sinistra.
Discussione
Coerentemente con le ipotesi oggetto della presente ricerca, ci siamo soffermati
maggiormente sull’interpretazione del primo reperto; ovvero quello
relativo alla non sovrapponibilità dei sostrati sensibili a Distanza semantica e
Dominio.
In particolare il fatto che la corteccia temporo-occipitale ventrale non
risultasse sensibile alla manipolazione della distanza semantica è stato interpretato
come una prova del non coinvolgimento del ventral stream nel processamento
semantico. D’altro canto il fatto che questo stesso sostrato mostrasse
un pattern di attivazione più mesiale associato ai non-viventi ed un pattern
più laterale associato ai viventi (un reperto già noto in letteratura), è stato
interpretato come l’effetto di sistematiche differenze tra i domini al livello
delle rispettive rappresentazioni strutturali visive.
La corteccia temporale antero-laterale risultava invece sensibile alla
distanza semantica e non al dominio. Questo reperto è stato interpretato
come suggestivo di due implicazioni: (a) la corteccia in questione deve essere
coinvolta nell’elaborazione semantica degli stimoli, altrimenti non sarebbe
sensibile ad una variabile prettamente semantica come la distanza tra target e
foil; (b) la memoria semantica, nella misura in cui è depositata nella corteccia
temporale antero-laterale, verosimilmente non è organizzata in sostrati diversamente
implicati nell’elaborazione di viventi e non-viventi, vista la non sensibilità
di questo sostrato alle manipolazione del fattore Dominio.
210 2008

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. A partire dal 2005 alcuni seminari si svolgono anche
presso la struttura del CERC di via del Fosso di Fiorano.
Nel 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.
212 2008

Seminari e convegni
CONVEGNI, INCONTRI, RIUNIONI
TENUTI NEL 2008 PRESSO LA FONDAZIONE SANTA LUCIA
* = svolti presso la sede di Via del Fosso di Fiorano, 64/65
* 9/1 Seminario, Dr. Cornelius Gross, “ Developmental Programming
of Anxiety in Mice ”
19/1 Incontro, ENS (Ente Nazionale Sordi), “ Chirurgia, oncologia
e prevenzione ”
* 23/1 Seminario, Prof. Andrea Nistri, “ Oscillatory circuits modulating
locomotor networks in the rat spinal cord ”
25-26/1 Convegno, ARLL (Associazione Regionale Logopedisti Lazio),
“ Linee guida e appropriatezza dell’intervento in logopedia ”
26/1 Assemblea straordinaria elettiva del CIP (Comitato Italiano
Paralimpico), Comitato Regionale Lazio
30/1 Seminario, Prof. Salvatore Maria Aglioti, “ Presentazione, analisi
e discussione di alcuni casi clinici ”
* 1/2 Seminario, Prof. Fabio Benfenati, “ Regulation of synaptic
vesicle trafficking by synapsins: implications in epilepsy ”
7/2 Presentazione del libro di Mario Melazzini con Marco Piazza
“ Un medico, un malato, un uomo. Come la malattia che mi
uccide mi ha insegnato a vivere ”
8/2 Seminario, Prof. Fabio Ferlazzo, “ Aspetti metodologici nella
ricerca in neuroscienze ”
* 15/2 Seminario, Prof.ssa Elena Cattaneo, “ Developing tools for
drug discovery, a focus on Huntington and the neural stem
cells ”
* 22/2 Seminario, Dr. Fabio Cavaliere, “ Cellule staminali adulte di derivazione
dermica per il trattamento del morbo di Parkinson ”
* 22/2 Seminario, Dr. Giovanni Marsicano, “ Genetic and pharmacological
dissection of the roles of the endocannabinoid system
in the brain ”
22/2 Seminario, Prof. Fabio Ferlazzo, “ Aspetti metodologici nella
ricerca in neuroscienze ”
1/3 Incontro, Sezione provinciale ENS di Roma, “ Comunicazione:
una scuola di integrazione. L’integrazione scolastica nella Provincia
di Roma ”
* 7/3 Seminario, Prof. Tamas F. Freund, “ Endocannabinoid signaling
in the cerebral cortex implications for anxiety and epilepsy ”
2008 213

Sezione II
11/3 Presentazione del volume di Maria Rosa Pizzamiglio, Laura
Piccardi, Antonella Zotti, “ Lo spettro autistico: definizione,
valutazione e riabilitazione in neuropsicologia ”
15/3 Presentazione del DVD in LIS (Lingua Italiana dei Segni) e Italiano,
“ Quando nasce un bimbo: guida sulla gravidanza, parto
e puerperio ”
20/3 Presentazione dell’attività della Sezione Mielolesi ed inaugurazione
della Statua “ The team-mate ”, Fondazione Santa Lucia
4/4 Seminario, Dr. Brendan Allison, “ Future directions in Brain-
Computer Interface research (stroke, autism, dry electrodes,
games, ubiquitous computing) ”
* 4/4 Seminario, Prof. Giacomo Rizzolatti, “ The mirror neuron
system ”
5/4 Assemblea della Federazione Sport Sordi Italia
*18/4 Seminario, Prof. Egidio D’Angelo, “ Plasticity and computation:
from neurons to networks ”
*18/4 Workshop, Prof. Pietro Calissano, Prof. Antonino Cattaneo
“ Advances in Alzheimer’s Disease ”
20/4 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco
28/4 Incontro, Prof.ssa Anna Basso, “ Giornata di studio sull’afasia ”
* 8/5 Seminario, Prof. Jean-Philippe Loeffler “ Energy homeostasis
and denervation processes at the neuromuscular junction
in ALS ”
9/5 Seminario, Dr.ssa Jennifer Coull, “ Functional neuroanatomy
of perceptual timing: two event-related fMRI studies ”
* 9/5 Seminario, Prof. Roberto Sitia, “ Quality control in the antibody
factory ”
12/5 Incontro, Dr.ssa Nancy-Lara Robyr, “ European Seventh
Framework Programme and the Management of Integrated
Projects ”
16-17/5 Congresso, Prof. Carlo Caltagirone, Prof. Giorgio Bernardi,
Prof. Vincenzo Bonavita, “ I disturbi comportamentali nelle
malattie neurologiche ”
* 23/5 Seminario, Prof. Clive Bramham, “ Molecular control of LTP
consolidation in the adult mammalian brain ”
23-24/5 IV Meeting Nazionale, ASL Roma – Dipartimento di prevenzione
Servizio Veterinario e SIAN (Servizio Igiene Alimenti e
Nutrizione), “ Le frodi alimentari e le alterazioni degli alimenti
”
214 2008

Seminari e convegni
5/6 Presentazione della Fondazione STAND (Spinal Trauma and
Disease), Dr. Marco Molinari
7/6 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco
10/6 Presentazione del libro di Francesco Cecconi e Antonella Contaldo,
“ Maximilian e la ricerca ” Fondazione Santa Lucia e Telethon
12-13/6 Convegno Nazionale, ENPAV (Ente Nazionale di Previdenza ed
Assistenza dei Veterinari), “ Dalla previdenza di ieri al sistema
pensioni di oggi ”
13/6 Seminario, Dr. Taeko Harada, “ Human locomotion and role
of frontal lobes ”
16/6 Seminario, Prof.ssa Dora E. Angelaki, “ Functional links
between cortical visual and vestibular neurons and multisensory
perception ”
16/6 Riunione delle Società affiliate al CIP (Comitato Italiano Paralimpico)
Lazio
18/6 Convegno, “ La malattia di Alzheimer tra lo stato dell’arte e le
prospettive future. Studio RIVA”
* 23/6 Lecture, Prof. William Mobley, “ Moving neurotrophic signals
to secure neural circuits: implications for neurodegenerative
disorders ”
24/6 Incontro, Dr.ssa Anna Judica, “ Un percorso di potenziamento
delle abilità di lettura e scrittura nella scuola primaria ”
24/6 Convegno, Massimo Brutti, “ Testo unico per la sicurezza nel
lavoro D.Lgs. 81/08: opportunità di miglioramento e sviluppo ”
28/6 Congresso annuale dei soci AISM (Associazione Italiana Sclerosi
Multipla)
* 30/6 Seminario, Prof. Roberto Revoltella, “ Contribution of cord
blood CD133+ stem cells to the inner ear sensorineural hair
cell regeneration after permanent damage ”
* 4/7 Seminario, Prof.ssa Isabelle Mansuy, “ Epigenetic mechanisms
controlled by protein phosphatases in learning and memory ”
* 7/7 Seminario, Prof. Dwayne Stupack, “ The secret life of Caspase-8 ”
11-13/7 VII Congresso del Partito della Rifondazione Comunista, Federazione
di Roma
* 2/9 Seminario, Prof. Moses V. Chao, “ NGF receptor signaling in
infection and disease ”
3/9 Seminario, Dr. Reinhard Gentner, “ Magnetic mapping of the
human motor cortex – What does it tell us about the physiology
and pathophysiology of finger movements? ”
2008 215

Sezione II
13/9 Incontro di aggiornamento del Gruppo di studio sull’Epilessia
della Società Italiana di Neurologia, Prof.ssa Mariagrazia
Marciani, “ Le crisi sintomatiche acute ”
20/9 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco
* 22/9 Seminario, Prof. Pablo E. Castillo, “ Endocannabinoid-mediated
plasticity in the CNS”
26/9 Presentazione del volume “ Attività Scientifica – Anno 2007 ”
della Fondazione Santa Lucia IRCCS
* 1/10 Seminario, Prof. Valina Dawson, “ Genetic Clues to the Mystery
of Parkinson’s Disease ”
* 10/10 Seminario, Prof. David Attwell, “ Neurotransmitter signalling
to oligodendrocytes and brain white matter disease ”
11/10 Convegno, Federazione AITA (Associazione Italiana Afasici)
Onlus, “ Metodologie riabilitative in Logopedia. Formazione e
ricerca ”
14/10 Seminario, Dr. Alberto Bizzi, “ Focal brain lesions and plasticity:
What can we learn from MR tractography and functional
MRI? ”
15-18/10 Workshop, Dr. Federico Giove, Prof. Bruno Maraviglia,
ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in
Medicine), “ Cancer workshop ”
17-19/10 Meeting IWBF (International Wheelchair Basketball Federation)
EEC
24/10 Seminario, Prof.ssa Monica Di Luca, Dr.ssa Carla Finocchiaro,
“ 7° Programma Quadro: i nuovi bandi ”
25/10 Seminario, ENS (Ente Nazionale Sordi), “ Chirurgia, oncologia
e prevenzione (II edizione) ”
* 20/11 Seminario, Prof. Zvulun Elazar, “ New insights into the mechanism
of autophagosomes biogenesis ”
* 24/11 Seminario, Dr. David Lovinger, “ Endocannabinoid roles in
striatal synaptic plasticity and habit learning ”
27-29/11 International Workshop, Dr.ssa Rita Formisano, “ La riabilitazione
delle gravi cerebrolesioni acquisite (GCLA): problematiche
aperte ”
3/12 Convegno, Associazione ATHENA RSM (Ricerca Salute Management),
“ Inserimento lavorativo delle persone diversamente
abili. Norme, esperienze e strumenti per un percorso da condividere
”
6/12 Meeting, Kiwanis International, Distretto Italia San Marino
216 2008

Seminari e convegni
12/12 Incontro, Municipio RM XI, CGIL Roma Sud, “ Premio
Armando Alviti: iniziativa sulla Costituzione Italiana ”
13/12 Riunione, Società affiliate al CIP (Comitato Italiano Paralimpico)
Lazio
15/12 Meeting, Prof. Carlo Caltagirone, Prof. Paolo Calabresi,
Prof.ssa Monica Di Luca, “ Progetto Replaces ”
* 16/12 Seminario, Prof. Giorgio Bernardi, “ The role of chance in evolution
”
20/12 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco
2008 217

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 trials clinici attivi presso la Fondazione Santa
Lucia nell’anno 2008 accanto ad una loro breve descrizione.
Analisi cinematica dell’outcome in soggetti con lesioni midollari,
dopo trattamento idrokinesiterapico. Descrizione: L’obiettivo di questo
lavoro è quello di verificare se l’idrokinesiterapia induca delle modificazioni
della postura e del cammino di pazienti con esiti di lesione midollare e se tali
cambiamenti, si mantengano anche a secco dopo il trattamento.
Analisi dei disturbi cognitivi e neuropsichiatrici nella malattia di
Parkinson e nei parkinsonismi: implicazioni per la diagnosi precoce.
Descrizione: Scopi principali di questo studio sono: 1) investigare, con nuove
scale di valutazione adattate appositamente per pazienti con disturbi del
movimento, la prevalenza dei disturbi cognitivi e comportamentali in soggetti
all’esordio di malattia a confronto con soggetti in fase di cronicità; 2) investigare
l’effetto della associazione della deep brain stimulation (DBS) e del trattamento
farmacologico sui sintomi neuropsichiatrici, sul deficit cognitivo e
sul riconoscimento emozionale in pazienti che hanno subito impianti di DBS
tradizionale (NST/GPi). Scopo secondario è valutare la correlazione tra patologia
cognitiva e comportamentale.
Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani tramite
sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici. Valutazione
acuta di levodopa. Descrizione: Questo studio triennale ad inizio 2006 vuole
analizzare il cammino, la corrispettiva contrazione dei muscoli degli arti inferiori
e le possibili modificazioni del pattern muscolare e del cammino indotto
da una dose sovra massimale di Levodopa.
Analisi topologica delle reti di connettività funzionale stimate a
partire dai segnali EEG ad alta risoluzione, durante compiti di interazione
strategica. Descrizione: Il progetto biennale (ad inizio 2008) prevede
la applicazione di strumenti matematici capaci di estrarre informazioni
numeriche relative alla struttura e all’organizzazione delle reti funzionali
cerebrali, su dati EEG raccolti durante compiti di interazione strategicodecisionale.
Aree di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore e
della mano in diverse condizioni sperimentali: mappe motorie da Stimo-
220 2008

Trials clinici
lazione Magnetica Transcranica ed integrazione con immagini RMN.
Descrizione: Obiettivo di questo studio biennale ad inizio nel 2007 è quello di
implementare e validare una metodologia di analisi di dati TMS semiautomatica
e di integrare le informazioni in 2D delle mappe TMD in un spazio 3D di
modelli di testa realistici.
Basi neurali di tristezza, rabbia e gioia nella Sclerosi Multipla: studio
in vivo con RM funzionale. Descrizione: Studio con fMRI e RM strutturale
finalizzato allo studio delle capacità emotive in pazienti con MS. La fMRI è
utilizzata per investigare le emozioni positive (gioia) e negative (tristezza e
rabbia); le variazioni funzionali vengono messe in relazione alle variazioni
strutturali.
Biomarkers ematici nel traumatizzato cranico con esiti di coma in
fase riabilitativa. Descrizione: Lo studio si propone di indagare i biomarkers
di maggiore significato predittivo nel trauma cranico, nella fase riabilitativa,
con prelievi ematici all’ingresso, durante e al termine del ricovero nell’Unità
Post-Coma. Tali risultati sono correlati con indici di disabilità ed esito finale
ad almeno 1 anno dal trauma cranico.
Cambio di direzione in pazienti con malattia di Parkinson: analisi
qualitativa e quantitativa ed efficacia della riabilitazione motoria. Descrizione:
Scopo di questo studio triennale ad inizio nel 2008 è quello di valutare
attraverso l’analisi del cammino la modalità con cui il pazienti PD esegue il
cambio di direzione del senso di marcia (Ahead/Back) e studiare l’effetto della
riabilitazione stessa.
Controllo cognitivo durante l’invecchiamento: fisiologia del deterioramento
e valutazione preclinica. Descrizione: Studio multi-centrico con l’obiettivo
di mettere in relazione il decadimento delle funzioni cognitive (attenzione,
linguaggio, emozioni) con variazioni delle strutture e delle funzioni cerebrali
(fMRI). Partecipano allo studio, volontari sani in diverse fasce d’età, soggetti
con Mild Cognitive Impairment (MCI) e pazienti con malattia di Alzheimer.
Correlati neuro-anatomo funzionali del costrutto di Alexithymia in
soggetti con Stroke. Descrizione: Tale ricerca ha lo scopo di evidenziare le
lesioni che, caratteristicamente, favoriscono lo sviluppo dell’alexithymia in
soggetti con stroke e di verificare correlati cognitivi e comportamentali. L’importanza
dello studio dell’alexithymia in soggetti con patologie croniche è
notevole in quanto la presenza di alexithymia influenza negativamente il
decorso della terapia riabilitativa ed aumenta i costi del trattamento. I risultati
indicano come pazienti alexitimici siano quelli con stroke emisferico
destro. Nonostante i pazienti alexitimici siano clinicamente più gravi dei non
alexitimici essi tendono a migliorare dopo trattamento con farmaci antidepressivi.
Dall’alimentazione enterale per SNG o PEG all’alimentazione orale
nei pazienti disfagici: sviluppo di protocolli per bilanciare e somministrare
l’apporto nutrizionale. Descrizione: Il progetto ha l’obiettivo di trovare
la modalità migliore per somministrare la nutrizione artificiale per via
2008 221

Sezione II
enterale nel paziente disfagico che, contemporaneamente, assume alimenti
per bocca, durante il training deglutitorio.
Decorso temporale della connettività funzionale tra aree corticali
motorie “ primarie ” e “ non-primarie ” dell’uomo durante compiti di
apprendimento motorio. Descrizione: In questo progetto biennale ad inizio
nel 2008, si vogliono 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.
Depressive features in medical (neurological and oncological) patients
recruited in the general medical setting: reliability of diagnostic criteria,
predictive role of biological markers, and effect of treatment with antidepressants.
Descrizione: L’endpoint primario dello studio è quello di verificare
se, in pazienti anziani oncologici con diagnosi di disturbo depressivo maggiore
o minore, la qualità della vita migliori in maniera statisticamente significativa
durante 18 mesi di follow-up. L’endpoint secondario è quello di valutare se il
trattamento antidepressivo favorisca l’abbattimento della sintomatologia
depressiva in pazienti oncologici anziani durante il follow-up e di valutare l’andamento
del deficit cognitivo globale durante il follow-up.
Determinazione del costo energetico della deambulazione in persone
amputate di coscia protesizzate. Descrizione: Obiettivo del presente
progetto è quello di approfondire il tema del costo energetico della deambulazione
in amputati monolateralmente di arto inferiore a livello transfemorale
protesizzati con un nuovo tipo di invaso Marlo Anatomical Socket (M.A.S.) e
confrontare i dati con quelli derivati dall’utilizzo di altri tipi di invasi.
Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche
avanzate di neuroimaging. Descrizione: Studio di RM strutturale e funzionale
focalizzato all’identificazione di marker differenziali tra le due principali
forme di demenza (DLB e AD). Le alterazioni investigate comprendono allucinazioni
visive, parkinsonismo e fluttuazioni cognitive.
Disfagia post-chirurgica delle vie aero-digestive superiori e disfagia
post-attinica. Confronto dei risultati funzionali e nutrizionali. Descrizione:
Gli obiettivi dello studio sono di confrontare i risultati funzionali ottenuti
dal trattamento oncologico chirurgico con quelli ottenuti dal trattamento
radioterapico, sui tumori delle vie aero-digestive superiori sia a breve che a
lungo termine; definire le caratteristiche della disfagia indotta dalle due
diverse metodiche e valutare l’impatto sulla nutrizione e sulla qualità della
vita che deriva dalle due disabilità.
Early diagnosis of Alzheimer’s diseases through the combination and
correlation of molecular, functional and clinical biomarkers. Descrizione:
Il progetto si propone di: 1) selezionare e arruolare nello studio pazienti con
MCI e AD; 2) identificare le correlazioni tra sintomatologia clinica, profilo
neuropsicologico e dati morfologici; 3) investigare i possibili substrati strutturali
e funzionali predittivi dell’evoluzione clinica dalla condizione di MCI a
222 2008

Trials clinici
quella di demenza conclamata, utilizzando tecniche di risonanza magnetica
cerebrale non-convenzionale 3 Tesla (RM pesata in diffusione con studio del
tensore e della trattografia) per quantificare le alterazioni strutturali (atrofia
globale e regionale della sostanza grigia, alterazioni diffuse e focali lesionali
della sostanza bianca e dei principali fasci di associazione).
Eccitabilità corticale durante il controllo volontario di ritmi sensorimotori.
Descrizione: Lo studio, triennale ad inizio nel 2007, si propone di
caratterizzare pattern EEG “ di controllo ” intra-individuali (apprendimento) e
inter-individuali (strategie di controllo) sviluppati da soggetti addestrati al
controllo di una applicazione BCI, mezzo di variazioni di ritmi sensorimotori.
Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato o grave
sulle abilità mnesiche, durante il periodo di amnesia post-traumatica
(APT) e dopo la sua risoluzione. Descrizione: Obiettivo dello studio è di
valutare, mediante studi di Risonanza Magnetica (RM) funzionale e neurofisiologici,
gli effetti a livello anatomo-funzionale del trauma cranico moderato
o grave sulle abilità mnesiche.
Effetti dell’esercizio fisico regolare sullo stile di vita, lo stato funzionale
e psicologico del soggetto anziano. Descrizione: Lo scopo del progetto
è stato quello di valutare gli effetti di un training di attività fisica adattata
sullo stato di fitness e qualità della vita in soggetti anziani.
Effetti della riabilitazione vestibolare nel disturbo vestibolare dell’equilibrio
del paziente con Malattia di Parkinson. Descrizione: Questo studio
biennale, ad inizio nel 2007, ha lo scopo di oggettivare l’efficacia di un
ciclo di riabilitazione vestibolare sulle alterazioni della deambulazione e dell’equilibrio,
in soggetti affetti da malattia di Parkinson.
Effetti della Rieducazione Posturale Globale in soggetti con Malattia
di Parkinson. Descrizione: Scopo di questo studio triennale ad inizio nel 2008
è verificare l’efficacia della rieducazione posturale e quantificarne gli effetti
sulla marcia di soggetti affetti da Malattia di Parkinson, grazie all’utilizzo
della Gait Analysis.
Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti post-ictali con
cerebrolesione destra ed emidisattenzione. Descrizione: Studio in aperto
sull’efficacia di un trattamento con inibitori acetilcolinesterasi sull’outcome
cognitivo e funzionale di pazienti con emidisattenzione spaziale da cerebrolesione
ischemica.
Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero in
pazienti anziani (>65 anni) con recenti postumi di un evento cerebrovascolare.
Descrizione: Prosecuzione studio di tipo osservazionale, dedicato
all’approfondimento dei fattori prognostici nel recupero funzionale nei
pazienti ultrasessantacinquenni, con recente (entro un mese dall’evento) disabilità
post-ictale, ed in particolar modo di quelli nutrizionali.
Implementazione di un prototipo di basato su potenziali eventocorrelati
per il controllo di Interfacce Cervello computer (Brain Compu-
2008 223

Sezione II
ter Interface). Descrizione: L’obiettivo del progetto biennale ad inizio nel
2008 consiste nell’implementazione di un sistema BCI sufficientemente robusto
e facilmente utilizzabile da poter essere assimilabile ad un dispositivo per
l’interazione uomo macchina, come potrebbe essere un mouse o una tastiera.
Influenza prognostica dell’incremento dei livelli ematici della Proteina
C-reattiva e del Fibrinogeno sul recupero funzionale dei pazienti
con stroke ischemico. Descrizione: Lo scopo dello studio è quello di valutare
le possibili influenze dei livelli ematici di Fibrinogeno e Proteina C-reattiva sul
recupero funzionale di pazienti affetti da sequela di primo evento ictale ischemico
cerebrale durante la fase di riabilitazione neuromotoria.
La pompa con baclofen intratecale nei pazienti con esiti di grave cerebrolesione
acquisita: progetto di collaborazione Unità Post-Coma della
Fondazione Santa Lucia e Reparto di Neurochirurgia Funzionale del Policlinico
Gemelli. Studio multicentrico retrospettivo nazionale. Descrizione:
Scopo dello studio è la 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.
La spalla dolorosa dell’emiplegico. Descrizione: Il primo obiettivo dello
studio è quello di valutare la prevalenza di questa complicanza che ha importanti
ripercussioni sulla riabilitazione motoria e sull’equilibrio psicologico del
paziente entro 12 mesi dall’evento ictale. Il secondo obiettivo è evidenziare le
cause della spalla dolorosa dell’emiplegico.
La tossina botulinica A nel trattamento della spasticità di pazienti
con esiti di Grave Cerebrolesione Acquisita (GCA): valutazione neurofisiologica
prima e dopo trattamento. Descrizione: Obiettivo dello studio
biennale ad inizio nel 2008 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 gravi lesioni del SNC di natura vascolare e/o posttraumatica.
La valutazione delle abilità di guida: validazione di una batteria psicometrica
computerizzata (Vienna System). Descrizione: Scopo dello studio
è la validazione di una batteria psicometrica computerizzata (Vienna
System) su un campione normativo italiano, che possa rappresentare successivamente
una popolazione di riferimento per la valutazione delle abilità di
guida dopo il coma. Scopo secondario dello studio è evidenziare variabili predittive
valide per l’identificazione di persone a rischio di incidenti stradali, in
particolare soggetti con esiti di trauma cranio-encefalico o post-comatosi che
richiedono un giudizio sulla possibilità di riprendere a guidare.
Pattern di reattività elettrica corticale cerebrale durante simulazione
mentale di compiti complessi. Descrizione: Lo studio, biennale ad inizio nel
2008, si propone di esplorare sistematicamente i correlati EEGrafici che sottendono
i compiti cognitivi utilizzati in fMRI e quindi valutarne le potenzialità
come segnali di controllo BCI.
224 2008

Trials clinici
Plasticità del sistema nervoso centrale (SNC), dopo procedura neurochirurgica.
Descrizione: L’obiettivo principale dello studio è quello di valutare
i cambiamenti plastici della connettività del SNC dopo cranioplastica, per
mezzo di Risonanza Magnetica (RM) mediante trattografia.
Protocollo di studio per la valutazione della tollerabilità e dell’efficacia
della rivastigmina sui disturbi cognitivi e comportamentali conseguenti
a trauma cranio-encefalico (TCE) con coma e altre gravi cerebrolesioni
acquisite (GCLA) in pazienti stabilizzati. Descrizione: Lo studio si
propone di valutare la tollerabilità e l’efficacia di un farmaco anti Alzheimer
(la rivastigmina) in una popolazione di pazienti con postumi di traumi cranio
encefalici. In particolare, valutare se possa modificare le funzioni attenzionale,
mnesica, e comportamentale.
Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello di partecipazione
sull’outcome riabilitativo. Descrizione: Lo studio si propone di valutare
come la variabile partecipazione possa condizionare i risultati riabilitativi.
Strategie di rinforzo per il controllo volontario di potenziali EEG:
effetto di feedback multisensoriale. Descrizione: L’obiettivo primario del
progetto triennale ad inizio nel 2007 è quello di esplorare l’efficacia di un
feedback somatosensoriale nell’addestramento e nella accuratezza del controllo
di una applicazione BCI. Nell’affrontare tale obiettivo si deve primariamente
specificare un protocollo per la somministrazione del feedback tattile.
Strumenti e procedure diagnostiche per le demenze utilizzabili nella
clinica ai fini della diagnosi precoce e differenziale, della individuazione
delle forme a rapida o lenta progressione e delle forme con risposta ottimale
alle attuali terapie. Descrizione: Il progetto si propone di: 1) selezionare
e arruolare nello studio pazienti con diagnosi di demenza di Alzheimer
(AD) e pazienti con diagnosi di Mild Cognitive Impairment (MCI) amnesico e
MCI caratterizzato da deficit cognitivi multipli o diversi dal disturbo di
memoria; 2) sottoporre tutti i pazienti arruolati ad indagine diagnostica e
valutazione psico-comportamentale al fine di valutare la presenza di depressione,
ansia e psicosi; 3) valutare tutti i pazienti con il Mini Mental State Examination
(MMSE) e con una batteria neuropsicologica quale la Mental Deterioration
Battery (MDB); 4) analizzare le relazioni tra le tre dimensioni cognitiva,
comportamentale e funzionale; 5) individuare la prevalenza ed il decorso
dei sintomi comportamentali e psichiatrici (BPSD) nei pazienti con MCI e nei
pazienti in fase iniziale di AD utilizzando scale di valutazione cognitiva e
comportamentale complesse.
Studio con tipizzazione mirata diagnostica, psicopatologica, neuropsicologica
e morfologica cerebrale in pazienti con diagnosi di schizofrenia.
Descrizione: Scopo dello studio è quello di valutare le variabili cliniche,
cognitive, comportamentali e neuroradiologiche come possibili fattori di predizione
per lo sviluppo della schizofrenia, del decorso di malattia e della
risposta al trattamento. L’utilità di individuare e disporre di fattori di predizione
di una malattia è di poter intervenire in una fase precoce per rallentarne
o stabilizzarne la progressione. A tal fine, sono state condotte valutazioni dia-
2008 225

Sezione II
gnostiche, neuropsicologiche e comportamentali mediante l’uso di una batteria
di test. Inoltre, sono state effettuate indagini neuroradiologiche strutturali
attraverso la Risonanza Magnetica del cervello (RM) ed un framework computerizzato
per la valutazione voxel per voxel della sostanza grigia e della
sostanza bianca del cervello. I risultati indicano come esistano delle aree del
cervello che sono compromesse nei pazienti con schizofrenia rispetto ai controlli.
Modificazioni strutturali in alcune di queste aree sono associate a compromissione
cognitiva e sintomi psichiatrici.
Studio dei cambiamenti emodinamici cerebrali in seguito a stimoli a
diversa valenza emozionale in pazienti con lesione cerebellare focale
mediante doppler transcranico. Descrizione: Lo scopo dello studio è quello
di verificare la possibilità di acquisire informazioni concernenti la neuropsicologia
delle emozioni in pazienti affetti da lesioni focali cerebellari. Per questa
ragione, ci si propone di valutare cambiamenti della velocità di flusso in
entrambe le Arterie Cerebrali Medie (ACM) durante la visione di una
sequenza di diapositive a diversa valenza emozionale in una popolazione di
pazienti affetti da lesioni cerebellari focali.
Studio longitudinale degli adattamenti cardiovascolari e metabolici
in atleti disabili di alto livello praticanti nuoto. Descrizione: Studio longitudinale
su pazienti ricoverati nella U.O.; vengono controllati i parametri funzionali
e la qualità della vita. Studio epidemiologico.
Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti da Sindrome
delle Apnee Ostruttive del Sonno mediante RM. Descrizione: L’obiettivo
principale di questo progetto triennale (ad inizio nel 2007) è determinare l’associazione
tra anomalie della sostanza bianca (ipersignale T2) e la presenza di
OSAS. Un obiettivo secondario di questa ricerca consisterà nel determinare la
distribuzione anatomica delle anomalie del segnale nella sostanza bianca
nelle OSAS utilizzando metodi di voxel-based morphometry e statistical mapping.
Infine saranno effettuate delle correlazioni tra dati neuroradiologici e
cognitivi.
Studio multicentrico internazionale sulla qualità della vita nel traumatizzato
cranico (QOLIBRI). Descrizione: Lo studio correla 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, come viene percepita dal paziente e dal suo
familiare, a medio e lungo termine.
Studio osservazionale sull’efficacia del St George’s Respiratory Questionnaire
(SGRQ) nell’evidenziare il miglioramento dello stato di salute
dopo trattamento riabilitativo respiratorio in regime di day-hospital nei
pazienti anziani affetti da BPCO. Descrizione: Il SGRQ è una misura dello
stato di salute per i pazienti affetti da BPCO. Viene utilizzato per tale scopo da
circa 15 anni e la sua validità è documentata con grande evidenza nella letteratura
internazionale. Ciononostante i dati in esame, relativi ai pazienti
anziani affetti da BPCO, hanno evidenziato incongruità nelle risposte ad
alcuni item nel questionario alla dimissione rispetto a quello d’ingresso. Ciò
226 2008

Trials clinici
determina una discrepanza tra il miglioramento della funzionalità polmonare
e della performance fisica del paziente alla dimissione e lo stato di salute che
emerge dal punteggio ottenuto dal questionario, a fronte di una condizione
cognitiva, rilevata mediante l’MMST, che nella quasi totalità dei casi risultava
nei limiti della norma. Pertanto si ipotizza che il SGRQ potrebbe non essere il
test ideale per la valutazione dei pazienti anziani affetti da BPCO in fase non
acuta.
Sviluppo di metodi basati sulla teoria dei grafi in grado di estrarre
caratteristiche topologiche dalle reti funzionali stimate a partire dai
segnali EEG ad alta risoluzione. Descrizione: Il progetto triennale (ad inizio
2007) prevede la definizione e la creazione di strumenti matematici capaci di
estrarre informazioni numeriche relative alla struttura e all’organizzazione
delle reti funzionali cerebrali. I pattern di connettività, ottenuti applicando
modelli mutivariati autoregressivi ai set di dati EEG ad alta risoluzione, rappresentano
degli oggetti piuttosto complicati da interpretare.
Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione clinico cinematica
del cammino. Descrizione: Il progetto in corso ha lo scopo di continuare
la validazione di due scale, una, la Spinal Cord Independence Measure
(SCIM), che valuta l’autonomia dei pazienti nello svolgimento delle attività di
vita quotidiana e una, il Walking Index for Spinal Cord Injury (WISCI), che
invece valuta il cammino.
Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione del disturbo
di analisi sequenziale in soggetti con patologia cerebellare. Descrizione:
Obiettivo della prima parte dello studio è stato quello di definire il ruolo dei
circuiti cortico-cerebello-corticali nei processi di decision-making, allo scopo
di mettere a punto un protocollo diagnostico che permetta di valutare l’influenza
delle componenti cognitive ed emozionali che intervengono nei processi
decisionali quando il controllo cerebellare è alterato dalla presenza di
una patologia.
Sviluppo e validazione di metodiche per la stima istantanea della
connettività corticale tempo-variante e loro applicazione a dati di EEG
ad alta risoluzione. Descrizione: Il progetto triennale (ad inizio 2008) prevede
lo sviluppo di una metodica per la stima della connettività funzionale tempovariante
tra diverse aree della corteccia cerebrale umana durante l’esecuzione
di diversi compiti sperimentali. L’obiettivo che si vuole raggiungere è la realizzazione
di un nuovo approccio metodologico che permetta di superare l’ipotesi
di stazionarietà richiesta dai metodi convenzionali, rendendo possibile
stimare la connettività anche nelle fasi del compito sperimentale per loro
natura non stazionarie, e consentendo di seguire le rapide variazioni di connettività,
al momento non possibile.
Trattamento riabilitativo con uso di apparecchiature per scarico parziale
del peso corporeo in pazienti con esiti di stroke. Descrizione: Obiettivo
dello studio è di valutare l’efficacia del trattamento riabilitativo sul recupero
della deambulazione di pazienti affetti da esiti di stroke mediante l’utilizzo
di uno specifico treadmill con parziale sospensione del carico.
2008 227

Sezione II
Utilizzo della scala di Melbourne come strumento di verifica dell’apprendimento
motorio in bambini affetti da postumi di paralisi cerebrale
trattati con bendaggio funzionale. Descrizione: Lo studio si propone di utilizzare
un nuovo strumento di valutazione, la scala Melbourne, ancora poco
noto in Italia, per verificare i risultati a breve e lungo termine dell’utilizzo del
bendaggio funzionale in bambini affetti da postumi di paralisi cerebrale
infantile.
Valutazione cinematica dello “ starting ” della marcia in soggetti
affetti da malattia di Parkinson trattati chirurgicamente con DBS in STN
e PPN. Descrizione: 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. Progetto triennale ad inizio
2008.
Valutazione dei determinanti del cammino e delle performances
deambulatorie in pazienti con lesione midollare incompleta. Descrizione:
Il recupero della deambulazione è diventato uno dei target della terapia farmacologica
e riabilitativa dopo mielolesione. Una conoscenza accurata dei fattori
che influenzano il cammino è diventata quindi indispensabile. Fino ad oggi la
deambulazione è stata messa in relazione quasi esclusivamente con la forza
muscolare, nonostante le evidenze, che derivano da altre patologie, dell’influenza
di altri fattori (come, per esempio, l’equilibrio e la spasticità). Scopo
del lavoro è lo studio della correlazione fra il recupero della deambulazione e
vari fattori clinici potenzialmente in grado di influenzare tale recupero.
Valutazione dei disturbi attentivi con paradigma informatico in
pazienti con esiti di grave trauma cranico. Descrizione: Lo studio si propone
di indagare le diverse componenti delle funzioni attentive in pazienti
con esiti di trauma cranico grave e in particolare la loro influenza sul rallentamento
psicomotorio del traumatizzato cranico.
Valutazione del costo energetico durante una seduta riabilitativa al
gait trainer. Descrizione: Lo studio si propone di valutare la richiesta energetica
ed il costo energetico dell’attività motoria al Gait Trainer (GT) mediante
l’utilizzo del metabolimetro portatile K4b2 (Cosmed).
Valutazione del paziente affetto da Parkinsonismo Post-Traumatico
mendiante Risonanza Magnetica funzionale (RMf) prima e dopo terapia
con L-Dopa. Descrizione: Lo studio si propone di valutare il miglioramento
del parkinsonismo post-traumatico mediante la somministrazione di scale cliniche
quali la Unified Parkinsonism Disease Rating Scale (UPDRS), prima e
dopo trattamento con Levodopa, e per mezzo della RMN funzionale.
Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti da malattia di
Parkinson gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN. Descrizione: È
noto che la malattia di Parkinson coinvolge i muscoli respiratori, il diaframma
e muscoli accessori che, attraverso la loro attività, consentono la ven-
228 2008

Trials clinici
tilazione polmonare. In questo studio triennale ad inizio nel 2006, si vuole
valutare se la Stimolazione Cerebrale Profonda del nucleo Sottotalamico, produca
delle modificazioni dei parametri respiratori come la MEP e MIP (Maximal
Expiratory Pressure e Maximal Inspiratory Pressure), indici di forza di
contrazione muscolare.
Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico con immunomodulatori
in soggetti con Sclerosi Multipla. Descrizione: Gli scopi dello
studio sono quelli di verificare nei pazienti con SM che afferiscono all’ambulatorio
della Fondazione l’efficacia della terapia in termini di ricadute cliniche
e disabilità, il numero di drop-out ed eventuali modificazioni terapeutiche
durante un periodo di follow-up di 3 anni.
Valutazione della interazione/competizione tra aree di rappresentazione
corticale: mappe motorie da Stimolazione Magnetica Transcranica
in diverse condizioni sperimentali. Descrizione: Obiettivo di questo studio
biennale ad inizio nel 2007 è quello di investigare fenomeni di competizione
tra aree di rappresentazione corticale dei muscoli dell’arto superiore ed in
particolare della mano contigue e/o distanti tra loro, in diverse condizioni sperimentali.
Valutazione delle procedure mediche messe in atto nei confronti di
malati con malattie neurodegenerative che si rivolgono a strutture del
SSN. Confronto con le raccomandazioni degli esperti e con linee guida
nazionali e internazionali. Descrizione: Scopo principale del progetto è di
integrare i risultati di studi neuropsicologici, di neuroimaging e neuro-comportamentali
per la diagnosi differenziale delle diverse forme di demenza e
raccogliere le principali caratteristiche cliniche. Il secondo obiettivo è quello
di costruire un registro di popolazione delle malattie neurodegenerative nella
città di Roma. Questo registro ha come scopo fondamentale quello di definire
quantitativamente le dimensioni del bisogno sanitario generato da queste
malattie e caratterizzato in termini demografici e clinici.
Valutazione di bambini emiplegici e diplegici trattati con bendaggio
funzionale. Descrizione: Obiettivo dello studio è di valutare gli effetti a breve
e lungo termine dell’utilizzo del bendaggio funzionale in bambini affetti da
postumi di paralisi cerebrale infantile. L’ipotesi testata è che il bendaggio faciliti
l’acquisizione di schemi di movimento più armonici, meno influenzati
dalla prevalenza di gruppi muscolari rispetto ad altri.
Valutazione di efficacia di due diversi protocolli riabilitativi respiratori
nella broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Descrizione: L’obiettivo
del presente progetto è verificare se due differenti tipi di attività fisica
adattata (endurance vs endurance+strength) abbiano diverso effetto sulla
capacità di esercizio, espressa dalla distanza percorsa in 6’, e di identificare gli
elementi predittivi di una risposta favorevole (variabili sociodemografiche,
stato nutrizionale, introito alimentare, parametri sierologici indicativi di flogosi
sistemica, parametri di funzionalità respiratoria, di funzione fisica e dello
stato di salute percepito).
2008 229

Sezione II
Valutazione di parametri clinico-funzionali in pazienti affetti da
grave arteriopatia degli arti inferiori esitata in amputazione d’arto.
Descrizione: Studio longitudinale su pazienti ricoverati nel nostra U.O.; vengono
controllati i parametri funzionali e la qualità della vita. Studio epidemiologico.
Valutazione multidimensionale neuropsicologica, comportamentale,
neuroradiologica e genetica di soggetti con MCI. Descrizione: Lo scopo primario
dello studio è quello di valutare i predittori precoci di outcome clinico.
In particolare, sono stati esaminati allo stesso tempo parametri neuroradiologici,
neuropsicologici, comportamentali e genetici, durante il decorso della
malattia a partire dall’esordio preclinico e clinico. Lo scopo secondario dello
studio è quello di valutare le differenze tra soggetti con MCI, AD e soggetti di
controllo rispetto alle caratteristiche morfometriche cerebrali, neuropsicologiche,
comportamentali e genetiche e la correlazione eventualmente esistente
tra tali variabili. I risultati indicano come i soggetti con MCI abbiano una
forte tendenza alla conversione in Malattia di Alzheimer. Comunque, essi
hanno un profilo neuropsicologico caratteristico con compromissione selettiva
delle funzioni mnesiche, risparmio delle altre dimensioni cognitive e
moderati livelli di sintomatologia comportamentale. I dati neuroradiologici e
genetici sono in corso di analisi.
Valutazione outcome riabilitativo nei pazienti con evento cerebrovascolare
mediante un nuovo protocollo standardizzato di valutazione
(PMIC). Descrizione: Lo studio si propone di approfondire le conoscenze sulla
valutazione e sul recupero funzionale nei pazienti con ictus, mediante un
nuovo protocollo standardizzato di valutazione (Protocollo di Minima per l’ictus,
PMIC), recentemente pubblicato sotto l’egida della SIMFER (Società Italiana
di Medicina Fisica e Riabilitazione).
230 2008

Sezione II
IL PAZIENTE DISFAGICO: MANUALE
PER FAMILIARI E CAREGIVER
Antonella Gaita, Lina Barba, Paola Calcagno, Alessandro Cuccaro,
Maria Grazia Grasso, Olga Pascale, Stefania Martinelli,
Angelo Rossini, Umberto Scognamiglio, Marilia Simonelli,
Alessandra Valenzi, Antonino Salvia – Fondazione Santa Lucia
Gianfranco Donelli – Dipartimento di Tecnologie e Salute,
Istituto Superiore di Sanità
RAZIONALE
Con il termine di disabilità deglutitoria o disfagia si definisce qualsiasi
disfunzione deglutitoria rilevabile, sia direttamente, con mezzi clinici o strumentali,
che indirettamente per le sue conseguenze e qualsiasi disagio che un
soggetto percepisce nel deglutire.
Un disturbo della deglutizione interferisce con le attività di vita quotidiana.
Ciò considerato, in base ai criteri suggeriti dall’Organizzazione Mondiale
della Sanità, nella International of Functioning and Disability, approvata
nel maggio 2001, le attività relative alla deglutizione sono state identificate
con 2 codici:
– d550 Mangiare (portare a termine il compito coordinato e le azioni di
mangiare cibo servito, portarlo alla bocca e consumarlo in maniera culturalmente
accettabile, tagliare e dividere il cibo in parti, stappare bottiglie e aprire
scatolette, usare posate e partecipare a pranzi e feste).
– d560 Bere (prendere un bicchiere, portarlo alla bocca e bere in maniera
culturalmente accettabile, mescolare e versarsi liquidi da bersi, stappare bottiglie
e aprire lattine, bere con la cannuccia e bere da una fonte di acqua corrente
come una fontana).
Per ognuno dei due codici è attribuita una percentuale di limitazione
compresa tra 0% (nessuna limitazione di attività) e 100% (limitazione totale
delle attività).
La “ disfagia ”, sebbene non sia una malattia ma solo un sintomo, isolato
o associato a quadri sindromici, ha acquisito comunque nel tempo una sua
identità tanto da diventare oggetto di una scienza medica la “ deglutologia ”
o “ fisiopatologia e clinica della deglutizione ”: scienza di recente costituzione
e sviluppo, nata intorno alla metà degli anni ’80, per un crescente interesse
per la deglutizione sia normale che patologica, non solo nell’adulto ma
anche e soprattutto nell’anziano, per il quale la disfagia ha alta morbilità,
mortalità ed alti costi. Nell’ultimo decennio infatti si è scoperto che un alto
numero di decessi in anziani e disabili, per esempio il 40% delle morti a
seguito di stroke, è da attribuirsi a polmonite ab ingestis e ben il 14,5%
mostra segni di infezione delle vie aeree inferiori [Perry, Love 2001].
Nonostante la disfagia possa colpire ogni fascia d’età, si presenta soprattutto
nella fascia geriatrica. Da ciò la particolare attenzione delle Istituzioni
232 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
per gli anziani, peraltro già di per sé soggetti a presbifagia, per i dementi, per i
traumatizzati cranici e per i soggetti con esiti cerebrovascolari e altre patologie
neurologiche che possono manifestare questo sintomo.
L’interesse per la fisiopatologia della deglutizione ed il conseguente sviluppo
della deglutologia sorge ad opera di alcuni pionieri, prima fra tutti Jeri
A. Logemann, agli inizi degli anni ‘70, negli Stati Uniti d’America. Lì nel 1986
viene fondata una rivista interamente dedicata ai problemi della deglutizione:
Dysphagia. Oggi, in Europa la deglutologia è di prevalente competenza di
foniatri e logopedisti, ma il settore è altamente interdisciplinare, tanto da
vedere coinvolti molto frequentemente nella presa in carico di un paziente
disfagico radiologi, pneumologi, gastroenterologi, neurologi, fisiatri, fisioterapisti,
infermieri, nutrizionisti e dietisti.
In Italia, la riabilitazione della disfagia, praticata all’inizio degli anni ‘80
in via sperimentale da pochissimi centri, nel giro di tre lustri si è diffusa
anche se non ovunque, divenendo un’importante componente dell’attività per
i foniatri ed i logopedisti che operano nei centri di neuroriabilitazione. Tra i
motivi che giustificano una diffusione così ampia in primo luogo è da considerare
l’aumento dei soggetti disfagici adulti legato a diversi fattori:
– aumento dei traumi stradali, e perfezionamento delle tecniche di rianimazione
che permettono una maggiore sopravvivenza ma con esiti post-traumatici;
– elevazione dell’età media accompagnata da maggiore incidenza di patologie
neurologiche;
– maggiore attenzione degli operatori sanitari all’identificazione della
disfagia;
– miglioramento delle possibilità diagnostiche che possono contare su
più diffuse e fruibili indagini strumentali quali la videoendoscopia e la videofluoroscopia.
Il motivo principale del successo della riabilitazione della disfagia è la sua
efficacia: la ripresa dell’alimentazione orale può precedere il recupero neuromotorio
o addirittura in alcuni casi prescindere dallo stesso. I vantaggi di un
recupero di una deglutizione funzionale sono molteplici:
– possibilità di alimentare il paziente completamente o parzialmente per
bocca: tale aspetto è importante offrendo benefici sia d’ordine psicologico che
digestivo;
– ricaduta positiva sull’equilibrio metabolico;
– riduzione dei tempi di utilizzo della nutrizione enterale tramite sondino
nasogastrico (SNG) (la letteratura internazionale ha ampiamente segnalato i
possibili danni legati al suo utilizzo protratto nel tempo) o gastrostomia per
cutanea (PEG);
– riduzione del rischio di polmoniti ab ingestis e di episodi di soffocamento;
– contenimento dei tempi di ricovero con riduzione della spesa sanitaria.
Per contro, se da una parte si assiste nelle strutture di neuroriabilitazione
ad una maggiore implementazione della riabilitazione del degente disfagico,
2008 233

Sezione II
dall’altra è ancora necessario diffondere le corrette modalità di gestione domiciliare
e familiare dei soggetti in cui persistono disturbi della deglutizione. Ciò
al fine di evitare che l’inesperienza del familiare o del care-giver e la sottovalutazione
della problematica disfagica, possano avere una negativa influenza
sulla stabilità delle condizioni cliniche generali del paziente a domicilio. Sono
ben note infatti le possibili gravi ripercussioni che la disfagia può provocare
sia sull’apporto nutrizionale che sulla performance polmonare del soggetto.
OBIETTIVI E METODI
Il protocollo ISTISAN “ Il paziente disfagico: manuale per familiari e caregiver
” si propone di diffondere in ambito extraospedaliero, attraverso uno
strumento di semplice consultazione, la consapevolezza che i problemi di
disfagia possono giovarsi oltre che di una riabilitazione specializzata effettuata
nelle strutture di ricovero, anche di una rimediazione offerta dalla applicazione
di specifiche posture durante i pasti e particolari strategie dietetiche
facilmente applicabili anche a domicilio.
A tal fine vengono date nel protocollo, dopo delle introduttive nozioni di
base sulla fisiologia della deglutizione, le indicazioni, corredate da immagini
fotografiche, sulle più note posizioni del capo che il soggetto disfagico può
assumere per favorire l’atto deglutitorio e contemporaneamente ridurre il
rischio di aspirazione nelle vie respiratorie di materiale alimentare.
Particolare risalto viene dato nel successivo paragrafo del protocollo ISTI-
SAN, alla strategia dietetica in cui il familiare o il care-giver sono spesso coinvolti
in prima persona. La consolidata esperienza acquisita negli anni dagli
Autori del protocollo presso la Fondazione Santa Lucia, nella gestione dei
pazienti affetti da disfagia neurogena e post-chirurgica, permette di fornire
precise indicazioni su tipologia, caratteristiche e consistenza degli alimenti da
somministrare.
Vengono inoltre forniti 4 esempi di menu settimanali corrispondenti ai 4
livelli di dieta in uso presso la Fondazione Santa Lucia per la gestione della
disfagia, oltre che suggerimenti e consigli pratici utili a chi direttamente assiste
il paziente al pasto.
Gli ultimi 2 capitoli sono stati dedicati a particolari aspetti che possono
interessare chi assiste il paziente disfagico portatore di tracheotomia con cannula
tracheale o ad alto rischio di polmonite ab ingestis.
234 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
INDICAZIONI PER L’ELABORAZIONE DI LINEE GUIDA
PER LA GESTIONE DELLA QUALITÀ
E DELLA SICUREZZA IN UN SERVIZIO
DI RADIODIAGNOSTICA
Giuseppe Spagnoli – ISPESL e Fondazione Santa Lucia
Alessandro Ledda – Segreteria tecnica
Francesco Campanella – ISPESL
Carlo Caltagirone, Maria Teresa Carrì –
Università Tor Vergata e Fondazione Santa Lucia
Fabrizio Cichocki – Università Cattolica del Sacro Cuore
Marco Masi – Coordinamento Tecnico delle Regioni
Massimo Brutti, Gerardo Moccaldi, Umberto Sabatini,
Antonino Salvia – Fondazione Santa Lucia
L’ISPESL e la Fondazione Santa Lucia, in collaborazione con l‘Università
degli studi di Roma Tor Vergata, l’Università Cattolica del Sacro Cuore ed il
Coordinamento Tecnico delle Regioni, nel dicembre 2008 hanno pubblicato il
volume dal titolo “ Indicazioni per l’elaborazione di linee guida per la gestione
della qualità e della sicurezza in un servizio di radiodiagnostica ”. Il documento,
come sottolineato nella prefazione del dr. Luigi Amadio, Direttore Generale
della Fondazione Santa Lucia, rappresenta l’ulteriore frutto della pluriennale
collaborazione tra la Fondazione e l’ISPESL su tematiche di prevenzione e
sicurezza sui luoghi di lavoro.
In particolare negli ultimi anni, l’attenzione all’attività di ricerca degli
IRCCS definita “ traslazionale ”, caratterizzata cioè dalla necessità che le innovazioni
assistenziali sperimentate trovino applicazione pratica, sia diagnostica
che terapeutica, negli ospedali e nelle strutture del Servizio Sanitario
Nazionale, ha rappresentato la motivazione affinché si costituisse un gruppo
di lavoro congiunto, con esperti dell’ISPESL, della Fondazione Santa Lucia ed
il coinvolgimento dell’Università di Roma Tor Vergata, dell’Università Cattolica
del Sacro Cuore e del Coordinamento Tecnico delle Regioni.
Nella premessa del prof. Antonio Moccaldi, Commissario Straordinario
dell’Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro, si precisa
che la Linea Guida intende rappresentare uno strumento operativo ed organizzativo
nel quale il “ Regolamento di Radioprotezione della sorveglianza
fisica e medica ”, di cui al D. L.vo 230/1995 e successive modifiche ed integrazioni,
si integra con il Programma di Garanzia della Qualità previsto dal
D. L.vo 187/2000 e con il sistema di gestione reintegrato del D. L.vo 81/2008
con l’obiettivo finale di propiziare una gestione complessiva delle attività di
Radioprotezione che sia attuata nel rispetto delle normative di legge, ma
all’insegna della modernità.
Nel volume di 46 pagine, suddiviso in 2 sezioni, viene proposta la strutturazione
di un programma di garanzia di qualità, finalizzato ad organizzare, in
2008 235

Sezione II
base alle risorse disponibili (operatori, apparecchiature, tecniche, procedure,
controlli), lo svolgimento delle attività (da un’indagine diagnostica ad una prestazione
interventistica o al supporto ad altre specifiche attività mediche) su
percorsi predefiniti, in modo da ridurre errori ed elevare la qualità finale del
prodotto oltre che migliorare la produttività complessiva.
La prima parte del volume comprende il “ Regolamento di Radioprotezione
della sorveglianza fisica e medica ”, nel quale sono definiti compiti e
responsabilità in tema di:
– definizione delle figure coinvolte nel regolamento (datore di lavoro,
dirigente Medico Responsabile, Preposto, Ufficio di Radioprotezione);
– classificazione dei Lavoratori ai sensi dell’allegato III del D. L.vo
230/1995;
– gestione della sorveglianza fisica;
– gestione della sorveglianza medica, con riferimento alle visite mediche
periodiche, alle visite mediche straordinarie ed a particolari procedure per la
sorveglianza medica;
– modalità di gestione della dosimetria;
– problematica della documentazione di radioprotezione (medica e
fisica), proponendo un fac simile di scheda di destinazione lavorativa;
– adempimenti necessari per la detenzione di macchine radiogene
(< 200 Kv);
– necessità di specifici momenti di informazione/formazione dei lavoratori
a carico del datore di lavoro;
– obblighi che le norme di legge pongono in carico ai lavoratori;
– aspetti relativi alla trasmissione delle valutazioni dosimetriche;
– adempimenti in caso di cessazione dell’attività lavorativa con radiazioni
ionizzanti;
– adempimenti in costanza di rapporto di lavoro e in occasione della risoluzione
del rapporto di lavoro.
La seconda parte descrive tutte le principali attività operative e tecnicogestionali
di un Servizio di Radiodiagnostica, con specifico riferimento al
ruolo ed ai compiti delle varie figure professionali coinvolte, che deve specificare:
– le risorse del Servizio di Radiologia Diagnostica;
– l’elenco delle apparecchiature radiogene utilizzate e rispettivi locali di
utilizzo;
– gli obiettivi e standard di qualità del Servizio di Radiologia Diagnostica;
– i controlli di qualità su attrezzature, apparecchiature ed accessori
impiegati per l’effettuazione delle misure, dispositivi e sistemi sottoposti a
controlli di funzionamento;
– le misure di radioprotezione del paziente;
– la giustificazione e l’ottimizzazione delle prestazioni;
236 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
– i protocolli per le attrezzature e le pratiche;
– le responsabilità e i compiti del personale che opera all’interno di un
servizio di radiodiagnostica;
– le procedure di esecuzione delle prestazioni;
– le procedure di esecuzione dei controlli di qualità;
– gli interventi di manutenzione preventiva e straordinaria;
– le modalità di verifica dei Livelli Diagnostici di Riferimento;
– la registrazione delle prestazioni radiologiche;
– le modalità di tenuta della documentazione di garanzia di qualità.
Nell’appendice al volume viene proposto un documento per l’autovalutazione
che il Servizio di Radiodiagnostica può utilizzare, con la periodicità che
gli è maggiormente consona, al fine di determinare il proprio livello in termini
di qualità e di sicurezza e, se del caso, di attivare i processi correttivi all’uopo
identificati.
2008 237

Sezione II
LINEE GUIDA PER LA GESTIONE
DELL’ICTUS ISCHEMICO
E DELL’ATTACCO ISCHEMICO TRANSITORIO
The European Stroke Organisation (ESO)
Executive Committee and the ESO Writing Committee
Peter A. Ringleb – Heidelberg, Germania
Marie-Germaine Bousser – Paris, Francia
Gary Ford – Newcastle, Regno Unito
Philip Bath – Nottingham, Regno Unito
Michael Brainin – Krems, Austria
Valeria Caso – Perugia, Italia
Alvaro Cervera – Barcelona, Spagna
Angel Chamorro – Barcelona, Spagna
Charlotte Cordonnier – Lille, Francia
Laszlo Csiba – Debrecen, Ungheria
Antoni Davalos – Barcelona, Spagna
Hans-Christoph Diener – Essen, Germania
Jose Ferro – Lisbon, Portogallo
Werner Hacke – Heidelberg, Germania
Michael Hennerici – Mannheim, Germania
Markku Kaste – Helsinki, Finlandia
Peter Langhorne – Glasgow, Regno Unito
Kennedy Lees – Glasgow, Regno Unito
Didier Leys – Lille, Francia
Jan Lodder – Mastricht, Olanda
Hugh S. Markus – London, Regno Unito
Jean-Louis Mas – Paris, Francia
Heinrich P. Mattle – Bern, Svizzera
Keith Muir – Glasgow, Regno Unito
Bo Norrving – Lund, Svezia
Victor Obach – Barcelona, Spagna
Stefano Paolucci – Roma, Italia
E. Bernd Ringelstein – Munster, Germania
Peter D. Schellinger – Erlangen, Germania
Juhani Sivenius – Kuopio, Finlandia
Veronika Skvortsova – Mosca, Russia
Katharina Stibrant Sunnerhagen – Goteborg, Svezia
Lars Thomassen – Bergen, Norvegia
Danilo Toni – Roma, Italia
Rudiger von Kummer – Dresden, Germania
Nils Gunnar Wahlgren – Stockholm, Svezia
Marion F. Walzer – Nottingham, Regno Unito
Joanna Wardlaw – Edinburgh, Regno Unito
238 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
INTRODUZIONE
L’ictus è una delle principali cause di mortalità e morbilità nel mondo [1] .
Ci sono delle differenze notevoli nell’incidenza, prevalenza e mortalità tra
l’Europa dell’est e quella occidentale. Questo fenomeno è stato attribuito alla
differenza dei fattori di rischio, in quanto i livelli maggiori di ipertensione e
altri fattori di rischio sono responsabili di ictus più gravi nell’Europa dell’Est
[1-2] . Notevoli differenze regionali sono state individuate anche all’interno
dell’Europa occidentale.
L’ictus è la più importante causa di morbilità e disabilità a lungo termine
in Europa, ed i cambiamenti demografici porteranno ad un aumento sia della
incidenza che della prevalenza. È inoltre la seconda causa più comune di
demenza, la causa più frequente di epilessia negli anziani ed una causa frequente
di depressione [3] .
Nell’ultimo decennio sono state pubblicate molte linee guida e raccomandazioni
per la gestione dell’ictus o per specifici aspetti della cura dell’ictus [3-8] .
Di recente, nella dichiarazione di Helsingborg aggiornata, è stato focalizzato
l’interesse sugli standard della cura dell’ictus e sulla necessità di incrementare
la ricerca in Europa in questo campo. In futuro, l’armonizzazione globale
delle linee guida sull’ictus sarà lo scopo primario della World Stroke Organisation,
supportata dall’ESO e altre società nazionali e regionali sull’ictus.
MATERIALI E METODI
Le Linee Guida ESO 2008 rappresentano un aggiornamento delle raccomandazioni
dell’European Stroke Initiative (EUSI) per la gestione dell’ictus,
pubblicate la prima volta nel 2000 [8] e poi tradotte in diverse lingue (spagnolo,
portoghese, italiano, tedesco, greco, turco, lituano, polacco, russo e cinese
mandarino). Un primo aggiornamento è stato pubblicato nel 2003 [2] . Nel 2006
l’EUSI ha deciso che un gruppo più ampio di autori dovesse preparare questo
nuovo aggiornamento. Nel frattempo è stata fondata una nuova società europea
(ESO) che ha portato avanti il compito di creare delle linee guida. Conseguentemente,
le nuove raccomandazioni sono state preparate dai membri
della vecchia commissione di redazione dell’EUSI e dall’ESO.
Nel dicembre 2007 i membri della commissione si sono incontrati a Heidelberg,
in Germania, per 3 giorni per concludere la stesura delle raccomandazioni.
I membri della commissione sono stati divisi in sei gruppi e ad ogni
gruppo è stato assegnato un tema diverso. Ogni gruppo è stato presieduto da
due colleghi e includeva fino a cinque membri e, per evitare conflitti di interesse,
nessuno dei presidenti aveva avuto alcun coinvolgimento nei trials clinici
o negli studi discussi dai rispettivi gruppi.
Queste linee guida si occupano di ictus ischemico e dell’attacco ischemico
transitorio (TIA), che è considerato una entità singola. Linee guida apposite
per l’emorragia cerebrale e per l’emorragia subaracnoidea già esistono o
stanno per essere preparate [9] .
Le Linee Guida 2008 sono articolate in specifiche sezioni per affrontare in
maniera esaustiva il problema dell’ictus: dalla conoscenza del fenomeno all’in-
2008 239

Sezione II
vio e trasporto dei pazienti, dalla fase dell’emergenza e della diagnostica a
quella della terapia e delle complicazioni, per finire alla riabilitazione. Per la
sezione dedicata alla Riabilitazione hanno partecipato il Dr. Danilo Toni dell’Università
La Sapienza di Roma, come Coordinatore, e il Dr. Stefano Paolucci,
esperto dell’IRCCS Fondazione Santa Lucia.
Gli estensori hanno valutato le linee guida già pubblicate in altri paesi, la
documentazione specifica disponibile nel Cochrane Database of Systematic
Reviews e in Clinical Evidence, documenti reperibili nella letteratura indicizzata
in MEDLINE, dati da ricerche internazionali direttamente disponibili
agli esperti che hanno partecipato alla stesura delle linee guida. Le ricerche
bibliografiche hanno utilizzato il classico approccio per sottoinsiemi progressivamente
affinati a partire dall’insieme generato dalla ricerca del termine
STROKE, attraverso processi di combinazione booleani (AND-OR-NOT).
Le parole chiave associate alla chiave primaria erano, naturalmente, differenti
per ciascuna area e per gruppo omogeneo di domande.
Le classi di evidenza e i livelli di raccomandazione usati nelle linee guida
sono stati definiti in accordo ai criteri della European Federation of Neurological
Societies (EFNS). I cambiamenti delle linee guida dovuti a nuove evidenze
saranno continuamente aggiornati sulla versione on-line che si trova sul sito
web dell’ESO (eso-stroke.org).
1. Feigin VL, Lawes CM, Bennett DA, Anderson CS (2003) Lancet Neurol 2: 43-53.
2. Hack W, Kaste M, Bogousslavsky J, Brainin M, Chamorro A, Lees K, Leys D,
Kwiecinski H, Toni P, Langhorne P, Diener C, Hennerici M, Ferro J, Sivenius J,
Gunnar N, Bath P, Olsen TS, Gugging M (2003) Cerebrovasc Dis 16: 311-337.
3. SPREAD - Stroke Prevention and Educational Awareness Diffusion: Ictus cerebrale:
linee guida italiane di prevenzione e trattamento (2007) Milano, Pubblicazioni
Catel - Hyperphar Group SpA,.
4. Adams H, Adams R, del Zoppo G, Goldstein LB (2005) Stroke 36: 916-923.
5. Scottish Intercollegiate Guidelines Network. Management of patients with stroke.
Rehabilitation, prevention and management of complications, and discharge planning:
a national clinical guideline (2002) Edinburgh.
6. Brainin M, Olsen TS, Chamorro A, Diener HC, Ferro J, Hennerici MG, Langhorne
P, Sivenius J (2004) Cerebrovasc Dis 17 (Suppl 2): 1-14.
7. Adams RJ, Albers G, Alberts MJ, Benavente O, Furie K, Goldstein LB, Gorelick P,
Halperin J, Harbaugh R, Johnston SC, Katzan I, Kelly-Hayes M, Kenton EJ,
Marks M, Sacco RL, Schwamm LH, American Heart Association, American
Stroke Association (2008) Stroke 39:1647-1652.
8. European Stroke Council ENSaEFoNS (2000) Cerebrovasc Dis 10: 335-351.
9. Steiner T, Kaste M, Forsting M, Mendelow D, Kwiecinski H, Szikora I, Juvela S,
Marchel A, Chapot R, Cognard C, Unterberg A, Hacke W (2006) Cerebrovasc Dis
22: 294-316.
240 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
RIABILITAZIONE E VALUTAZIONE
DEI PAZIENTI MIELOLESI:
L’ESPERIENZA DELLA FONDAZIONE
SANTA LUCIA DI ROMA
Giorgio Scivoletto, Lina Di Lucente, Ugo Fuoco, Valentina Di Donna,
Letizia Laurenza, Marco Molinari – Fondazione Santa Lucia
Velio Macellari, Claudia Giacomozzi – Istituto Superiore di Sanità
PREMESSA
Sebbene le lesioni vertebro-midollari non siano le patologie più frequenti
in ambito riabilitativo, il loro impatto sociale è molto elevato. Recentemente,
progressi nel trattamento d’urgenza della lesione e nel campo delle
neuroscienze hanno prodotto un aumento della sopravvivenza dei pazienti e
del numero di lesioni incomplete con maggior potenziale di recupero. Parallelamente,
l’aumento dell’età media della popolazione ha richiesto l’adattamento
dell’assistenza alle necessità del mieloleso anziano, tenendo conto di
maggiori comorbidità, maggior rischio di complicanze e minor potenziale
di recupero.
INTRODUZIONE
La lesione del midollo spinale, sia di origine traumatica che di origine
non traumatica, determina un deficit totale o parziale di varie funzioni (mobilità,
sensibilità, trofismo, controllo degli sfinteri) al di sotto della sede della
lesione e rappresenta quindi una delle patologie più invalidanti che il riabilitatore
si trova ad affrontare. Queste lesioni, sebbene più rare rispetto ad altre
patologie del sistema nervoso, rappresentano comunque un importante problema
sanitario e sociale, a causa della gravità e irreversibilità degli esiti della
mielolesione e a causa del fatto che buona parte dei pazienti affetti da queste
lesioni sono giovani che vedono improvvisamente sconvolta la propria vita e
sono costretti a ripensare tutti i propri progetti.
La riabilitazione delle lesioni midollari è un processo che presenta molteplici
sfaccettature e che garantisce i migliori risultati solo se si svolge in un
ambiente specializzato nella cura di queste patologie, dove il paziente viene
preso in carico da un’equipe di specialisti che lo accompagna fino al raggiungimento
del massimo recupero concesso dalla situazione neurologica.
MATERIALI E METODI
La seguente trattazione nasce dall’esperienza degli specialisti della
Fondazione Santa Lucia nella riabilitazione di queste patologie e rappresenta,
per operatori, pazienti e familiari, una guida introduttiva alla
lesione midollare.
2008 241

Sezione II
Nella prima sezione (introduzione sul midollo e sulle lesioni midollari)
vengono presi in considerazione gli aspetti epidemiologici della lesione midollare
e vengono esaminati i principali quadri clinici.
Nella seconda parte valutazione, prognosi e trattamento delle complicanze
(esperienza della Fondazione Santa Lucia, Sezione Mielolesi) vengono esposti
i principali accertamenti clinici e strumentali a cui questi pazienti vengono
sottoposti e, in particolare, le scale di valutazione utilizzate per seguire i
pazienti nel corso del processo riabilitativo e per obiettivarne i miglioramenti
sia neurologici che funzionali. In questa sezione viene data ampia rilevanza
alla prognosi delle lesioni midollari e all’esame dei vari fattori prognostici.
Nella terza parte vengono esposte le principali complicanze della lesione
midollare, con particolare attenzione alla prevenzione della loro insorgenza.
Nella quarta sezione viene preso in esame il trattamento riabilitativo dal
momento della fase acuta, quando il paziente è ancora allettato, fino al raggiungimento
dell’autonomia in carrozzina.
Particolare spazio viene dato alla riabilitazione del cammino dopo la
lesione midollare, che rappresenta uno degli scopi principali dei pazienti. In
questo campo vengono presentati i dati di uno studio effettuato in collaborazione
con l’Istituto Superiore di Sanità: lo studio è basato sull’uso dello sgravio
di peso corporeo e di un tapis roulant per la riabilitazione della deambulazione
dei mielolesi.
Vengono ampiamente esaminati, infine, due aspetti cardine della riabilitazione
della mielolesione:
– il trattamento della vescica neurologica che spesso è una delle problematiche
più importanti dei pazienti oltre a rappresentare, fino ad alcuni
decenni fa, la principale causa di morbilità e mortalità dei mielolesi;
– l’aspetto psicologico con le sue fasi evolutive nel corso dei mesi dopo la
lesione.
Le conseguenze psicologiche della lesione midollare possono rappresentare
uno dei principali ostacoli al raggiungimento dei migliori risultati riabilitativi
dei pazienti con lesione midollare e, quindi, la conoscenza di tali problematiche
e del loro trattamento è di fondamentale importanza.
242 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
STUDIO ITALIANO DI COORTE SULLE DEMENZE
Manuale Cognitivo-comportamentale
Massimo Musicco – ITB-CNR – Fondazione Santa Lucia
Giovanna Salamone, Federica Lupo,
Laura Serra – Fondazione Santa Lucia
Carlo Caltagirone – Università di Roma Tor Vergata,
Fondazione Santa Lucia
PRESENTAZIONE
Nell’autunno del 2008 è iniziato l’arruolamento dei pazienti per lo studio
coordinato dalla Fondazione Santa Lucia e dal Consiglio Nazionale delle
Ricerche in 20 centri neurologici italiani. L’Istituto ha curato la preparazione
delle scale di valutazione neuropsicologica e delle metodologie di
valutazione clinica e strumentale per i pazienti dello studio stesso e nella
primavera del 2008 ha organizzato e condotto una giornata di corso di
addestramento per i rilevatori dei dati, nel corso della quale sono state
affrontate le problematiche relative alla somministrazione dei differenti test
utilizzati e quelle relative alla codifica e immagazzinamento automatico dei
dati. A tutto il 2008 sono stati inclusi 213 pazienti con malattia di Alzheimer,
Mild Cognitive Impairment, Demenza Fronto-Temporale, Demenza
con Corpi di Lewy e Demenza Vascolare.
RAZIONALE DELLO STUDIO
Le demenze sono per la maggior parte dovute a processi neurodegenerativi
e a malattie cerebrovascolari. Si tratta di malattie progressivamente ingravescenti
per le quali non si dispone attualmente di cure soddisfacenti. Alcuni
stili di vita e il controllo dei fattori di rischio vascolare sono stati ritrovati
associati, in studi osservazionali, ad una minore occorrenza di queste malattie
e potrebbero quindi influenzarne non solo l’insorgenza ma anche il decorso
[Fratiglioni L et al. (In press)].
Negli ultimi anni è divenuto sempre più chiaro che le demenze prima di
manifestare segni e sintomi conclamati sono precedute da una fase precoce in
cui i sintomi specifici sono lievi o addirittura assenti. La fase caratterizzata da
sintomi lievi è comunemente denominata Mild Cognitive Impairment (MCI) e
potrebbe rappresentare, qualora si fosse in grado di prevederne l’evoluzione
verso forme di demenza conclamata, un target ideale per interventi precoci
[Rockwood K et al. (2007)]. È per questo che una migliore caratterizzazione
di questa condizione e una migliore conoscenza dei predittori di evoluzione
rappresentano un obiettivo di grande rilievo clinico.
La malattia di Alzheimer e le demenze in generale sono, assieme ai
tumori e alle malattie vascolari, le malattie più frequenti dell’anziano e rappresentano
la terza causa di morte delle persone con più di 65 anni. Malgrado
2008 243

Sezione II
siano quindi un problema di enorme rilevanza la loro storia naturale è ancora
scarsamente conosciuta. Le demenze si caratterizzano non solo per un progressivo
declino delle funzioni cognitive ma anche per l’occorrenza di disordini
del movimento causati da una compromissione del sistema extrapiramidale
e di disturbi psicologici e comportamentali (BPSD). La diversa preminenza
della sintomatologia cognitiva, psichica ed extrapiramidale, è uno strumento
utile per la diagnosi differenziale tra differenti forme di demenza e ha
condizionato un interesse per i sintomi non cognitivi prevalentemente limitato
alla fase diagnostica. È però sempre più evidente come i BPSD e i
disturbi del movimento siano molto frequenti in tutte le forme di demenza ed
anche nella malattia di Alzheimer che, tra tutte le demenze, è quella in cui
prevale il disturbo a carico della memoria. Vi sono poi altri sintomi di frequente
riscontro in corso di demenza quali i disturbi del sonno e dell’alimentazione
che sono stati sin qui scarsamente considerati e studiati. Questi
disturbi, che sono sicuramente particolarmente disturbanti per pazienti e care
giver, potrebbero anche caratterizzare sottotipi differenti di malattia.
Le conoscenze circa la patogenesi delle demenze degenerative hanno
posto l’accento sull’importanza dei fattori genetici suggerendo che questi fattori
giochino un ruolo importante anche nelle forme sporadiche. Meno studiata,
ma potenzialmente rilevante, è però l’influenza che tali fattori potrebbero
esercitare sulla velocità di progressione e quindi sulla prognosi di queste
malattie.
Risulta in conclusione più che mai necessaria una migliore descrizione
dei sintomi e dei segni che occorrono in corso di demenza e sarebbe poi particolarmente
interessante inscrivere tale occorrenza nell’ambito della storia
naturale di queste malattie anche in relazione ai fattori genetici che sono
implicati nella patogenesi. Descrivere in modo preciso ed esaustivo la storia
naturale delle demenze ed in particolare della malattia di Alzheimer, della
FTD e della malattia con corpi di Lewy, potrebbe fornire utili indicazioni prognostiche
e forse permettere di meglio prevedere la risposta individuale alle
terapie farmacologiche e non.
OBIETTIVI
– Stimare la frequenza, il tipo e i momenti di occorrenza nel corso della
storia naturale della malattia di Alzheimer dei disturbi extrapiramidali e dei
BPSD oltre che di altri sintomi e segni sinora poco considerati, quali i disturbi
alimentari e del sonno.
– Valutare la velocità di progressione del disturbo cognitivo e analizzare
se differenti fattori demografici, clinici quali BPSD e disturbi extrapiramidali
e potenziali marker genetici siano associati con la velocità di progressione
delle demenze e abbiano pertanto un valore prognostico.
– Valutare se alcuni stili di vita che favoriscono i contatti sociali, l’attività
fisica e una stimolazione cognitiva si associano ad una minore velocità di progressione
e possono essere quindi presi in considerazione per eventuali strategie
di intervento terapeutico.
244 2008

Percorsi diagnostici e terapeutici
A questi quesiti gli studi precedenti hanno fornito sinora risposte parziali
e stime molto variabili spesso in funzione dei diversi strumenti e criteri diagnostici
utilizzati. Per questi motivi, sulla base della volontaria adesione al
presente studio, centri specialistici aderenti alla SINDEM promuovono lo Studio
Italiano di Coorte sulle Demenze (Italian Dementia Study).
SOGGETTI E METODI
Si tratta di uno studio multicentrico in cui ogni centro partecipante
(hanno sinora dato la loro adesione 28 centri neurologici) si impegna ad
arruolare 50 pazienti che verranno seguiti con visite regolari almeno ogni sei
mesi e per almeno 5 anni dalla data di inizio dello studio. Le persone reclutate
costituiranno una coorte chiusa da cui i pazienti potranno uscire solo alla
conclusione dello studio o in caso di decesso.
Saranno inclusi pazienti consecutivi, di nuova diagnosi, che forniscono,
dopo essere stati informati circa gli scopi e modalità dello studio, il loro consenso
scritto. Ogni centro includerà, nel corso dei primi due anni dello studio,
20 pazienti con malattia di Alzheimer, 10 con FTD o LBD, 10 con Demenza
Vascolare e 10 con MCI.
Potranno essere esclusi i pazienti che, a giudizio del medico responsabile,
non diano sufficienti garanzie di potere rispettare le scadenze delle visite di
follow-up.
I pazienti inclusi dovranno presentare una malattia di gravità non superiore
a quella corrispondente ad un punteggio pari a 1 alla scala Clinical
Dementia Rating (CDR). La diagnosi di malattia di Alzheimer dovrà rispettare
i criteri NINCS-ARDRA, mentre per la FTD e la LBD si farà riferimento rispettivamente
ai criteri di McKeith [McKeith et al. (2005)] e di Neary and Snowden
[Neary et al. (1998)]. Le demenze vascolari e il MCI verranno diagnosticati
e classificati secondo i criteri previsti dalle Linee Guida per la Diagnosi di
Demenza della SIN [Musicco et al. (2004)].
I pazienti non saranno includibili se sono in trattamento con inibitori
delle acetil colinesterasi, memantina, neurolettici o farmaci antidepressivi.
La diagnosi iniziale potrà essere modificata nel corso del follow-up in
funzione dell’evoluzione clinica e dei dati strumentali raccolti.
L’inclusione dei pazienti potrà avvenire entro un mese dalla prima osservazione.
Un trattamento con inibitori delle acetil colinestrasi, memantina,
antipsicotici o antidepressivi potrà essere iniziato dopo la prima visita. Per i
pazienti inclusi dopo la prima osservazione il medico responsabile dovrà
comunque avere effettuato una valutazione standardizzata con le scale previste
dal protocollo prima dell’inizio di terapie con inibitori delle acetilcolinesterasi,
neurolettici o farmaci antidepressivi.
I centri partecipanti potranno liberamente aderire ad una raccolta di
materiale biologico. Qualora aderiscano a tale raccolta dovranno specificare
quale modalità utilizzeranno fra quelle qui di seguito enumerate:
– DNA estratto dal sangue del paziente.
– Conservazione di materiale biologico (sangue, capelli, saliva) da cui sia
possibile estrarre DNA.
2008 245

Sezione II
All’inclusione verranno registrate informazioni riguardanti:
– caratteristiche demografiche, livello di istruzione, peso e altezza;
– stile di vita con particolare riferimento alle abitudini voluttuarie, abitudini
alimentari e livello di attività fisica;
– presenza di fattori di rischio per malattie vascolari;
– patologie remote rilevanti;
– caratterizzazione e caratteristiche di insorgenza e progressione dei sintomi
e segni che hanno portato il paziente all’osservazione presso il centro.
All’inclusione e successivamente ogni sei mesi i pazienti saranno valutati
con una batteria di esami standard:
– Mental Deterioration Battery e MMSE.
– Neuropsichiatric Inventory.
– Unified Parkinson’s Disease Rating Scale.
– ADL e IADL.
Alla visita di inclusione e alle successive visite verranno inoltre registrati
tutti gli eventi patologici rilevanti occorsi in precedenza o intercorsi tra una
visita e l’altra. Particolare attenzione verrà rivolta alla registrazione della presenza
e controllo dei fattori di rischio vascolare (ipertensione, diabete, dislipidemie)
e alla presenza di incontinenza. All’inclusione e ad ogni visita verrà
registrato il peso e l’altezza e verrà calcolato il Body Mass Index.
Tutti i pazienti dovranno avere eseguito nell’arco di un anno prima o
dopo il momento della diagnosi un esame di neuroimaging dell’encefalo.
I trattamenti farmacologici e non per la demenza verranno registrati
nel dettaglio per tipo e dosaggio o intensità e frequenza. Verranno anche
registrati i trattamenti con farmaci psicotropi e con farmaci anti parkinsoniani.
Per le visite i pazienti verranno invitati presso il centro e in caso di rifiuto
verranno visitati presso il loro domicilio.
I centri partecipanti si impegnano ad eseguire tutte le procedure previste
dallo studio e fare in modo che nessun paziente incluso sia perso al follow-up.
La raccolta dei dati verrà effettuata utilizzando un data-base dedicato che
verrà fornito a tutti i centri i quali trasmetteranno i dati non appena raccolti
al Centro di Coordinamento. Il centro di coordinamento eseguirà il monitoraggio
dello studio verificando la completezza e la qualità dei dati raccolti.
– Fratiglioni L, Winblad B, Von Strauss E. Prevention of Alzheimer’s disease and
dementia. Major findings from the Kungsholmen project. Physiol Behav (In press).
– McKeith I et al. (2005) Neurology 65(12): 1863-1872.
– Musicco M, Caltagirone C, Sorbi S, Bonavita V for the Dementia Study Group of
the Italian Neurological Society (2004) Neurol Sci 25: 154-182.
– Neary D, Snowden JS, Gustafson L et al. (1998) Neurology 51(6): 1546-1554.
– Rockwood K, Chertkow H, Feldman HH (2007) Can J Neurol Sci 34(Suppl 1):
S90-96.
246 2008

Produzione
scientifica

Sezione II
2006 2007 2008
Pubblicazioni presenti nel Science Citation
Index (SCI) n. 237 250 300
Altre pubblicazioni n. 9 19 14
Libri in inglese n. – – 1
Capitoli di libri in inglese n. 5 1 4
Libri in italiano n. 6 2 2
Capitoli di libri in italiano n. – 3 6
Comunicazioni scientifiche:
a) pubblicate su riviste presenti nel SCI n. 21 24 21
b) pubblicate su altre riviste n. 2 3 7
c) pubblicate su atti congressuali n. 7 20 31
Poster n. 14 3 19
I lavori presenti nel Science Citation Index nel 2008 sono pubblicati su:
IMPACT
FACTOR
NUMERO DI
PUBBLICAZIONI
– Acta Biomed 0,000 1
– Age Ageing 1,910 1
– AJNR Am J Neuroradiol 2,338 1
– Alzheimer Dis Assoc Disord 2,244 1
– Am J Geriatr Psychiatry 3,498 2
– Am J Primatol 1,582 1
– Analyst 3,553 1
– Ann N Y Acad Sci 1,731 1
– Antimicrob Agents Chemother 4,390 1
– Antioxid Redox Signal 5,484 1
– Auton Robot 1,413 1
– Autophagy 4,657 2
– Behav Brain Res 2,626 2
– Behav Brain Sci 17,462 1
– Behav Neurol 0,762 3
– Biochemistry 3,368 1
– Biol Psychiatry 8,456 4
– Bioorg Med Chem 2,662 1
– Blood 0,896 2
– BMC Biochem 0,000 1
248 2008

Produzione scientifica
– Br J Pharmacol 3,767 1
– Brain Cogn 2,308 1
– Brain Res Bull 1,943 7
– Brain Res Rev 6,477 1
– Brain Res 2,218 1
– Brain 8,568 6
– Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 4,642 1
– Carcinogenesis 5,406 1
– Cell Death Differ 8,254 1
– Cell Mol Life Sci 5,239 3
– Cell 29,887 1
– Cephalalgia 2,808 3
– Cereb Cortex 6,519 2
– Cerebellum 2,306 2
– Cerebrovasc Dis 2,534 3
– Clin Neurophysiol 2,468 4
– Cogn Behav Neurol 2,614 1
– Cogn Neuropsychol 1,925 1
– Cognition 0,000 1
– Contrib Nephrol 1,926 1
– Cortex 3,123 3
– Curr Biol 10,539 1
– Curr Pharm Des 4,868 2
– Dev Biol 4,714 1
– Dev Cell 12,436 1
– Dev Growth Differ 1,908 1
– Electrophoresis 3,609 1
– Epilepsia 3,569 1
– Epilepsy Res 2,377 1
– Eur J Cardiothorac Surg 2,011 1
– Eur J Neurol 2,580 5
– Eur J Neurosci 3,673 6
– Eur J Phys Rehabil Med 0,000 2
– Eur Neuropsychopharmacol 4,430 2
– Eur Spine J 2,021 1
– Exp Brain Res 2,027 3
– Exp Neurol 3,982 2
– Expert Opin Ther Pat 1,589 1
– FEBS J 3,396 3
– FEBS 3,263 1
– Funct Neurol 0,557 1
2008 249

Sezione II
– Gene Expr Patterns 2,238 1
– Headache 2,358 2
– Helicobacter 2,423 1
– Hippocampus 5,745 3
– Hum Brain Mapp 6,151 1
– Hum Mol Genet 7,806 1
– Hum Mutat 6,273 1
– Hum Reprod 3,543 1
– IEEE Trans Biomed Eng 1,622 2
– IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 2,489 1
– Int J Biochem Cell Biol 4,009 1
– Int J Radiat Oncol Biol Phys 4,290 1
– Int J Rehabil Res 0,000 1
– Intensive Care Med 4,623 1
– J Alzheimers Dis 4,081 2
– J Biol Chem 5,581 2
– J Biol Rhythms 3,868 1
– J Cereb Blood Flow Metab 5,147 1
– J Cogn Neurosci 4,997 2
– J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2,935 1
– J Immunol 6,068 1
– J Int Neuropsychol Soc 2,402 3
– J Lipid Res 4,336 1
– J Magn Reson Imaging 2,209 1
– J Med Genet 5,535 1
– J Mol Med 4,820 1
– J Neural Transm 2,672 3
– J Neuroendocrinol 2,588 1
– J Neurol Neurosurg Psychiatry 3,857 1
– J Neurol Sci 2,315 1
– J Neurol 2,477 2
– J Neurophysiol 3,684 4
– J Neurosci 7,490 9
– J Pathol 5,423 2
– J Phys A-Math Theor 1,680 1
– J Spinal Cord Med 1,102 1
– J Thromb Haemost 5,947 1
– Lancet Neurol 10,169 1
– Magn Reson Imaging 1,486 6
– Med Hypotheses 1,276 1
– Med Sci Monit 1,607 1
250 2008

Produzione scientifica
– Med Sport 0,080 1
– Methods Enzymol 2,122 1
– Microbes Infect 2,523 1
– Mol Biol Cell 6,028 1
– Mol Cell Endocrinol 2,971 1
– Mol Cell Neurosci 3,994 2
– Mol Psychiatry 10,900 2
– Mov Disord 3,207 3
– Mult Scler 3,260 4
– Muscle Nerve 2,424 1
– Nat Cell Bio 17,623 1
– Nat Neuros 15,664 2
– Nat Neurosci 5,664 1
– Neurobiol Aging 5,607 2
– Neurobiol Dis 4,377 4
– Neurobiol Learn Mem 3,443 1
– Neurocase 1,505 3
– Neurogenetics 4,281 1
– NeuroImage 5,457 6
– Neuroinformatics 3,750 2
– Neurol Sci 1,006 3
– Neurology 6,014 1
– Neuron 13,410 2
– Neuropeptides 2,492 1
– Neuropharmacology 3,215 4
– Neuropsychiatr Dis Treat 0,000 1
– Neuropsychol Rehabil 1,293 1
– Neuropsychologia 3,630 4
– Neuropsychology 2,987 1
– Neurorehabil Neural Repair 3,823 1
– Neuroreport 2,163 1
– Neurosci Lett 2,085 5
– Neuroscience 3,352 7
– Neurourol Urodyn 2,671 1
– Nucleic Acids Res 6,954 1
– Parkinsonism Relat Disord 2,021 6
– Pediatr Neurol 1,375 1
– Pharmacol Res 1,895 2
– Phys Med Biol 2,528 1
– Phys Ther 2,152 1
– PLoS Biol 13,501 1
– PLoS ONE 0,000 4
– Primates 0,966 1
2008 251

Sezione II
– Proc Natl Acad Sci USA 9,598 5
– Prog Neurobiol 10,467 2
– Proteomics 5,479 1
– Psychiatry Res 2,298 2
– Psychopharmacology (Berl) 3,561 2
– Radiol Med 0,967 2
– Respiration 1,931 1
– Schizophr Res 4,240 2
– Sleep Med 2,795 1
– Soc Neurosci 4,750 2
– Spine 2,499 1
– Stem Cells 7,531 1
– Synapse 2,524 2
– Transplantation 3,641 1
– Trends Pharmacol Sci 9,610 2
– Vision Res 2,055 1
FONDAZIONE SANTA LUCIA
PRODUTTIVITÀ SCIENTIFICA 2004-2008
2004 2005 2006 2007 2008
Linee di ricerca N. Tot. I.F. N. Tot. I.F. N. Tot. I.F. N. Tot. I.F. N. Tot. I.F.
A – Neurologia clinica
e comportamentale 46 126,011 55 117,174 41 125,601 41 136,391 42 140,969
B – Metodologie innovative
in riabilitazione 11 62,634 16 96,156 13 49,335 8 27,200 12 60,593
C – Neuroscienze
sperimentali 83 434,245 99 464,747 106 529,550 137 721,847 145 719,994
D – Neuropsicologia 21 58,963 25 131,525 28 124,697 17 88,786 30 146,099
E – Neurofisiopatologia
clinica 17 48,265 12 41,777 16 47,800 14 53,913 22 55,815
F – Neuroimmagini
funzionali 12 91,328 13 98,772 19 80,009 17 79,660 23 95,138
G – Ricerca clinica
traslazionale 3 6,172 4 7,302 14 27,056 16 38,753 26 45,433
193 827,618 224 957,453 237 984,048 250 1.146,550 300 1.264,041
252 2008

Produzione scientifica
PUBBLICAZIONI RECENSITE SU S.C.I.
S.C.I. = Science Citation Index (I.F.)
IMPACT FACTOR
1 AGLIOTI SM, CESARI P, ROMANI M, URGESI C
Action anticipation and motor resonance in elite basketball players
Nat Neurosci (2008) Sep; 11(9): 1109-1116 15,664
2 AMANTEA D, CORASANITI MT, MERCURI NB, BERNARDI G, BAGETTA G
Brain regional and cellular localization of gelatinase activity in rat
that have undergone transient middle cerebral artery occlusion
Neuroscience (2008) Mar 3; 152(1): 8-17 3,352
3 ANDERSON K, AITO S, ATKINS M, BIERING-SØRENSEN F, CHARLIFUE S,
CURT A, DITUNNO J, GLASS C, MARINO R, MARSHALL R, MULCAHEY MJ,
POST M, SAVIC G, SCIVOLETTO G, CATZ A
Functional recovery measures for spinal cord injury: an evidencebased
review for clinical practice and research
J Spinal Cord Med (2008); 31(2): 133-144 1,102
4 ANGELUCCI F, GRUBER SHM, CALTAGIRONE C, MATHÉ AA
Differential effects of olanzapine, haloperidol and risperidone
on calcitonin gene-related peptide in the rat brain
Neuropeptides (2008) Oct-Dec; 42(5-6): 535-541 2,492
5 ANGELUCCI F, RICCI V, SPALLETTA G, POMPONI M, TONIONI F,
CALTAGIRONE C, BRIA P
Reduced serum concentrations of nerve growth factor, but not
brain-derived neurotrophic factor, in chronic cannabis abusers
Eur Neuropsychopharmacol (2008) Dec; 18(12): 882-887 4,430
6 APOLLONI S, MONTILLI C, FINOCCHI P, AMADIO S
Membrane compartments and purinergic signalling: P2X
receptors in neurodegenerative and neuroinflammatory events
FEBS J (2008) Dec 9 [Epub ahead of print] 3,396
7 ASSOGNA F, PONTIERI FE, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G
The recognition of facial emotion expressions in Parkinson’s
disease
Eur Neuropsychopharmacol (2008) Nov; 18(11): 8358-8348 4,430
8 ASTOLFI L, CINCOTTI F, MATTIA D, DE VICO FALLANI F, TOCCI A,
COLOSIMO A, SALINARI S, MARCIANI MG, HESSE W, WITTE H,
URSINO M, ZAVAGLIA M, BABILONI F
Tracking the time-varying cortical connectivity patterns by
adaptive multivariate estimators
IEEE Trans Biomed Eng (2008) Mar; 55(3): 902-913 1,622
2008 253

Sezione II
9AVENANTI A, MINIO-PALUELLO I, BUFALARI I, AGLIOTI SM
The pain of a model in the personality of an onlooker:
Influence of state-reactivity and personality traits on
embodied empathy for pain
Neuroimage (2008) Aug 9 [Epub ahead of print] 5,457
10 AVENANTI A, MINIO-PALUELLO I, SFORZA A, AGLIOTI SM
Freezing or escaping? Opposite modulations of empathic
reactivity to the pain of others
Cortex (2008) Oct 30 [Epub ahead of print] 3,123
11 BAGETTA V, BARONE I, GHIGLIERI V, DI FILIPPO M, SGOBIO C,
BERNARDI G, CALABRESI P, PICCONI B
Acetyl-L-Carnitine selectively prevents post-ischemic LTP via
a possible action on mitochondrial energy metabolism
Neuropharmacology (2008) Aug; 55(2): 223-229 3,215
12 BALDASSARRI S, BERTONI A, BAGAROTTI A, SARASSO C, ZANFA M,
CATANI MV, AVIGLIANO L, MACCARRONE M, TORTI M, SINIGAGLIA F
The endocannabinoid 2-arachidonoylglycerol activates
human platelets through non-CB 1
/CB 2
receptors
J Thromb Haemost (2008) Oct; 6(10): 1772-1779 5,947
13 BALESTRIERI E, ASCOLANI A, IGARASHI Y, OKI T, MASTINO A,
BALZARINI J, MACCHI B
Inhibition of cell-to-cell transmission of Human T-Cell
Lymphotropic virus type 1 in vitro by carbohydratebinding
agents
Antimicrob Agents Chemother (2008) Aug; 52(8): 2771-2779 4,390
14 BARBAGALLO F, PARONETTO MP, FRANCO R, CHIEFFI P, DOLCI S,
FRY AM, GEREMIA R, SETTE C
Increased expression and nuclear localization of the
centrosomal kinase Nek2 in human testicular seminomas
J Pathol (2008) Oct 4 [Epub ahead of print] 5,423
15 BARBERO S, BARILÀ D, MIELGO A, STAGNI V, CLAIR K, STUPACK D
Identification of a critical tyrosine residue in Caspase 8 that
promotes cell migration
J Biol Chem (2008) May 9; 283(19): 13031-13034 5,581
16 BARTH K, VOLONTÉ C
Membrane compartments and purinergic signalling
FEBS J (2008) Dec 9 [Epub ahead of print] 3,396
17 BATTISTA N, PASQUARIELLO N, DI TOMMASO M, MACCARRONE M
Interplay between endocannabinoids, steroids and cytokines
in the control of human reproduction
J Neuroendocrinol (2008) May; 20 (Suppl 1): 82-89 2,588
18 BATTISTA N, RAPINO C, DI TOMMASO M, BARI M, PASQUARIELLO N,
MACCARRONE M
254 2008

Produzione scientifica
Regulation of male fertility by the endocannabinoid system
Mol Cell Endocrinol (2008) Apr 16; 286(1-2 Suppl 1): S17-23 2,971
19 BELCASTRO V, COSTA C, GALLETTI F, AUTUORI A, PIERGUIDI L,
PISANI F, CALABRESI P, PARNETTI L
Levetiracetam in newly diagnosed late-onset post-stroke
seizures: A prospective observational study
Epilepsy Res (2008) Dec; 82(2-3): 223-226 2,377
20 BERRETTA N, NISTICÒ R, BERNARDI G, MERCURI NB
Synaptic plasticity in the basal ganglia: a similar code for
physiological and pathological conditions
Prog Neurobiol (2008) Apr; 84(4): 343-362 10,467
21 BIANCHINI A, LOIARRO M, BIELLI P, BUSÀ R, PARONETTO MP,
LORENI F, GEREMIA R, SETTE C
Phosphorylation of eIF4E by MNKs supports protein synthesis,
cell cycle progression and proliferation in prostate cancer cells
Carcinogenesis (2008) Dec; 29(12): 2279-2288 5,406
22 BIVONA U, CIURLI P, BARBA C, ONDER G, AZICNUDA E, SILVESTRO D,
MANGANO R, RIGON J, FORMISANO R
Executive function and metacognitive self-awareness after
Severe Traumatic Brain Injury
J Int Neuropsychol Soc (2008) Sep; 14(5): 862-868 2,402
23 BONSI P, MARTELLA G, CUOMO D, PLATANIA P, SCIAMANNA G,
BERNARDI G, WESS J, PISANI A
Loss of muscarinic autoreceptor function impairs long-term
depression but not long-term potentiation in the striatum
J Neurosci (2008) Jun 11; 28(24): 6258-6263 7,490
24 BONSI P, PLATANIA P, MARTELLA G, MADEO G, VITA D, TASSONE A,
BERNARDI G, PISANI A
Distinct roles of group I mGlu receptors in striatal function
Neuropharmacology (2008) Sep; 55(4): 392-395 3,215
25 BORRONI B, ARCHETTI S, ALBERICI A, AGOSTI C, GENNARELLI M,
BIGNI B, BONVICINI C, FERRARI M, BELLELLI G, GALIMBERTI D,
SCARPINI E, DI LORENZO D, CAIMI L, CALTAGIRONE C, DI LUCA M,
PADOVANI A
Progranulin genetic variations in frontotemporal lobar
degeneration: evidence for low mutation frequency
in an Italian clinical series
Neurogenetics (2008) Jul; 9(3): 197-205 4,281
26 BORRONI B, ARCHETTI S, COSTANZI C, GRASSI M, FERRARI M,
RADEGHIERI A, CAIMI L, CALTAGIRONE C, DI LUCA M, PADOVANI A,
FOR THE ITINAD WORKING GROUP
Role of BDNF Val66Met functional polymorphism
in Alzheimer’s disease-related depression
Neurobiol Aging (2008) Jan 5 [Epub ahead of print] 5,607
2008 255

Sezione II
27 BOSCO G, CARROZZO M, LACQUANITI F
Contributions of the human temporoparietal junction
and MT/V5+ to the timing of interception revealed
by transcranial magnetic stimulation
J Neurosci (2008) Nov 12; 28(46): 12071-12084 7,490
28 BOZZALI M, CERCIGNANI M, BAGLIO F, SCOTTI G, FARINA E,
PUGNETTI L, ASHBURNER J, NEMNI R, FALINI A
Voxel-wise analysis of diffusion tensor MRI improves
the confidence of diagnosis of corticobasal degeneration
non-invasively
Parkinsonism Relat Disord (2008); 14(5): 436-439 2,021
29 BOZZALI M, CERCIGNANI M, CALTAGIRONE C
Brain volumetrics to investigate aging and the principal
forms of degenerative cognitive decline: a brief review
Magn Reson Imaging (2008) Sep; 26(7): 1065-1070 1,486
30 BRAINOVICH V, SABATINI U, HAGBERG GE
Advantages of using multiple-echo image combination
and asymmetric triangular phase masking in magnetic
resonance venography at 3 T
Magn Reson Imaging (2009) Jan; 27(1): 23-37 1,486
31 BRUSCHI M, PETRETTO A, CANDIANO G, MUSANTE L, MOVILLI E
SANTUCCI L, URBANI A, GUSMANO R, VERRINA E, CANCARINI G,
SCOLARI F, GHIGGERI GM
Determination of the oxido-redox status of plasma albumin
in hemodialysis patients
J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci (2008) Mar 15;
864(1-2): 29-37 2,935
32 BUCCIONE I, FADDA L, SERRA L, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA
Retrograde episodic and semantic memory impairment
correlates with side of temporal lobe damage
J Int Neuropsychol Soc (2008) Nov; 14(6): 1083-1094 2,402
33 BURANI C, MARCOLINI S, DE LUCA M, ZOCCOLOTTI P
Morpheme-based reading aloud: Evidence from dyslexic
and skilled Italian readers
Cognition (2008) Jul; 108(1): 243-262 0,000
34 BUZZI MG
Pathways to the best fit of triptans for migraine patients
Cephalalgia (2008); 28(Suppl 2): 21-27 2,808
35 CADEMARTIRI F, LUCCICHENTI G, MAFFEI E, FUSARO M, PALUMBO A,
SOLIANI P, SIANESI M, ZOMPATORI M, CRISI G, KRESTIN GR
Imaging for oncologic staging and follow-up: review of current
methods and novel approaches
Acta Biomed (2008) Aug; 79(2): 85-91 0,000
256 2008

Produzione scientifica
36 CADEMARTIRI F, PALUMBO A, MAFFEI E, MARTINI C, MALAGÒ R,
BELGRANO M, LA GRUTTA L, BARTOLOTTA TV, LUCCICHENTI G,
MIDIRI M, RAAIJMAKERS R, MOLLET N, ZOMPATORI M, CRISI G
Noninvasive evaluation of the celiac trunk and superior
mesenteric artery with multislice CT in patients with chronic
mesenteric ischaemia
Radiol Med (2008) Oct 29 [Epub ahead of print] 0,967
37 CALABRESI P, DI FILIPPO M
ACh/Dopamine crosstalk in motor control and reward: A crucial
role for a6-containing nicotinic receptors?
Neuron (2008) Oct 9; 60(1): 4-7 13,410
38 CALABRESI P, DI FILIPPO M, GHIGLIERI V, PICCONI B
Molecular mechanisms underlying levodopa-induced dyskinesia
Mov Disord (2008); 23(Suppl 3): S570-579 3,207
39 CALTAGIRONE C, ZANNINO GD
Telecommunications technology in cognitive rehabilitation
Funct Neurol (2008) Oct-Dec; 23(4): 195-199 0,557
40 CAMPO S, ARSENI B, ROSSI S, D’ALESSIO V, LU R, NGOJE J, AHL PL,
BONITZ S, MANNINO R, DI MITRI D, BATTISTINI L, CARMINATI P,
DE SANTIS R, RUGGIERO V
Efficacy of a nanocochleate-encapsulated 3,5-diaryl-s-triazole
derivative in a murine model of graft-versus-host disease
Transplantation (2008) Jul 15; 86(1): 171-175 3,641
41 CANDIANO G, MUSANTE L, PETRETTO A, BRUSCHI M, SANTUCCI L,
URBANI A, SCOLARI F, GUSMANO R, CARRARO M, ZENNARO C,
VINCENTI F, GHIGGERI GM
Proteomics of plasma and urine in primary nephrotic syndrome
in children
Contrib Nephrol (2008); 160: 17-28 1,926
42 CANDIANO G, SANTUCCI L, PETRETTO A, PAVONE B, DEL BOCCIO P,
MUSANTE L, BRUSCHI M, FEDERICI G, GUSMANO R, URBANI A,
GHIGGERI GM
High-resolution 2-DE for resolving proteins, protein adducts
and complexes in plasma
Electrophoresis (2008) Feb; 29(3): 682-694 3,609
43 CANDIDI M, URGESI C, IONTA S, AGLIOTI SM
Virtual lesion of ventral premotor cortex impairs visual perception
of biomechanically possible but not impossible actions
Soc Neurosci (2008); 3(3): 388-400 4,750
44 CAPUANI S, GILI T, BOZZALI M, RUSSO S, PORCARI P, CAMETTI C,
D’AMORE E, COLASANTI M, VENTURINI G, MARAVIGLIA B,
LAZZARINO G, PASTORE FS
L-DOPA preloading increases the uptake of borophenylalanine
in C6 glioma rat model: a new strategy to improve BNCT efficacy
Int J Radiat Oncol Biol Phys (2008) Oct 1; 72(2): 562-567 4,290
2008 257

Sezione II
45 CAPUANI S, PORCARI P, FASANO F, CAMPANELLA R, MARAVIGLIA B
10
B-editing 1 H-detection and 19 F MRI strategies
to optimize boron neutron capture therapy
Magn Reson Imaging (2008) Sep; 26(7): 987-993 1,486
46 CARRÌ MT
Minocycline for patients with ALS
Lancet Neurol (2008) Feb; 7(2): 118-119 10,169
47 CARUNCHIO I, MOLLINARI C, PIERI M, MERLO D, ZONA C
GABA A
receptors present higher affinity and modified subunit
composition in spinal motor neurons from a genetic model
of amyotrophic lateral sclerosis
Eur J Neurosci (2008) Oct; 28(7): 1275-1285 3,673
48 CASABONA A, VALLE MS, BOSCO G, PERCIAVALLE V
Comparison of neuronal activities of external cuneate nucleus,
spinocerebellar cortex and interpositus nucleus during passive
movements of the rat’s forelimb
Neuroscience (2008) Nov 11; 157(1): 271-279 3,352
49 CASSARÀ AM, MARAVIGLIA B
Microscopic investigation of the resonant mechanism for the
implementation of nc-MRI at ultra-low field MRI
NeuroImage (2008) Jul 15; 41(4): 1228-1241 5,457
50 CATANI MV, FEZZA F, BALDASSARRI S, GASPERI V, BERTONI A,
PASQUARIELLO N, FINAZZI-AGRÒ A, SINIGAGLIA F, AVIGLIANO L,
MACCARRONE M
Expression of the endocannabinoid system in the bi-potential
HEL cell line: commitment to the megakaryoblastic lineage
by 2-arachidonoylglycerol
J Mol Med (2008) Sep 27 [Epub ahead of print] 4,820
51 CECCONI F, LEVINE B
The role of autophagy in mammalian development: cell
makeover rather than cell death
Dev Cell (2008) Sep; 15(3): 344-357 12,436
52 CECCONI F, PIACENTINI M, FIMIA GM
The involvement of cell death and survival in neural tube
defects: a distinct role for apoptosis and autophagy?
Cell Death Differ (2008) Jul; 15(7): 1170-1177 8,254
53 CENTONZE D, BATTISTINI L, MACCARRONE M
The endocannabinoid system in peripheral lymphocytes as a
mirror of neuroinflammatory diseases
Curr Pharm Des (2008); 14(23): 2370-2382 4,868
54 CENTONZE D, FURLAN R, GASPERINI C, SALVETTI M, BATTISTINI L
Early relapses after the first dose of natalizumab in active
multiple sclerosis patients
Mult Scler (2008) Sep; 14(8): 1137-1138 3,260
258 2008

Produzione scientifica
55 CENTONZE D, ROSSI S, DE BARTOLO P, DE CHIARA V, FOTI F,
MUSELLA A, MATALUNI G, ROSSI S, BERNARDI G,
KOCH G, PETROSINI L
Adaptations of glutamatergic synapses in the striatum
contribute to recovery from cerebellar damage
Eur J Neurosci (2008) Apr; 27(8): 2188-2196 3,673
56 CEOL A, CHATR-ARYAMONTRI A, LICATA L, CESARENI G
Linking entries in protein interaction database to structured
text: the FEBS Letters experiment
FEBS Lett (2008) Apr 9; 582(8): 1171-1177 3,263
57 CERVELLI M, FRATINI E, AMENDOLA R, BIANCHI M, SIGNORI E,
FERRARO E, LISI A, FEDERICO R, MARCOCCI L, MARIOTTINI P
Increased spermine oxidase (SMO) activity as a novel
differentiation marker of myogenic C2C12 cells
Int J Biochem Cell Biol (2008) Sep 21 [Epub ahead of print] 4,009
58 CESA R, MORANDO L, STRATA P
Transmitter-receptor mismatch in GABAergic synapses in the
absence of activity
Proc Natl Acad Sci USA (2008) Dec 2; 105(48): 18988-18993 9,598
59 CHATR-ARYAMONTRI A, CEOL A, PELUSO D, NARDOZZA A, PANNI S,
SACCO F, TINTI M, SMOLYAR A, CASTAGNOLI L, VIDAL M,
CUSICK ME, CESARENI G
VirusMINT: a viral protein interaction database
Nucleic Acids Res (2008) Oct 30 [Epub ahead of print] 6,954
60 CHERUBINI A, ORIOLO G, MACRÌ F, ALOISE F, CINCOTTI F, MATTIA D
A multimode navigation system for an assistive robotics project
Auton Robots (2008) Nov; 25(4): 383-404 1,413
61 CHEUNG VCK, D’AVELLA A, BIZZI E
Adjustments of motor pattern for load compensation
via modulated activations of muscle synergies during
natural behaviors
J Neurophysiol (2008) Dec 17 [Epub ahead of print] 3,684
62 CHIASSERINI D, DI FILIPPO M, CANDELIERE A, SUSTA F,
ORVIETANI PL, CALABRESI P, BINAGLIA L, SARCHIELLI P
CSF proteome analysis in multiple sclerosis patients by
two-dimensional electrophoresis
Eur J Neurol (2008) Sep; 15(9): 998-1001 2,580
63 CHIRICOZZI FR, CLAUSI S, MOLINARI M, LEGGIO MG
Phonological short-term store impairment after cerebellar
lesion: A single case study
Neuropsychologia (2008) Jun; 46(7): 1940-1953 3,630
2008 259

Sezione II
64 CINCOTTI F, MATTIA D, ALOISE F, BUFALARI S, SCHALK G,
ORIOLO G, CHERUBINI A, MARCIANI MG, BABILONI F
Non-invasive brain-computer interface system: towards its
application as assistive technology
Brain Res Bull (2008) Apr 15; 75(6): 796-803 1,943
65 CIOTTI M, MARZANO V, GIULIANI L, NUCCETELLI M,
D’AGUANNO S, AZZIMONTI B, BERNARDIN S, PERNO CF,
URBANI A, FAVALLI C, FEDERICI G
Proteomic investigation in A549 lung cell line stably
infected by HPV16E6/E7 oncogenes
Respiration (2008) Nov 20 [Epub ahead of print] 1,931
66 COLOGNO D, BUZZI MG, CICINELLI P, CALTAGIRONE C,
SPALLETTA G
Symptomatic cluster-like headache triggered by forehead
lipoma: a case report and review of the literature
Neurol Sci (2008) Oct; 29(5): 331-335 1,006
67 COLOGNO D, D’ONOFRIO F, ESPOSITO T, GIANFRANCESCO F,
PETRETTA V, CASUCCI G, FREDIANI F, BUZZI MG, BUSSONE G
ATP1A2 gene mutations are not present in two sisters with
basilar-type migraine associated with menses
Neurol Sci (2008) Apr; 29(2): 113-115 1,006
68 COLUSSI C, MOZZETTA C, GURTNER A, ILLI B, ROSATI J, STRAINO S,
RAGONE G, PESCATORI M, ZACCAGNINI G, ANTONINI A, MINETTI G,
MARTELLI F, PIAGGIO G, GALLINARI P, STEINKULHER C, CLEMENTI E,
DELL’AVERSANA C, ALTUCCI L, MAI A, CAPOGROSSI MC,
PURI PL, GAETANO C
HDAC2 blockade by nitric oxide and histone deacetylase
inhibitors reveals a common target in Duchenne muscular
dystrophy treatment
Proc Natl Acad Sci USA (2008) Dec 9; 105(49): 19183-19187 9,598
69 CONVERSI D, BONITO-OLIVA A, ORSINI C, COLELLI V, CABIB S
DeltaFosB accumulation in ventro-medial caudate underlies
the induction but not the expression of behavioral
sensitization by both repeated amphetamine and stress
Eur J Neurosci (2008) Jan; 27(1): 191-201 3,673
70 COPPOLA F, ROSSI C, MANCINI ML, CORBELLI I, NARDI K,
SARCHIELLI P, CALABRESI P
Language disturbances as a side effect of prophylactic
treatment of migraine
Headache (2008) Jan; 48(1): 86-94 2,358
71 CORSETTI V, AMADORO G, GENTILE A, CAPSONI S, CIOTTI MT,
CENCIONI MT, ATLANTE A, CANU N, ROHN TT, CATTANEO A,
CALISSANO P
260 2008

Produzione scientifica
Identification of a caspase-derived N-terminal tau fragment
in cellular and animal Alzheimer’s disease models
Mol Cell Neurosci (2008) Jul; 38(3): 381-392 3,994
72 COSTA A, PEPPE A, BRUSA L, CALTAGIRONE C,
GATTO I, CARLESIMO GA
Dopaminergic modulation of prospective memory in
Parkinson’s disease
Behav Neurol (2008); 19(1-2): 45-48 0,762
73 COSTA A, PEPPE A, BRUSA L, CALTAGIRONE C,
GATTO I, CARLESIMO GA
Levodopa improves time-based prospective memory in
Parkinson’s disease
J Int Neuropsychol Soc (2008) Jul; 14(4): 601-610 2,402
74 COSTA A, PEPPE A, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA
Prospective memory impairment in individuals with
Parkinson’s disease
Neuropsychology (2008) May; 22(3): 283-292 2,987
75 COSTA A, TORRIERO S, OLIVERI M, CALTAGIRONE C
Prefrontal and temporo-parietal involvement in taking others’
perspective: TMS evidence
Behav Neurol (2008); 19(1-2): 71-74 0,762
76 COSTA C, BELCASTRO V, TOZZI A, DI FILIPPO M, TANTUCCI M,
SILIQUINI S, AUTUORI A, PICCONI B, SPILLANTINI MG, FEDELE E,
PITTALUGA A, RAITERI M, CALABRESI P
Electrophysiology and pharmacology of striatal neuronal
dysfunction induced by mitochondrial complex I inhibition
J Neurosci (2008) Aug 6; 28(32): 8040-8052 7,490
77 COSTANTINI M, COMMITTERI G, GALATI G
Effector- and target-independent representation of observed actions:
evidence from incidental repetition priming
Exp Brain Res (2008) Jul; 188(3): 341-351 2,027
78 COSTANTINI M, GALATI G, ROMANI GL, AGLIOTI SM
Empathic neural reactivity to noxious stimuli delivered to
body parts and non-corporeal objects
Eur J Neurosci (2008) Sep; 28(6): 1222-1230 3,673
79 COZZOLINO M, FERRI A, CARRÌ MT
Amyotrophic lateral sclerosis: from current developments
in the laboratory to clinical implications
Antioxid Redox Signal (2008) Mar; 10(3): 405-443 5,484
80 CUPINI LM, COSTA C, SARCHIELLI P, BARI M, BATTISTA N, EUSEBI P,
CALABRESI P, MACCARRONE M
Degradation of endocannabinoids in chronic migraine and
medication overuse headache
Neurobiol Dis (2008) May; 30(2): 186-189 4,377
2008 261

Sezione II
81 CUTULI D, FOTI F, MANDOLESI L, DE BARTOLO P, GELFO F,
FEDERICO F, PETROSINI L
Cognitive performance of healthy young rats following
chronic donepezil administration
Psychopharmacology (Berl) (2008) May; 197(4): 661-673 3,561
82 DAINESE E, ODDI S, MACCARRONE M
Lipid-mediated dimerization of b 2
-adrenergic receptor
reveals important clues for cannabinoid receptors
Cell Mol Life Sci (2008) Aug; 65(15): 2277-2279 5,239
83 D’AMELIO M, CAVALLUCCI V, DIAMANTINI A, CECCONI F
Chapter 15 analysis of neuronal cell death in mammals
Methods Enzymol (2008); 446: 259-276 2,122
84 D’ANDRILLI A, CICCONE AM, VENUTA F, IBRAHIM M, ANDREETTI C,
MASSULLO D, FORMISANO R, RENDINA EA
Long-term results of laryngotracheal resection for benign stenosis
Eur J Cardiothorac Surg (2008) Mar; 33(3): 440-443 2,011
85 D’AVELLA A, FERNANDEZ L, PORTONE A, LACQUANITI F
Modulation of phasic and tonic muscle synergies
with reaching direction and speed
J Neurophysiol (2008) Sep; 100(3): 1433-1454 3,684
86 DE BARTOLO P, LEGGIO MG, MANDOLESI L, FOTI F, GELFO F,
FERLAZZO F, PETROSINI L
Environmental enrichment mitigates the effects of basal
forebrain lesions on cognitive flexibility
Neuroscience (2008) Jun 23; 154(2): 444-453 3,352
87 DE LALLA C, FESTUCCIA N, ALBRECHT I, CHANG HD, ANDOLFI G,
BENNINGHOFF U, BOMBELLI F, BORSELLINO G, AIUTI A,
RADBRUCH A, DELLABONA P, CASORATI G
Innate-like effector differentiation of human invariant NKT
cells driven by IL-7 1
J Immunol (2008) Apr 1; 180(7): 4415-4424 6,068
88 DE LUCA M, BARCA L, BURANI C, ZOCCOLOTTI P
The effect of word length and other sublexical, lexical,
and semantic variables on developmental reading deficits
Cogn Behav Neurol (2008) Dec; 21(4): 227-235 2,614
89 DE MARCH Z, GIAMPÀ C, PATASSINI S, BERNARDI G, FUSCO FR
Beneficial effects of rolipram in the R6/2 mouse model
of Huntington’s disease
Neurobiol Dis (2008) Jun; 30 (3): 375-387 4,377
90 DE MARCH Z, ZUCCATO C, GIAMPÀ C, PATASSINI S, BARI M,
GASPERI V, DE CEBALLOS ML, BERNARDI G, MACCARRONE M,
CATTANEO E, FUSCO FR
Cortical expression of brain derived neurotrophic
262 2008

Produzione scientifica
factor and Type-1 cannabinoid receptor after striatal
excitotoxic lesions
Neuroscience (2008) Mar 27; 152(3): 734-740 3,352
91 DE VICO FALLANI F, ASTOLFI L, CINCOTTI F, MATTIA D, MARCIANI MG,
GAO S, SALINARI S, SORANZO R, COLOSIMO A, BABILONI F
Structure of the cortical networks during successful memory
encoding in TV commercials
Clin Neurophysiol (2008) Oct; 119(10): 2231-2237 2,468
92 DE VICO FALLANI F, ASTOLFI L, CINCOTTI F, MATTIA D,
MARCIANI MG, TOCCI A, SALINARI S, WITTE H, HESSE W, GAO S,
COLOSIMO A, BABILONI F
Cortical Network Dynamics during Foot Movements
Neuroinformatics (2008) Spring; 6(1): 23-34 3,750
93 DE VICO FALLANI F, ASTOLFI L, CINCOTTI F,
MATTIA D, TOCCI A, SALINARI S, MARCIANI MG, WITTE H,
COLOSIMO A, BABILONI F
Brain network analysis from high-resolution EEG recordings
by the application of theoretical graph indexes
IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng (2008) Oct; 16(5): 442-452 2,489
94 DE VICO FALLANI F, LATORA V, ASTOLFI L, CINCOTTI F, MATTIA D,
MARCIANI MG, SALINARI S, COLOSIMO A, BABILONI F
Persistent patterns of interconnection in time-varying cortical
networks estimated from high-resolution EEG recordings
in humans during a simple motor act
J Phys A – Math Theor (2008) Jun 6; 41(22): 224014 1,680
95 DE ZIO D, FERRARO E, D’AMELIO M, SIMONI V, BORDI M,
SOROLDONI D, BERGHELLA L, MEYER BI, CECCONI F
Faf1 is expressed during neurodevelopment and is involved
in Apaf1-dependent caspase-3 activation in proneural cells
Cell Mol Life Sci (2008) Jun; 65(11): 1780-1790 5,239
96 DELAUNAY A, BROMBERG KD, HAYASHI Y, MIRABELLA M, BURCH D,
KIRKWOOD B, SERRA C, MALICDAN MC, MIZISIN AP,
MOROSETTI R, BROCCOLINI A, GUO LT, JONES SN, LIRA SA, PURI PL,
SHELTON GD, RONAI Z
The ER-bound RING finger protein 5 (RNF5/RMA1) causes
degenerative myopathy in transgenic mice and is deregulated
in inclusion body myositis
PLoS ONE (2008) Feb 13; 3(2): e1609 0,000
97 DI FILIPPO M, PICCONI B, TANTUCCI M, GHIGLIERI V, BAGETTA V,
SGOBIO C, TOZZI A, PARNETTI L, CALABRESI P
Short-term and long-term plasticity at corticostriatal synapses:
Implications for learning and memory
Behav Brain Res (2008) Oct 2 [Epub ahead of print] 2,626
2008 263

Sezione II
98 DI FILIPPO M, PICCONI B, TOZZI A, GHIGLIERI V,
ROSSI A, CALABRESI P
The endocannabinoid system in Parkinson’s disease
Curr Pharm Des (2008); 14(23): 2337-2347 4,868
99 DI FILIPPO M, PINI LA, PELLICCIOLI GP, CALABRESI P, SARCHIELLI P
Abnormalities in the cerebrospinal fluid levels
of endocannabinoids in Multiple Sclerosis
J Neurol Neurosurg Psychiatry (2008) Nov; 79(11): 1224-1229 3,857
100 DI FILIPPO M, SARCHIELLI P, PICCONI B, CALABRESI P
Neuroinflammation and synaptic plasticity: theoretical basis
for a novel, immune-centred, therapeutic approach to
neurological disorders
Trends Pharmacol Sci (2008) Aug; 29(8): 402-412 9,610
101 DI FILIPPO M, TOZZI A, COSTA C, BELCASTRO V, TANTUCCI M,
PICCONI B, CALABRESI
Plasticity and repair in the post-ischemic brain
Neuropharmacology (2008) Sep; 55(3): 353-362 3,215
102 DI MARZO V, MACCARRONE M
FAAH and anandamide: is 2-AG really the odd one out?
Trends Pharmacol Sci (2008) May; 29(5): 229-233 9,610
103 DI MEO F, PEDONE C, LUBICH S, PIZZOLI C, TRABALLESI M,
ANTONELLI INCALZI R
Age does not hamper the response to pulmonary
rehabilitation of COPD patients
Age Ageing (2008) Sep; 37(5): 530-535 1,910
104 DI PAOLA M, BOZZALI M, FADDA L, MUSICCO M, SABATINI U,
CALTAGIRONE C
Reduced oxygen due to high-altitude exposure relates to
atrophy in motor-function brain areas
Eur J Neurol (2008) Oct; 15(10): 1050-1057 2,580
105 DI PAOLA M, CALTAGIRONE C, FADDA L, SABATINI U, SERRA L,
CARLESIMO GA
Hippocampal atrophy is the critical brain change in
patients with hypoxic amnesia
Hippocampus (2008); 18(7): 719-728 5,745
106 DIOMEDI M, STANZIONE P, SALLUSTIO F, LEONE G, RENNA A,
MISAGGI G, FONTANA C, PASQUALETTI P, PIETROIUSTI A
Cytotoxin-associated gene-A – Positive Helicobacter pylori
strains infection increases the risk of recurrent
atherosclerotic stroke
Helicobacter (2008) Dec; 13(6): 525-531 2,423
264 2008

107 DITUNNO J, SCIVOLETTO G
Clinical relevance of gait research applied to clinical trials
in spinal cord injury
Brain Res Bull (2008) Oct 8 [Epub ahead of print] 1,943
108 DOMINICI N, DAPRATI E, NICO D, CAPPELLINI G, IVANENKO YP,
LACQUANITI F
Changes in the limb kinematics and walking distance
estimation after shank elongation. Evidence for a
locomotor body schema?
J Neurophysiol (2008) Dec 17 [Epub ahead of print] 3,684
109 D’ONOFRIO F, BUSSONE G, COLOGNO D, PETRETTA V, BUZZI MG,
TEDESCHI G, BONAVITA V, CICARELLI G
Restless legs syndrome and primary headaches:
a clinical study
Neurol Sci (2008) May; 29(Suppl 1): S169-172 1,006
110 DONOHOE G, SPOLETINI I, MCGLADE N, BEHAN C, HAYDEN J,
O’DONOGHUE T, PEEL R, HAQ F, WALKER C, O’CALLAGHAN E,
SPALLETTA G, GILL M, CORVIN A
Are relational style and neuropsychological performance
predictors of social attributions in chronic schizophrenia?
Psychiatry Res (2008) Oct 30; 161(1): 19-27 2,298
111 DORICCHI F, THIEBAUT DE SCHOTTEN M, TOMAIUOLO F,
BARTOLOMEO P
White matter (dis)connections and gray matter
(dys)functions in visual neglect: Gaining insights into the
brain networks of spatial awareness
Cortex (2008) Sep; 44(8): 983-995 3,123
112 DRAGANSKI B, KHERIF F, KLÖPPEL S, COOK PA, ALEXANDER DC,
PARKER GJM,
DEICHMANN R, ASHBURNER J, FRACKOWIAK RSJ
Evidence for segregated and integrative connectivity patterns
in the human basal ganglia
J Neurosci (2008) Jul 9; 28(28): 7143-7152 7,490
113 EHRMANN I, DALGLIESH C, TSAOUSI A, PARONETTO MP, HEINRICH B,
KIST R, CAIRNS P, LI W, MUELLER C, JACKSON M, PETERS H, NAYERNIA K,
SAUNDERS P, MITCHELL M, STAMM S, SETTE C, ELLIOTT DJ
Haploinsufficiency for the germ cell-specific nuclear RNA
binding protein hnRNP G-T prevents functional
spermatogenesis in the mouse
Hum Mol Genet (2008) Sep 15; 17(18): 2803-2818 7,806
114 ERRICO F, ROSSI S, NAPOLITANO F, CATUOGNO V, TOPO E,
FISONE G, D’ANIELLO A, CENTONZE D, USIELLO A
D-aspartate prevents corticostriatal long-term depression
Produzione scientifica
2008 265

Sezione II
and attenuates schizophrenia-like symptoms induced
by amphetamine and MK-801
J Neurosci (2008) Oct 8; 28(41): 10404-10414 7,490
115 EUROPEAN STROKE ORGANISATION (ESO) EXECUTIVE COMMITTEE;
ESO WRITING (RINGLEB PA, BOUSSER MG, FORD G, BATH P,
BRAININ M, CASO V, CERVERA Á, CHAMORRO A, CORDONNIER C,
CSIBA LÁSZLÓ, DAVALOS A, DIENER H-C, FERRO J, HACKE W,
HENNERICI M, KASTE M, LANGHORNE P, LEES K, LEYS D, LODDER J,
MARKUS HS, MAS J-L, MATTLE HP, MUIR K, NORRVING B, OBACH V,
PAOLUCCI S, RINGELSTEIN EB, SCHELLINGER PD, SIVENIUS J,
SKVORTSOVA V, STIBRANT SUNNERHAGEN K, THOMASSEN L, TONI D,
VON KUMMER R, WAHLGREN NG, WALKER MF, WARDLAW J)
Guidelines for management of ischaemic stroke and transient
ischaemic attack 2008
Cerebrovasc Dis 2008; 25(5): 457-507 2,534
116 FAGIOLI S, MACALUSO E
Attending to multiple visual streams: Interactions between
location-based and category-based attentional selection
J Cogn Neurosci (2008) Sep 29 [Epub ahead of print] 4,997
117 FARIOLI-VECCHIOLI S, SARAULLI D, COSTANZI M, PACIONI S,
CINÀ I, ACETI M, MICHELI L, BACCI A, CESTARI V, TIRONE F
The timing of differentiation of adult hippocampal neurons
is crucial for spatial memory
PLoS Biol (2008) Oct 7; 6(10): e246 13,501
118 FASANO F, BOZZALI M, CERCIGNANI M, HAGBERG GE
A highly sensitive radial diffusion measurement method
for white matter tract investigation
Magn Reson Imaging (2008) Sep 29 [Epub ahead of print] 1,486
119 FEDELE M, FRANCO R, SALVATORE G, PARONETTO MP,
BARBAGALLO F, PERO R, CHIARIOTTI L, SETTE C, TRAMONTANO D,
CHIEFFI G, FUSCO A, CHIEFFI P
PATZ1 gene has a critical role in the spermatogenesis and
testicular tumours
J Pathol (2008) May; 215(1): 39-47 5,423
120 FERNANDEZ-DEL-OLMO M, ALVAREZ-SAUCO M, KOCH G, FRANCA M,
MARQUEZ G, SANCHEZ JA, ACERO RM, ROTHWELL JC
How repeatable are the physiological effects of TENS?
Clin Neurophysiol (2008) Aug; 119(8): 1834-1839 2,468
121 FERRARO E, PULICATI A, CENCIONI MT, COZZOLINO M, NAVONI F,
DI MARTINO S, NARDACCI R, CARRÌ MT, CECCONI F
Apoptosome-deficient cells lose cytochrome c
through proteasomal degradation but survive
by autophagy-dependent glycolysis
Mol Biol Cell (2008) Aug; 19(8): 3576-3588 6,028
266 2008

Produzione scientifica
122 FERRI A, NENCINI M, COZZOLINO M, CARRARA P, MORENO S,
CARRÌ MT
Inflammatory cytokines increase mitochondrial damage in
motoneuronal cells expressing mutant SOD1
Neurobiol Dis (2008) Dec; 32(3): 454-460 4,377
123 FEZZA F, ODDI S, DI TOMMASO M, DE SIMONE C, RAPINO C,
PASQUARIELLO N, DAINESE E, FINAZZI-AGRÒ A, MACCARRONE M
Characterization of biotin-anandamide, a novel tool for the
visualization of anandamide accumulation
J Lipid Res (2008) Jun; 49(6): 1216-1223 4,336
124 FINAZZI-AGRÒ E, ROCCHI C, PACHATZ C, PETTA F, SPERA E, MORI F,
SCIOBICA F, MARFIA GA
Percutaneous tibial nerve stimulation produces effects on
brain activity: Study on the modifications of the long latency
somatosensory evoked potentials
Neurourol Urodyn (2008) Dec 17 [Epub ahead of print] 2,671
125 FORNAI F, LONGONE P, CAFARO L, KASTSIUCHENKA O, FERRUCCI M,
MANCA ML, LAZZERI G, SPALLONI A, BELLIO N, LENZI P, MODUGNO N,
SICILIANO G, ISIDORO C, MURRI L, RUGGIERI S, PAPARELLI A
Lithium delays progression of amyotrophic lateral sclerosis
Proc Natl Acad Sci USA (2008) Feb 12; 105(6): 2052-2057 9,598
126 FORNAI F, LONGONE P, FERRUCCI M, LENZI P, ISIDORO C,
RUGGIERI S, PAPARELLI A
Autophagy and amyotrophic lateral sclerosis: The multiple
roles of lithium
Autophagy (2008) Jul-Aug; 4(4): 527-530 4,657
127 FOURKAS AD, BONAVOLONTÀ V, AVENANTI A, AGLIOTI SM
Kinesthetic imagery and tool-specific modulation
of corticospinal representations in expert tennis players
Cereb Cortex (2008) Oct; 18(10): 2382-2390 6,519
128 FRANCESCHINI M, PAOLUCCI S
Basic assessment of stroke. Protocollo di minima per l’ictus
cerebrale (PMIC)
Eur J Phys Rehabil Med (2008) Mar; 44(1): 100-101 0,000
129 FRISONI GB, GANZOLA R, CANU E, RÜB U, PIZZINI FB,
ALESSANDRINI F, ZOCCATELLI G, BELTRAMELLO A,
CALTAGIRONE C, THOMPSON PM
Mapping local hippocampal changes in Alzheimer’s disease
and normal ageing with MRI at 3 Tesla
Brain (2008) Dec; 131 (Pt 12): 3266-3276 8,568
130 GALATI G, COMMITTERI G, SPITONI G, APRILE T, DI RUSSO F,
PITZALIS S, PIZZAMIGLIO L
A selective representation of the meaning of actions in the
auditory mirror system
Neuroimage (2008) Apr 15; 40(3): 1274-1286 5,457
2008 267

Sezione II
131 GALATI S, D’ANGELO V, SCARNATI E, STANZIONE P, MARTORANA A,
PROCOPIO T, SANCESARIO G, STEFANI A
In vivo electrophysiology of dopamine-denervated striatum:
focus on the nitric oxide/cGMP signaling pathway
Synapse (2008) Jun; 62(6): 409-420 2,524
132 GALATI S, SCARNATI E, MAZZONE P, STANZIONE P, STEFANI A
Deep brain stimulation promotes excitation and inhibition
in subthalamic nucleus in Parkinson’s disease
Neuroreport (2008) Apr 16; 19(6): 661-666 2,163
133 GARBETT K, EBERT PJ, MITCHELL A, LINTAS C, MANZI B,
MIRNICS K, PERSICO AM
Immune transcriptome alterations in the temporal cortex
of subjects with autism
Neurobiol Dis (2008) Jun; 30(3): 303-311 4,377
134 GELMETTI V, FERRARIS A, BRUSA L, ROMANO F, LOMBARDI F,
BARZAGHI C, STANZIONE P, GARAVAGLIA B, DALLAPICCOLA B,
VALENTE EM
Late onset sporadic Parkinson’s disease caused
by PINK1 mutations: clinical and functional study
Mov Disord (2008) Apr 30; 23(6): 882-885 3,207
135 GEROLDI C, CANU E, BRUNI AC, DAL FORNO G, FERRI R,
GABELLI C, PERRI R, IAPAOLO D, SCARPINO O, SINFORIANI E,
ZANETTI O, FRISONI GB
The added value of neuropsychologic tests and structural
imaging for the etiologic diagnosis of dementia in italian
expert centers
Alzheimer Dis Assoc Disord (2008) Oct-Dec; 22(4): 309-320 2,244
136 GIORGI M, D’ANGELO V, ESPOSITO Z, NUCCETELLI V, SORGE R,
MARTORANA A, STEFANI A, BERNARDI G, SANCESARIO G
Lowered cAMP and cGMP signalling in the brain during
levodopa-induced dyskinesias in hemiparkinsonian rats:
new aspects in the pathogenetic mechanisms
Eur J Neurosci (2008) Sep; 28(5): 941-950 3,673
137 GIULIETTI G, GIOVE F, GARREFFA G, COLONNESE C, MANGIA S,
MARAVIGLIA B
Characterization of the functional response in the human spinal
cord: Impulse-response function and linearity
NeuroImage (2008) Aug 15; 42(2): 626-634 5,457
138 GIUSTIZIERI M, ARMOGIDA M, BERRETTA N, FEDERICI M,
PICCIRILLI S, MERCURI NB, NISTICO R
Differential effect of carbamazepine and oxcarbazepine on
excitatory synaptic transmission in rat hippocampus
Synapse (2008) Oct; 62(10): 783-789 2,524
268 2008

Produzione scientifica
139 GRASSO MG, CLEMENZI A, TONINI A, PACE L, CASILLO P,
CUCCARO A, POMPA A, TROISI E
Pain in multiple sclerosis: a clinical and instrumental approach
Mult Scler (2008) May; 14(4): 506-513 3,260
140 GUATTEO E, CUCCHIARONI ML, SEBASTIANELLI L,
BERNARDI G, MERCURI NB
The midbrain slice preparation. An in vitro model to select
potential anti-parkinsonian drugs?
Parkinsonism Relat Disord (2008) Jul; 14(2): S150-S153 2,021
141 HAGBERG GE, BIANCIARDI M, BRAINOVICH V, CASSARÀ AM,
MARAVIGLIA B
The effect of physiological noise in phase functional magnetic
resonance imaging: from blood oxygen level-dependent effects
to direct detection of neuronal currents
Magn Reson Imaging (2008) Sep; 26(7): 1026-1040 1,486
142 IANNAZZO D, PIPERNO A, ROMEO G, ROMEO R,
CHIACCHIO U, RESCIFINA A, BALESTRIERI E, MACCHI B,
MASTINO A, CORTESE R
3-Amino-2(5H)furanones as inhibitors of subgenomic
hepatitis C virus RNA replication
Bioorg Med Chem (2008) Nov 1; 16(21): 9610-9615 2,662
143 INCOCCIA C, MAGNOTTI L, IARIA G, PICCARDI L, GUARIGLIA C
Topographical disorientation in a patient who never developed
navigational skills: The (re)habilitation treatment
Neuropsychol Rehabil (2008) Sep 4:1 [Epub ahead of print] 1,293
144 IVANENKO YP, CAPPELLINI G, POPPELE RE, LACQUANITI F
Spatiotemporal organization of a-motoneuron activity in the
human spinal cord during different gaits and gait transitions
Eur J Neurosci (2008) Jun; 27(12): 3351-3368 3,673
145 IVANENKO YP, D’AVELLA A, POPPELE RE, LACQUANITI F
On the origin of planar covariation of elevation angles
during human locomotion
J Neurophysiol (2008) Apr; 99(4): 1890-1898 3,684
146 IWASAKI T, KORETOMO Y, FUKUDA T, PARONETTO MP, SETTE C,
FUKAMI Y, SATO K
Expression, phosphorylation, and mRNA-binding of
heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K in Xenopus
oocytes, eggs, and early embryos
Dev Growth Differ (2008) Jan; 50(1): 23-40 1,908
147 IZZI F, PLACIDI F, MARCIANI MG, ZANNINO S, TORELLI F, CORTE F,
PISANI LR, ROMIGI A
Effective treatment of narcolepsy-cataplexy with duloxetine:
A report of three cases
Sleep Med (2008) Jan 26 [Epub ahead of print] 2,795
2008 269

Sezione II
148 KLEINEWIETFELD M, DIMITRI D, STERNJAK A, DIAMANTINI A,
BORSELLINO G, BATTISTINI L, RÖTZSCHKE O, FALK K
Hydrolysis of extracellular ATP by CD39 + Treg cells:
context matters!
Blood (2008); 111(2): 965-966 10,896
149 KLEINEWIETFELD M, STARKE M, DI MITRI D, BORSELLINO G,
BATTISTINI L, RÖTZSCHKE O, FALK K
CD49d provides access to ‘untouched’ human Foxp3 + Treg
free of contaminating effector cells
Blood (2008) Oct 21 [Epub ahead of print] 10,896
150 KLIONSKY DJ, ABELIOVICH H, AGOSTINIS P, AGRAWAL DK, ALIEV G,
ASKEW DS, BABA M, BAEHRECKE EH, BAHR BA, BALLABIO A,
BAMBER BA, BASSHAM DC, BERGAMINI E, BI X, BIARD-PIECHACZYK M,
BLUM JS, BREDESEN DE, BRODSKY JL, BRUMELL JH, BRUNK UT,
BURSCH W, CAMOUGRAND N, CEBOLLERO E, CECCONI F, CHEN Y,
CHIN LS, CHOI A, CHU CT, CHUNG J, CLARKE PG, CLARK RS,
CLARKE SG, CLAVÉ C, CLEVELAND JL, CODOGNO P, COLOMBO MI,
COTO-MONTES A, CREGG JM, CUERVO AM, DEBNATH J, DEMARCHI F,
DENNIS PB, DENNIS PA, DERETIC V, DEVENISH RJ, DI SANO F,
DICE JF, DIFIGLIA M, DINESH-KUMAR S, DISTELHORST CW,
DJAVAHERI-MERGNY M, DORSEY FC, DRÖGE W, DRON M,
DUNN WA JR, DUSZENKO M, EISSA NT, ELAZAR Z, ESCLATINE A,
ESKELINEN EL, FÉSÜS L, FINLEY KD, FUENTES JM, FUEYO J,
FUJISAKI K, GALLIOT B, GAO FB, GEWIRTZ DA, GIBSON SB,
GOHLA A, GOLDBERG AL, GONZALEZ R, GONZÁLEZ-ESTÉVEZ C,
GORSKI S, GOTTLIEB RA, HÄUSSINGER D, HE YW, HEIDENREICH K,
HILL JA, HØYER-HANSEN M, HU X, HUANG WP, IWASAKI A,
JÄÄTTELÄ M, JACKSON WT, JIANG X, JIN S, JOHANSEN T, JUNG JU,
KADOWAKI M, KANG C, KELEKAR A, KESSEL DH, KIEL JA, KIM HP,
KIMCHI A, KINSELLA TJ, KISELYOV K, KITAMOTO K, KNECHT E,
KOMATSU M, KOMINAMI E, KONDO S, KOVÁCS AL, KROEMER G,
KUAN CY, KUMAR R, KUNDU M, LANDRY J, LAPORTE M, LE W,
LEI HY, LENARDO MJ, LEVINE B, LIEBERMAN A, LIM KL, LIN FC,
LIOU W, LIU LF, LOPEZ-BERESTEIN G, LÓPEZ-OTÍN C, LU B,
MACLEOD KF, MALORNI W, MARTINET W, MATSUOKA K, MAUTNER J,
MEIJER AJ, MELÉNDEZ A, MICHELS P, MIOTTO G, MISTIAEN WP,
MIZUSHIMA N, MOGRABI B, MONASTYRSKA I, MOORE MN,
MOREIRA PI, MORIYASU Y, MOTYL T, MÜNZ C, MURPHY LO,
NAQVI NI, NEUFELD TP, NISHINO I, NIXON RA, NODA T,
NÜRNBERG B, OGAWA M, OLEINICK NL, OLSEN LJ, OZPOLAT B,
PAGLIN S, PALMER GE, PAPASSIDERI I, PARKES M, PERLMUTTER DH,
PERRY G, PIACENTINI M, PINKAS-KRAMARSKI R, PRESCOTT M,
PROIKAS-CEZANNE T, RABEN N, RAMI A, REGGIORI F, ROHRER B,
RUBINSZTEIN DC, RYAN KM, SADOSHIMA J, SAKAGAMI H, SAKAI Y,
SANDRI M, SASAKAWA C, SASS M, SCHNEIDER C, SEGLEN PO,
SELEVERSTOV O, SETTLEMAN J, SHACKA JJ, SHAPIRO IM, SIBIRNY A,
SILVA-ZACARIN EC, SIMON HU, SIMONE C, SIMONSEN A, SMITH MA,
270 2008

Produzione scientifica
SPANEL-BOROWSKI K, SRINIVAS V, STEEVES M, STENMARK H,
STROMHAUG PE, SUBAUSTE CS, SUGIMOTO S, SULZER D, SUZUKI T,
SWANSON MS, TABAS I, TAKESHITA F, TALBOT NJ, TALLÓCZY Z,
TANAKA K, TANAKA K, TANIDA I, TAYLOR GS, TAYLOR JP, TERMAN A,
TETTAMANTI G, THOMPSON CB, THUMM M, TOLKOVSKY AM,
TOOZE SA, TRUANT R, TUMANOVSKA LV, UCHIYAMA Y, UENO T,
UZCÁTEGUI NL, VAN DER KLEI I, VAQUERO EC, VELLAI T, VOGEL MW,
WANG HG, WEBSTER P, WILEY JW, XI Z, XIAO G, YAHALOM J,
YANG JM, YAP G, YIN XM, YOSHIMORI T, YU L, YUE Z, YUZAKI M,
ZABIRNYK O, ZHENG X, ZHU X, DETER RL.
Guidelines for the use and interpretation of assays for
monitoring autophagy in higher eukaryotes
Autophagy (2008) Mar-Apr; 4(2): 151-175 4,657
151 KLÖPPEL S, STONNINGTON CM, BARNES J, CHEN F, CHU C, GOOD CD,
MADER I, MITCHELL LA, PATEL AC, ROBERTS CC, FOX NC, JACK CR JR,
ASHBURNER J, FRACKOWIAK RSJ
Accuracy of dementia diagnosis – a direct comparison between
radiologists and a computerized method
Brain (2008) Nov; 131 (Pt 11): 2969-2974 8,568
152 KLÖPPEL S, STONNINGTON CM, CHU C, DRAGANSKI B, SCAHILL RI,
ROHRER JD, FOX NC, ASHBURNER J, FRACKOWIAK RSJ
A plea for confidence intervals and consideration of generalizability
in diagnostic studies
Brain (2008) May 21 [Epub ahead of print] 8,568
153 KLÖPPEL S, STONNINGTON CM, CHU C, DRAGANSKI B, SCAHILL RI,
ROHRER JD, FOX NC, JACK CR JR, ASHBURNER J, FRACKOWIAK RSJ
Automatic classification of MR scans in Alzheimer’s disease
Brain (2008) Mar; 131(Pt 3): 681-689 8,568
154 KOCH G, COSTA A, BRUSA L, PEPPE A, GATTO I, TORRIERO S,
LO GERFO E, SALERNO S, OLIVERI M, CARLESIMO GA, CALTAGIRONE C
Impaired reproduction of second but not millisecond time
intervals in Parkinson’s disease
Neuropsychologia (2008); 46(5): 1305-1313 3,630
155 KOCH G, DEL OLMO MF, CHEERAN B, SCHIPPLING S,
CALTAGIRONE C, DRIVER J, ROTHWELL JC
Functional interplay between posterior parietal and
ipsilateral motor cortex revealed by twin-coil transcranial
magnetic stimulation during reach planning toward
contralateral space
J Neurosci (2008) Jun 4; 28(23): 5944-5953 7,490
156 KOCH G, MORI F, MARCONI B, CODECÀ C, PECCHIOLI C, SALERNO S,
TORRIERO S, LO GERFO E, MIR P, OLIVERI M, CALTAGIRONE C
Changes in intracortical circuits of the human motor cortex
following theta burst stimulation of the lateral cerebellum
Clin Neurophysiol (2008) Nov; 119(11): 2559-2569 2,468
2008 271

Sezione II
157 KOCH G, OLIVERI M, CHEERAN B, RUGE D, LO GERFO E,
SALERNO S, TORRIERO S, MARCONI B, MORI F, DRIVER J,
ROTHWELL JC, CALTAGIRONE C
Hyperexcitability of parietal-motor functional connections
in the intact left-hemisphere of patients with neglect
Brain (2008) Dec; 131 (Pt 12): 3147-3155 8,568
158 KOCH G, RIBOLSI M, MORI F, SACCHETTI L, CODECÀ C, RUBINO IA,
SIRACUSANO A, BERNARDI G, CENTONZE D
Connectivity between posterior parietal cortex and
ipsilateral motor cortex is altered in schizophrenia
Biol Psychiatry (2008) Nov 1; 64(9): 815-819 8,456
159 KOCH G, ROSSI S, PROSPERETTI C, CODECÀ C, MONTELEONE F,
PETROSINI L, BERNARDI G, CENTONZE D
Improvement of hand dexterity following motor cortex rTMS
in multiple sclerosis patients with cerebellar impairment
Mult Scler (2008) Aug; 14(7): 995-998 3,260
160 KOCH G, SCHNEIDER S, BÄUMER T, FRANCA M, MÜNCHAU A,
CHEERAN B, FERNANDEZ DEL OLMO M, CORDIVARI C, ROUNIS E,
CALTAGIRONE C, BHATIA K, ROTHWELL JC
Altered dorsal premotor-motor interhemispheric pathway
activity in focal arm
Mov Disord (2008) Apr 15; 23(5): 660-668 3,207
161 KURTUNCU M, BATTISTA N, UZ T, D’AGOSTINO A, DIMITRIJEVIC N,
PASQUARIELLO N, MANEV R, MACCARRONE M, MANEV H
Effects of cocaine in 5-lipoxygenase-deficient mice
J Neural Transm (2008); 115(3): 389-395 2,672
162 LEGGIO MG, TEDESCO AM, CHIRICOZZI FR, CLAUSI S,
ORSINI A, MOLINARI M
Cognitive sequencing impairment in patients with focal or
atrophic cerebellar damage
Brain (2008) May; 131 (Pt 5): 1332-1343 8,568
163 LENZI D, TRENTINI C, PANTANO P, MACALUSO E, IACOBONI M,
LENZI GL, AMMANITI M
Neural basis of maternal communication and emotional
expression processing during infant preverbal stage
Cereb Cortex (2008) Oct 10 [Epub ahead of print] 6,519
164 LINARI G, AGOSTINI S, AMADORO G, CIOTTI MT, FLORENZANO F,
IMPROTA G, PETRELLA C, SEVERINI C, BROCCARDO M
Involvement of cannabinoid CB1- and CB2-receptors in the
modulation of exocrine pancreatic secretion
Pharmacol Res (2008) Nov 27 [Epub ahead of print] 1,895
165 LINTAS C, PERSICO AM
Autistic phenotypes and genetic testing: state-of-the-art
for the clinical geneticist
J Med Genet (2008) Aug 26 [Epub ahead of print] 5,535
272 2008

Produzione scientifica
166 LINTAS C, SACCO R, GARBETT K, MIRNICS K, MILITERNI R,
BRAVACCIO C, CURATOLO P, MANZI B, SCHNEIDER C, MELMED R,
ELIA M, PASCUCCI T, PUGLISI-ALLEGRA S,
REICHELT KL, PERSICO AM
Involvement of the PRKCB1 gene in autistic disorder:
significant genetic association and reduced neocortical
gene expression
Mol Psychiatry (2008) Mar 4 [Epub ahead of print] 10,900
167 LOLICATO F, MARINO R, PARONETTO MP, PELLEGRINI M, DOLCI S,
GEREMIA R, GRIMALDI P
Potential role of Nanos3 in maintaining the undifferentiated
spermatogonia population
Dev Biol (2008) Jan 15; 313(2): 725-738 4,714
168 LUNARDI G, GALATI S, TROPEPI D, MOSCHELLA V, BRUSA L,
PIERANTOZZI M, STEFANI A, ROSSI S, FORNAI F, FEDELE E,
STANZIONE P, HAINSWORTH AH, PISANI A
Correlation between changes in CSF dopamine turnover
and development of dyskinesia in Parkinson’s disease
Parkinsonism Relat Disord (2008) Nov 14 [Epub ahead of print] 2,021
169 MACCARRONE M, ROSSI S, BARI M, DE CHIARA V, FEZZA F,
MUSELLA A, GASPERI V, PROSPERETTI C, BERNARDI G,
FINAZZI-AGRÒ A, CRAVATT BF, CENTONZE D
Anandamide inhibits metabolism and physiological actions
of 2-arachidonoylglycerol in the striatum
Nat Neurosci (2008) Feb; 11(2): 152-159 15,664
170 MANDOLESI G, CESA R, AUTUORI E, STRATA P
An orphan ionotropic glutamate receptor: The delta2 subunit
Neuroscience (2008) Mar 6 [Epub ahead of print] 3,352
171 MANDOLESI L, DE BARTOLO P, FOTI F, GELFO F, FEDERICO F,
LEGGIO MG, PETROSINI L
Environmental Enrichment Provides a Cognitive Reserve
to be Spent in the Case of Brain Lesion
J Alzheimer’s Dis (2008) Sep; 15(1): 11-28 4,081
172 MANGIA S, GIOVE F, TKÁČ I, LOGOTHETIS NK, HENRY PG,
OLMAN CA, MARAVIGLIA B, DI SALLE F, UǦURBIL K
Metabolic and hemodynamic events after changes in
neuronal activity: current hypotheses, theoretical
predictions and in vivo NMR experimental findings
J Cereb Blood Flow Metab (2008) Nov 12 [Epub ahead of print] 5,147
173 MARANGOLO P, MARIN D, PIRAS F
Dissociation between nonpropositional and propositional
speech: A single case study
Neurocase (2008); 14(4): 317-328 1,505
2008 273

Sezione II
174 MARCONI B, FILIPPI GM, KOCH G, PECCHIOLI C, SALERNO S,
DON R, CAMEROTA F, SARACENI VM, CALTAGIRONE C
Long-term effects on motor cortical excitability induced by
repeated muscle vibration during contraction in healthy subjects
J Neurol Sci (2008) Dec 15; 275(1-2): 51-59 2,315
175 MARINI A, SPOLETINI I, RUBINO IA, CIUFFA M, BRIA P,
MARTINOTTI G, BANFI G, BOCCASCINO R, STROM P, SIRACUSANO A,
CALTAGIRONE C, SPALLETTA G
The language of schizophrenia: An analysis of micro and macro
linguistic abilities and their neuropsychological correlates
Schizophr Res (2008) Oct; 105(1-3): 144-155 4,240
176 MARONGIU R, FERRARIS A, IALONGO T, MICHIORRI S, SOLETI F,
FERRARI F, ELIA AE, GHEZZI D, ALBANESE A, ALTAVISTA MC,
ANTONINI A, BARONE P, BRUSA L, CORTELLI P, MARTINELLI P,
PELLECCHIA MT, PEZZOLI G, SCAGLIONE C, STANZIONE P,
TINAZZI M, ZECCHINELLI A, ZEVIANI M, CASSETTA E,
GARAVAGLIA B, DALLAPICCOLA B, BENTIVOGLIO AR,
VALENTE EM AND THE ITALIAN PD STUDY GROUP
PINK1 heterozygous rare variants: prevalence, significance
and phenotypic spectrum
Hum Mutat (2008) Apr; 29(4): 565 6,273
177 MARTELLA G, BONSI P, SCIAMANNA G, PLATANIA P, MADEO G,
TASSONE A, CUOMO D, PISANI A
Seletracetam (ucb 44212) inhibits high-voltage-activated
Ca 2+ currents and intracellular Ca 2+ increase in rat
cortical neurons in vitro
Epilepsia (2008) Dec 2 [Epub ahead of print] 3,569
178 MARTELLA G, COSTA C, PISANI A, CUPINI LM, BERNARDI G,
CALABRESI P
Antiepileptic drugs on calcium currents recorded from cortical
and PAG neurons: therapeutic implications for migraine
Cephalalgia (2008) Dec; 28(12): 1315-1326 2,808
179 MARTELLA G, SPADONI F, SCIAMANNA G, TASSONE A, BERNARDI G,
PISANI A, BONSI P
Age-related functional changes of high-voltage-activated calcium
channels in different neuronal subtypes of mouse striatum
Neuroscience (2008) Mar 18; 152(2): 469-476 3,352
180 MARTORANA A, STEFANI A, PALMIERI MG, ESPOSITO Z,
BERNARDI G, SANCESARIO G, PIERANTOZZI M
L-dopa modulates motor cortex excitability in Alzheimer’s
disease patients
J Neural Transm (2008) Sep; 115(9): 1313-1319 2,672
181 MASALA S, CIARRAPICO AM, KONDA D, VINICOLA V,
MAMMUCARI M, SIMONETTI G
Cost-effectiveness of percutaneous vertebroplasty
274 2008

Produzione scientifica
in osteoporotic vertebral fractures
Eur Spine J (2008) Jul 18 [Epub ahead of print] 2,021
182 MATRONE C, DI LUZIO A, MELI G, D’AGUANNO S, SEVERINI C,
CIOTTI MT, CATTANEO A, CALISSANO P
Activation of the amyloidogenic route by NGF deprivation
induces apoptotic death in PC12 cells
J Alzheimers Dis (2008) Feb; 13(1): 81-96 4,081
183 MATTEUCCI C, MINUTOLO A, BALESTRIERI E, ASCOLANI A,
GRELLI S, MACCHI B, MASTINO A
Effector caspase activation, in the absence of a conspicuous
apoptosis induction, in mononuclear cells treated with
azidothymidine
Pharmacol Res (2008) Nov 27 [Epub ahead of print] 1,895
184 MATTIA D, CINCOTTI F, ASTOLFI L, DE VICO FALLANI F,
SCIVOLETTO G, MARCIANI MG, BABILONI F
Motor cortical responsiveness to attempted movements in
tetraplegia: Evidence from neuroelectrical imaging
Clin Neurophysiol (2008) Nov 13 [Epub ahead of print] 2,468
185 MEI G, DI VENERE A, NICOLAI E, ANGELUCCI CB, IVANOV I,
SABATUCCI A, DAINESE E, KUHN H, MACCARRONE M
Structural properties of plant and mammalian
lipoxygenases. Temperature-dependent conformational
alterations and membrane binding ability
Biochemistry (2008) Sep 2; 47(35): 9234-9242 3,368
186 MENGHINI D, HAGBERG GE, PETROSINI L, BOZZALI M,
MACALUSO E, CALTAGIRONE C, VICARI S
Structural correlates of implicit learning deficits in subjects
with developmental dyslexia
Ann N Y Acad Sci (2008) Dec; 1145: 212-221 1,731
187 MIDDEI S, RESTIVO L, CAPRIOLI A, ACETI M, AMMASSARI-TEULE M
Region-specific changes in the microanatomy
of single dendritic spines over time might account for selective
memory alterations in ageing hAPPsweTg2576 mice,
a mouse model for Alzheimer disease
Neurobiol Learn Mem (2008) Sep; 90(2): 467-471 3,443
188 MINIO-PALUELLO I, AVENANTI A, AGLIOTI SM
Left hemisphere dominance in reading the sensory qualities
of others’ pain?
Soc Neurosci 2006; 1(3-4): 320-333 4,750
189 MINIO-PALUELLO I, BARON-COHEN S, AVENANTI A, WALSH V,
AGLIOTI SM
Absence of embodied empathy during pain observation
in Asperger syndrome
Biol Psychiatry (2008) Sep 22 [Epub ahead of print] 8,456
2008 275

Sezione II
190 MOLINARI M
Plasticity properties of CPG circuits in humans: Impact on
gait recovery
Brain Res Bull Article in Press [Epuab ahead of print] 1,943
191 MOLINARI M, CHIRICOZZI FR, CLAUSI S, TEDESCO AM, DE LISA M,
LEGGIO MG
Cerebellum and detection of sequences, from perception
to cognition
Cerebellum (2008); 7(4): 611-615 2,306
192 MOLINARI M, SCIVOLETTO G
Editorial: The present special issue on Gaite recovery after
spinal cord injury
Brain Res Bull (2008) Oct 14 [Epub ahead of print] 1,943
193 MORO V, BERLUCCHI G, LERCH J, TOMAIUOLO F, AGLIOTI SM
Selective deficit of mental visual imagery with intact primary
visual cortex and visual perception
Cortex (2008) Feb; 44(2): 109-118 3,123
194 MORO V, PERNIGO S, URGESI C, ZAPPAROLI P, AGLIOTI SM
Finger recognition and gesture imitation in Gerstmann’s
syndrome
Neurocase (2008) Dec 8: 1-10 [Epub ahead of print] 1,505
195 MORO V, URGESI C, PERNIGO S, LANTERI P, PAZZAGLIA M,
AGLIOTI SM
The neural basis of body form and body action agnosia
Neuron (2008) Oct 23; 60(2): 235-246 13,410
196 MUSELLA A, DE CHIARA V, ROSSI S, PROSPERETTI C, BERNARDI G,
MACCARRONE M, CENTONZE D
TRPV1 channels facilitate glutamate transmission
in the striatum
Mol Cell Neurosci (2008) Sep 30 [Epub ahead of print] 3,994
197 NAPOLI I, MERCALDO V, BOYL PP, ELEUTERI B, ZALFA F,
DE RUBEIS S, DI MARINO D, MOHR E, MASSIMI M, FALCONI M,
WITKE W, COSTA-MATTIOLI M, SONENBERG N, ACHSEL T, BAGNI C
The fragile X syndrome protein represses activity-dependent
translation through CYFIP1, a New 4E-BP
Cell (2008) Sep 19; 134(6): 1042-1054 29,887
198 NAPOLITANO M, ZEI D, CENTONZE D, PALERMO R, BERNARDI G,
VACCA A, CALABRESI P, GULINO A
NF-kB/NOS cross-talk induced by mitochondrial complex II
inhibition: Implications for Huntington’s disease
Neurosci Lett (2008) Apr 4; 434(3): 241-246 2,085
199 NARDI K, PARNETTI L, PIERI ML, EUSEBI P, CALABRESI P,
SARCHIELLI P
276 2008

Produzione scientifica
Association between migraine and headache attributed to
stroke: A case-control study
Headache (2008) Nov-Dec; 48(10): 1468-1475 2,358
200 NATALE E, MARZI CA, MACALUSO E
FMRI correlates of visuo-spatial reorienting investigated
with an attention shifting double-cue paradigm
Hum Brain Mapp (2008) Nov 25 [Epub ahead of print] 6,151
201 NICO D, DAPRATI E
The egocentric reference for visual exploration and orientation
Brain Cogn (2008) Aug 25 [Epub ahead of print] 2,308
202 NICO D, PICCARDI L, IARIA G, BIANCHINI F, ZOMPANTI L,
GUARIGLIA C
Landmark based navigation in brain-damaged patients
with neglect
Neuropsychologia (2008) Jun; 46(7): 1898-1907 3,630
203 NISTICÒ R, LISTA S, NAPPI G, CEREDA C, MERCURI NB
Potential therapeutic usefulness of hydrogen peroxide in
conditions of brain ischemia
Med Hypotheses (2008); 71(1): 162 1,276
204 NISTICÒ R, PICCIRILLI S, CUCCHIARONI ML, ARMOGIDA M, GUATTEO E,
GIAMPÀ C, FUSCO FR, BERNARDI G, NISTICÒ G, MERCURI NB
Neuroprotective effect of hydrogen peroxide on an in vitro
model of brain ischaemia
Br J Pharmacol (2008) Mar; 153(5): 1022-1029 3,767
205 ODDI S, FEZZA F, PASQUARIELLO N, DE SIMONE C, RAPINO C,
DAINESE E, FINAZZI-AGRÒ A, MACCARRONE M
Evidence for the intracellular accumulation of anandamide
in adiposomes
Cell Mol Life Sci (2008) Mar; 65(5): 840-850 5,239
206 OLIVERI M, VICARIO CM, SALERNO S, KOCH G, TURRIZIANI P,
MANGANO R, CHILLEMI G, CALTAGIRONE C
Perceiving numbers alters time perception
Neurosci Lett (2008) Jun 27; 438(3): 308-311 2,085
207 ORLACCHIO A, BERNARDI G, ORLACCHIO AL, MARTINO S
Patented therapeutic RNAi strategies for neurodegenerative
diseases of the CNS
Expert Opin Ther Pat (2008); 18(10): 1161-1174 1,589
208 ORLACCHIO A, BRUCE IN, RAHMAN P, KAWARAI T, BERNARDI G,
ST GEORGE-HYSLOP PH, GLADMAN DD, UROWITZ MB
The apolipoprotein E2 isoform is associated with
accelerated onset of coronary artery disease in systemic
lupus erythematosus
Med Sci Monit (2008) May; 14(5): CR233-237 1,607
2008 277

Sezione II
209 ORLACCHIO A, PATRONO C, GAUDIELLO F, ROCCHI C, MOSCHELLA V,
FLORIS R, BERNARDI G, KAWARAI T
Silver syndrome variant of hereditary spastic paraplegia:
A locus to 4p and allelism with SPG4
Neurology (2008) May 20; 70(21): 1959-1966 6,014
210 ORSINI C, BONITO-OLIVA A, CONVERSI D, CABIB S
Genetic liability increases propensity to prime-induced
reinstatement of conditioned place preference in mice
exposed to low cocaine
Psychopharmacology (Berl) (2008) Jun; 198(2): 287-296 3,561
211 OVERDUIN SA, D’AVELLA A, ROH J, BIZZI E
Modulation of muscle synergy recruitment in primate grasping
J Neurosci (2008) Jan 23; 28(4): 880-892 7,490
212 PAIXÃO TR, BARBOSA LF, CARRÌ MT, MEDEIROS MH, BERTOTTI M
Continuous monitoring of ascorbate transport through
neuroblastoma cells with a ruthenium oxide
hexacyanoferrate modified microelectrode
Analyst (2008) Nov; 133(11): 1605-1610 3,553
213 PALERMO L, BURECA I, MATANO A, GUARIGLIA C
Hemispheric contribution to categorical and coordinate
representational processes: A study on brain-damaged patients
Neuropsychologia (2008); 46(11): 2802-2807 3,630
214 PALERMO L, IARIA G, GUARIGLIA C
Mental imagery skills and topographical orientation
in humans: A correlation study
Behav Brain Res (2008) Oct 10; 192(2): 248-253 2,626
215 PALMIERI L, PAPALEO V, PORCELLI V, SCARCIA P, GAITA L, SACCO R,
HAGER J, ROUSSEAU F, CURATOLO P, MANZI B, MILITERNI R,
BRAVACCIO C, TRILLO S, SCHNEIDER C, MELMED R, ELIA M,
LENTI C, SACCANI M, PASCUCCI T, PUGLISI-ALLEGRA S,
REICHELT KL, PERSICO AM
Altered calcium homeostasis in autism-spectrum disorders:
evidence from biochemical and genetic studies of the
mitochondrial aspartate/glutamate carrier AGC1
Mol Psychiatry (2008) Jul 8 [Epub ahead of print] 10,900
216 PALOMBA M, NYGÅRD M, FLORENZANO F, BERTINI G, KRISTENSSON K,
BENTIVOGLIO M
Decline of the presynaptic network, including GABAergic
terminals, in the aging suprachiasmatic nucleus of the mouse
J Biol Rhythms (2008) Jun; 23(3): 220-231 3,868
217 PAOLUCCI S
Epidemiology and treatment of post-stroke depression
Neuropsychiatr Dis Treat (2008) Feb; 4(1): 145-154 0,000
278 2008

Produzione scientifica
218 PAOLUCCI S, BRAGONI M, COIRO P, DE ANGELIS D, FUSCO FR,
MORELLI D, VENTURIERO V, PRATESI L
Quantification of the probability of reaching mobility
independence at discharge from a Rehabilitation Hospital
in nonwalking early ischemic stroke patients:
A multivariate study
Cerebrovasc Dis (2008) May 30; 26(1): 16-22 2,534
219 PARNETTI L, TIRABOSCHI P, LANARI A, PEDUCCI M, PADIGLIONI C,
D’AMORE C, PIERGUIDI L, TAMBASCO N, ROSSI A, CALABRESI P
Cerebrospinal fluid biomarkers in Parkinson’s disease with
dementia and dementia with Lewy bodies
Biol Psychiatry (2008) Nov 15; 64(10): 850-855 8,456
220 PARONETTO MP, BIANCHI E, GEREMIA R, SETTE C
Dynamic expression of the RNA-binding protein Sam68
during mouse pre-implantation development
Gene Expr Patterns (2008) May; 8(5): 311-322 2,238
221 PASCUCCI T, ANDOLINA D, VENTURA R, PUGLISI-ALLEGRA S, CABIB S
Reduced availability of brain amines during critical phases
of postnatal development in a genetic mouse model
of cognitive delay
Brain Res (2008) Jun 27; 1217: 232-238 2,218
222 PASTOR MA, MACALUSO E, DAY BL, FRACKOWIAK RSI
Putaminal activity is related to perceptual certainty
Neuroimage (2008) May 15; 41(1): 123-129 5,457
223 PATASSINI S, GIAMPÀ C, MARTORANA A, BERNARDI G, FUSCO FR
Effects of simvastatin on neuroprotection and modulation
of Bcl-2 and BAX in the rat quinolinic acid model
of Huntington’s disease
Neurosci Lett (2008) Dec 19; 448(1): 166-169 2,085
224 PATRIZI A, SCELFO B, VILTONO L, BRIATORE F, FUKAYA M,
WATANABE M, STRATA P, VAROQUEAUX F, BROSE N, FRITSCHY JM,
SASSOÈ-POGNETTO M
Synapse formation and clustering of neuroligin-2
in the absence of GABA A
receptors
Proc Natl Acad Sci USA (2008) Sep 2; 105(35): 13151-13156 9,598
225 PAZZAGLIA M, PIZZAMIGLIO L, PES E, AGLIOTI SM
The sound of actions in apraxia
Curr Biol (2008) Nov 25; 18(22): 1766-1772 10,539
226 PAZZAGLIA M, SMANIA N, CORATO E, AGLIOTI SM
Neural underpinnings of gesture discrimination in patients
with limb apraxia
J Neurosci (2008) Mar 19; 28(12): 3030-3041 7,490
227 PEPPE A, GASBARRA A, STEFANI A, CHIAVALON C, PIERANTOZZI M,
FERMI E, STANZIONE P, CALTAGIRONE C, MAZZONE P
2008 279

Sezione II
Deep brain stimulation of CM/PF of thalamus could be the
new elective target for tremor in advanced Parkinson’s Disease?
Parkinsonism Relat Disord (2008); 14(6): 501-504 2,021
228 PICCARDI L, BIANCHINI F, ZOMPANTI L, GUARIGLIA C
Pure representational neglect and navigational deficits
in a case with preserved visuo-spatial working memory
Neurocase (2008); 14(4): 329-342 1,505
229 PICCARDI L, IARIA G, RICCI M, BIANCHINI F, ZOMPANTI L,
GUARIGLIA C
Walking in the Corsi test: which type of memory do you need?
Neurosci Lett (2008) Feb 20; 432(2): 127-131 2,085
230 PICCONI B, GHIGLIERI V, BAGETTA V, BARONE I, SGOBIO C,
CALABRESI P
Striatal synaptic changes in experimental parkinsonism:
Role of NMDA receptor trafficking in PSD
Parkinsonism Relat Disord (2008); 14(Suppl 2): S145-149 2,021
231 PICHIECCHIO A, TAVAZZI E, MACCABELLI G, PRECUPANU CM,
ROMANI A, ROCCATAGLIATA L, LUCCICHENTI G, BERGAMASCHI R,
BASTIANELLO S
What insights have new imaging techniques given into
aggressive forms of MS – different forms of MS
or different from MS?
Mult Scler (2008) Nov 27 [Epub ahead of print] 3,260
232 PIERANTOZZI M, PALMIERI MG, GALATI S, STANZIONE P, PEPPE A,
TROPEPI D, BRUSA L, PISANI A, MOSCHELLA V, MARCIANI MG,
MAZZONE P, STEFANI A
Pedunculopontine nucleus deep brain stimulation changes
spinal cord excitability in Parkinson’s disease patients
J Neural Transm (2008) May; 115(5): 731-735 2,672
233 PIERI M, CARUNCHIO I, CURCIO L, MERCURI NB, ZONA C
Increased persistent sodium current determines cortical
hyperexcitability in a genetic model of amyotrophic
lateral sclerosis
Exp Neurol (2008) Nov 21 [Epub ahead of print] 3,982
234 PISANI V, PANICO MB, TERRACCIANO C, BONIFAZI E, MEOLA G,
NOVELLI G, BERNARDI G, ANGELINI C, MASSA R
Preferential central nucleation of type 2 myofibers
is an invariable feature of myotonic dystrophy type 2
Muscle Nerve (2008) Nov; 38(5): 1405-1411 2,424
235 PIZZAMIGLIO MR, NASTI M, PICCARDI L, VITTURINI C, MORELLI D,
GUARIGLIA C
Visual-motor coordination computerized training improves
the visuo-spatial performance in a child affected by
Cri-du-Chat syndrome
Int J Rehabil Res (2008) Jun; 31(2): 151-154 0,000
280 2008

Produzione scientifica
236 PLACIDI F, IZZI F, ROMIGI A, STANZIONE P, MARCIANI MG,
BRUSA L, SPERLI F, GALATI S, PASQUALETTI P, PIERANTOZZI M
Sleep-wake cycle and effects of cabergoline monotherapy
in de novo Parkinson’s disease patients: An ambulatory
polysomnographic study
J Neurol (2008) Jul; 255(7): 1032-1037 2,477
237 PORCARI P, CAPUANI S, D’AMORE E, LECCE M, LA BELLA A, FASANO F,
CAMPANELLA R, MIGNECO LM, PASTORE FS, MARAVIGLIA B
In vivo 19 F MRI and 19 F MRS of 19 F-labelled boronophenylalaninefructose
complex on a C6 rat glioma model to optimize boron
neutron capture therapy
Phys Med Biol (2008) Dec 7; 53(23): 6979-6989 2,528
238 PRATESI L, PAOLUCCI S, ALBUZZA M, FRANCESCHINI M
Exploring the use of “ Protocollo di Minima per l’ictus ” – (PMIC –
Minimal Protocol for Stroke) in two Italian rehabilitation units
Eur J Phys Rehabil Med (2008); 44(3): 271-275 0,000
239 PRIGIONE I, BENVENUTO F, BOCCA P, BATTISTINI L, UCCELLI A,
PISTOIA V
Reciprocal interactions between human mesenchymal
stem cells and gd T cells or invariant natural killer T (Inkt) cells
Stem Cells (2008) Dec 18 [Epub ahead of print] 7,531
240 PRIMAVERA A, FUSTINONI S, BIROCCIO A, BALLERINI S, URBANI A,
BERNARDINI S, FEDERICI G, CAPUCCI E, MANNO M, LO BELLO M
Glutathione transferases and glutathionylated hemoglobin
in workers exposed to low doses of 1,3-butadiene
Cancer Epidemiol Biomarkers Prev (2008) Nov; 17(11): 3004-3012 4,642
241 PROVINCIALI L, PAOLUCCI S, TORTA R, TOSO V, GOBBI B, GANDOLFO C
Depression after first-ever ischemic stroke: The prognostic
role of neuroanatomic subtypes in clinical practice
Cerebrovasc Dis (2008) Oct 23; 26(6): 592-599 2,534
242 QUATTRONE A, CERASA A, MESSINA D, NICOLETTI G, HAGBERG GE,
LEMIEUX L, NOVELLINO F, LANZA P, ARABIA G, SALSONE M
Essential head tremor is associated with cerebellar vermis
atrophy: A volumetric and voxel-based morphometry MR
imaging study
AJNR Am J Neuroradiol (2008) Oct; 29(9): 1692-1697 2,338
243 QUITADAMO LR, MARCIANI MG, CARDARILLI GC, BIANCHI L
Describing different brain computer interface systems
through a unique model: A UML implementation
Neuroinformatics (2008) Summer; 6(2): 81-96 3,750
244 RESTIVO L, TAFI E, AMMASSARI-TEULE M, MARIE H
Viral-mediated expression of a constitutively active form
of CREB in hippocampal neurons increases memory
Hippocampus (2008) Nov 11 [Epub ahead of print] 5,745
2008 281

Sezione II
245 ROBINSON RG, SPALLETTA G, JORGE RE, BASSI A, COLIVICCHI F,
RIPA A, CALTAGIRONE C
Decreased heart rate variability is associated with
poststroke depression
Am J Geriatr Psychiatry (2008) Nov; 16(11): 867-873 3,498
246 ROMIGI A, CERVELLINO A, MARCIANI MG, IZZI F, MASSOUD R,
CORONA M, TORELLI F, ZANNINO S, UASONE E, PLACIDI F
Cognitive and psychiatric effects of topiramate monotherapy
in migraine treatment: an open study
Eur J Neurol (2008) Feb; 15(2): 190-195 2,580
247 ROMIGI A, MARCIANI MG, PLACIDI F, PISANI LR, IZZI F,
TORELLI F, PROSPERETTI C
Oxcarbazepine in nocturnal frontal-lobe epilepsy: a further
interesting report
Pediatr Neurol (2008) Oct; 39(4): 298 1,375
248 ROMIGI A, PLACIDI F, PEPPE A, PIERANTOZZI M, IZZI F, BRUSA L,
GALATI S, MOSCHELLA V, MARCIANI MG, MAZZONE P,
STANZIONE P, STEFANI A
Pedunculopontine nucleus stimulation influences REM sleep
in Parkinson’s disease
Eur J Neurol (2008) Jul; 15(7): e64-65 2,580
249 RONCI M, BONANNO E, COLANTONI A, PIERONI L, DI ILIO C, SPAGNOLI LG,
FEDERICI G, URBANI A
Protein unlocking procedures of formalin-fixed paraffin-embedded
tissues:
Application to MALDI-TOF Imaging MS investigations
Proteomics (2008) Sep; 8(18): 3702-3714 5,479
250 ROSS RM, MCNAIR NA, FAIRHALL SL, CLAPP WC, HAMM JP,
TEYLER TJ, KIRK IJ
Induction of orientation-specific LTP-like changes in human
visual evoked potentials by rapid sensory stimulation
Brain Res Bull (2008) May 15; 76(1-2): 97-101 1,943
251 ROSSI C, BOSS A, MARTIROSIAN P, STEIDLE G, CAPUANI S,
CLAUSSEN CD, MARAVIGLIA B, SCHICK F
Influence of steady background gradients on the accuracy
of molecular diffusion anisotropy measurements
Magn Reson Imaging (2008) Nov; 26(9): 1250-1258 1,486
252 ROSSI C, BOSS A, STEIDLE G, MARTIROSIAN P, KLOSE U, CAPUANI S,
MARAVIGLIA B, CLAUSSEN CD, SCHICK F
Water diffusion anisotropy in white and gray matter
of the human spinal cord
J Magn Reson Imaging (2008) Mar; 27(3): 476-482 2,209
282 2008

Produzione scientifica
253 ROSSI S, DE CHIARA V, MUSELLA A, KUSAYANAGI H, MATALUNI G,
BERNARDI G, USIELLO A, CENTONZE D
Chronic psychoemotional stress impairs cannabinoid-receptormediated
control of GABA transmission in the striatum
J Neurosci (2008) Jul 16; 28(29): 7284-7292 7,490
254 ROSSI S, DE CHIARA V, MUSELLA A, MATALUNI G, SACCHETTI L,
SIRACUSANO A, BERNARDI G, USIELLO A, CENTONZE D
Caffeine drinking potentiates cannabinoid transmission in
the striatum: Interaction with stress effects
Neuropharmacology (2008) Nov 8 [Epub ahead of print] 3,215
255 RUGGERI M, SABATINI U
Recovery from amnesic confabulatory syndrome after
right fornix lesion
Neurorehabil Neural Repair (2008) Jul-Aug; 22(4): 404-409 3,823
256 RUNZA G, LA GRUTTA L, ALAIMO V, DAMIANI L, LA FATA A,
ALBERGHINA F, GALIA M, LO RE G, LUCCICHENTI G, BARTOLOTTA T,
CADEMARTIRI F, MIDIRI M, DE MARIA M, LAGALLA R
Influence of heart rate in the selection of the optimal
reconstruction window in routine clinical multislice
coronary angiography
Radiol Med (2008) Aug; 113(5): 644-657 0,967
257 RÜSCH N, SPOLETINI I, WILKE M, MARTINOTTI G, BRIA P,
TREQUATTRINI A, BONAVIRI G, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G
Inferior frontal white matter volume and suicidality
in schizophrenia
Psychiatry Res (2008) Dec 30; 164(3): 206-214 2,298
258 SALVIA A, IERACITANO VM, AMICI-GROSSI FB, CALVISI V,
DI DOMENICA F, D’ANTIMO C, MIRANDA C, ROTA A, MELEGATI G,
ANDREOLI C, CASELLA AM, FERRARI P, GUIDETTI F, ONGARO A,
PAOLONE A, PASTEUR F, SACCOCCI R, PIVA B, SASSARINI G,
SELLETTI L, CASERTA A, DI CESARE A, DE LUCA B
A methodological approach for the study of the incidence
of sports trauma: The example of rugby
Med Sport (2008) June; 61(2): 247-257 0,080
259 SARCHIELLI P, DI FILIPPO M, ERCOLANI MV, CHIASSERINI D,
MATTIONI A, BONUCCI M, TENAGLIA S, EUSEBI P, CALABRESI P
Fibroblast growth factor-2 levels are elevated
in the cerebrospinal fluid of multiple sclerosis patients
Neurosci Lett (2008) Apr 25; 435(3): 223-228 2,085
260 SARCHIELLI P, PRESCIUTTI O, ALBERTI A, TARDUCCI R, GOBBI G,
GALLETTI F, COSTA C, EUSEBI P, CALABRESI P
A 1 H magnetic resonance spectroscopy study in patients
with obstructive sleep apnea
Eur J Neurol (2008) Oct; 15(10): 1058-1064 2,580
2008 283

Sezione II
261 SARCHIELLI P, RAINERO I, COPPOLA F, ROSSI C, MANCINI M,
PINESSI L, CALABRESI P
Involvement of corticotrophin-releasing factor and orexin-A
in chronic migraine and medication-overuse headache:
findings from cerebrospinal fluid
Cephalalgia (2008) Jul; 28(7): 714-722 2,808
262 SCELFO B, SACCHETTI B, STRATA P
Learning-related long-term potentiation of inhibitory
synapses in the cerebellar cortex
Proc Natl Acad Sci USA (2008) Jan 15; 105(2): 769-774 9,598
263 SCHÜTZ-BOSBACH S, AVENANTI A, AGLIOTI SM, HAGGARD P
Don’t do it! Cortical inhibition and self-attribution during
action observation
J Cogn Neurosci (2008) Aug 14 [Epub ahead of print] 4,997
264 SCIGLIANO G, RONCHETTI G, GIROTTI F, MUSICCO M
Levodopa reduces risk factors for vascular disease
in parkinsonian patients
J Neurol (2008) Aug; 255(8): 1266-1267 2,477
265 SCIGLIANO G, RONCHETTI G, GIROTTI F, MUSICCO M
Sympathetic modulation by levodopa reduces vascular risk
factors in Parkinson disease
Parkinsonism Relat Disord (2008) Jun 13 [Epub ahead of print] 2,021
266 SCIVOLETTO G, COSENTINO E, MAMMONE A, MOLINARI M
Inflammatory myelopathies and traumatic spinal cord
lesions: comparison of functional and neurological outcomes
Phys Ther (2008) Apr; 88(4): 471-484 2,152
267 SCIVOLETTO G, DI DONNA V
Prediction of walking recovery after spinal cord injury
Brain Res Bull (2008) Jul 16 [Epub ahead of print] 1,943
268 SCIVOLETTO G, ROMANELLI A, MARIOTTI A, MARINUCCI D,
TAMBURELLA F, MAMMONE A, COSENTINO E, STERZI S, MOLINARI M
Clinical factors that affect walking level and performance
in chronic spinal cord lesion patients
Spine (2008) Feb 1; 33(3): 259-264 2,499
269 SEBASTIANELLI L, LEDONNE A, MARRONE MC, BERNARDI G,
MERCURI NB
The L-amino acid carrier inhibitor 2-aminobicyclo[2.2.1]
heptane-2-carboxylic acid (BCH) reduces L-dopa-elicited
responses in dopaminergic neurons of the substantia nigra
pars compacta
Exp Neurol (2008) Jul; 212(1): 230-233 3,982
270 SPOLETINI I, CHERUBINI A, DI PAOLA M, BANFI G, RÜSCH N,
MARTINOTTI G, BRIA P, RUBINO IA, SIRACUSANO A, CALTAGIRONE C,
SPALLETTA G
284 2008

Produzione scientifica
Reduced fronto-temporal connectivity is associated with
frontal gray matter density reduction and neuropsychological
deficit in schizophrenia
Schizophr Res (2008) Dec 17 [Epub ahead of print] 4,240
271 SPOLETINI I, MARRA C, DI IULIO F, GIANNI W, SANCESARIO G,
GIUBILEI F, TREQUATTRINI A, BRIA P, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G
Facial emotion recognition deficit in amnestic mild
cognitive impairment and Alzheimer disease
Am J Geriatr Psychiatry (2008) May; 16(5): 389-398 3,498
272 STEFANI A, PEPPE A, PIERANTOZZI M, GALATI S, MOSCHELLA V,
STANZIONE P, MAZZONE P
Multi-target strategy for Parkinsonian patients: The role of deep
brain stimulation in the centromedian-parafascicularis complex
Brain Res Bull (2008) Sep 20 [Epub ahead of print] 1,943
273 TASDEMIR E, MAIURI MC, GALLUZZI L, VITALE I,
DJAVAHERI-MERGNY M, D’AMELIO M, CRIOLLO A, MORSELLI E,
ZHU C, HARPER F, NANNMARK U, SAMARA C, PINTON P, VICENCIO JM,
CARNUCCIO R, MOLL UM, MADEO F, PATERLINI-BRECHOT P,
RIZZUTO R, SZABADKAI G, PIERRON G, BLOMGREN K, TAVERNARAKIS N,
CODOGNO P, CECCONI F, KROEMER G
Regulation of autophagy by cytoplasmic p53
Nat Cell Biol (2008) Jun; 10(6): 676-687 17,623
274 TASHEV R, MOURA PJ, VENKITARAMANI DV, PROSPERETTI C,
CENTONZE D, PAUL S, LOMBROSO PJ
A substrate trapping mutant form of the tyrosine
phosphatase striatal-enriched protein tyrosine phosphatase
prevents amphetamine-induced stereotypies and longterm
potentiation in the striatum
Biol Psychiatry (2008) Nov 19 [Epub ahead of print] 8,456
275 TATTOLI I, LEMBO-FAZIO L, NIGRO G, CARNEIRO LAM, FERRARO E,
ROSSI G, MARTINO MC, DE STEFANO ME, CECCONI F, GIRARDIN SE,
PHILPOTT DJ, BERNARDINI ML
Intracellular bacteriolysis triggers a massive apoptotic cell
death in Shigella-infected epithelial cells
Microbes Infect (2008) Aug-Sep; 10(10-11): 1114-1123 2,523
276 THAUT MH, DEMARTIN M, SANES JN
Brain networks for integrative rhythm formation
PloS One (2008); 28 May: e2312 0,000
277 TOMASSI L, COSTANTINI A, CORALLINO S, SANTONICO E,
CARDUCCI M, CESARENI G, CASTAGNOLI L
The central proline rich region of POB1/REPS2 plays
a regulatory role in epidermal growth factor receptor endocytosis
by binding to 14-3-3 and SH3 domain-containing proteins
BMC Biochem (2008) Jul 22; 9: 21 0,000
2008 285

Sezione II
278 TORRES VA, MIELGO A, BARILÀ D, ANDERSON DH, STUPACK D
Caspase 8 promotes peripheral localization and
activation of Rab5
J Biol Chem (2008) Dec 26; 283(52): 36280-36289 5,581
279 TOSONI A, GALATI G, ROMANI GL, CORBETTA M
Sensory-motor mechanisms in human parietal cortex underlie
arbitrary visual decisions
Nat Neurosci (2008) Dec; 11(12): 1446-1453 5,664
280 TURCO MY, MATSUKAWA K, CZERNIK M, GASPERI V, BATTISTA N,
DELLA SALDA L, SCAPOLO PA, LOI P, MACCARRONE M, PTAK G
High levels of anandamide, an endogenous cannabinoid,
block the growth of sheep preimplantation embryos by
inducing apoptosis and reversible arrest of cell proliferation
Hum Reprod (2008) Oct; 23(10): 2331-2338 3,543
281 TURRIZIANI P, OLIVERI M, SALERNO S, COSTANZO F, KOCH G,
CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA
Recognition memory and prefrontal cortex: dissociating
recollection and familiarity processes using rTMS
Behav Neurol (2008); 19(1-2): 23-27 0,762
282 TURRIZIANI P, SERRA L, FADDA L, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA
Recollection and familiarity in hippocampal amnesia
Hippocampus (2008); 18(5): 469-480 5,745
283 URBANELLI L, EMILIANI C, MASSINI C, PERSICHETTI E, ORLACCHIO A,
PELICCI G, SORBI S, HASILIK A, BERNARDI G, ORLACCHIO AL
Cathepsin D expression is decreased in Alzheimer’s disease
fibroblasts
Neurobiol Aging (2008) Jan; 29(1): 12-22 5,607
284 VALERIANI M, BETTI V, LE PERA D, DE ARMAS L, MILIUCCI R,
RESTUCCIA D, AVENANTI A, AGLIOTI SM
Seeing the pain of others while being in pain: a laser-evoked
potentials study
NeuroImage (2008) Apr 15; 40(3): 1419-1428 5,457
285 VALLE MS, EIAN J, BOSCO G, POPPELE RE
Cerebellar cortical activity in the cat anterior lobe during
hindlimb stepping
Exp Brain Res (2008) May; 187(3): 359-372 2,027
286 VENTURA R, LATAGLIATA EC, MORRONE C, LA MELA I,
PUGLISI-ALLEGRA S
Prefrontal norepinephrine determines attribution of “ high ”
motivational salience
PLoS ONE (2008) Aug 22; 3(8): e3044 0,000
286 2008

Produzione scientifica
287 VICARIO CM, PECORARO P, TURRIZIANI P, KOCH G, CALTAGIRONE C,
OLIVERI M
Relativistic compression and expansion of experiential time
in the left and right space
PLoS ONE (2008) Mar 5; 3(3): e1716 0,000
288 VISCOMI MT, FLORENZANO F, LATINI L, AMANTEA D, BERNARDI G,
MOLINARI M
Methylprednisolone treatment delays remote cell death after
focal brain lesion
Neuroscience (2008) Jul 17; 154(4): 1267-1282 3,352
289 VISCOMI MT, LATINI L, FLORENZANO F, BERNARDI G, MOLINARI M
Minocycline attenuates microglial activation but fails
to mitigate degeneration in inferior olive and pontine nuclei
after focal cerebellar lesion
Cerebellum (2008); 7(3): 401-405 2,306
290 VOLONTÉ C, AMADIO S, D’AMBROSI N
Receptor webs: Can the chunking theory tell us more about it?
Brain Res Rev (2008) Nov; 59(1): 1-8 6,477
291 VOLONTÉ C, D’AMBROSI N
Membrane compartments and purinergic signalling: the
purinome, a complex interplay among ligands, degrading
enzymes, receptors and transporters
FEBS J (2008) Dec 9 [Epub ahead of print] 3,396
292 VOLONTÉ C, D’AMBROSI N, AMADIO S
Protein cooperation: From neurons to networks
Prog Neurobiol (2008) Oct; 86(2): 61-71 10,467
293 WIRZ A, RIVIELLO MC
Reproductive parameters of a captive colony of capuchin
monkeys (Cebus apella) from 1984 to 2006
Primates (2008) Oct; 49(4): 265-270 0,966
294 WIRZ A, TRUPPA V, RIVIELLO MC
Hematological and plasma biochemical values for captive
tufted capuchin monkeys (Cebus apella)
Am J Primatol (2008) Jan 17; 70(5): 463-472 1,582
295 WOLFLER A, SILVANI P, MUSICCO M, ANTONELLI M, SALVO I, ON
BEHALF OF THE ITALIAN PEDIATRIC SEPSIS STUDY (SISPE) GROUP
Incidence of and mortality due to sepsis, severe sepsis and
septic shock in Italian pediatric intensive care units:
a prospective national survey
Intensive Care Med (2008) Sep; 34(9): 1690-1697 4,623
296 ZAGO M, LACQUANITI F
Compensation for time delays is better achieved in time
than in space
Behav Brain Sci (2008) Apr; 31(2): 221-222 17,462
2008 287

Sezione II
297 ZAGO M, MCINTYRE J, SENOT P, LACQUANITI F
Internal models and prediction of visual gravitational motion
Vision Res (2008) Jun; 48(14): 1532-1538 2,055
298 ZANNINO GD, BARBAN F, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA
Do confabulators really try to remember when they
confabulate? A case report
Cogn Neuropsychol (2008) Sep; 25(6): 831-852 1,925
299 ZAVAGLIA M, ASTOLFI L, BABILONI F, URSINO M
The effect of connectivity on EEG rhythms, power spectral
density and coherence among coupled neural populations:
analysis with a neural mass model
IEEE Trans Biomed Eng (2008) Jan; 55(1): 69-77 1,622
300 ZOCCOLOTTI P, DE LUCA M, JUDICA A, SPINELLI D
Isolating global and specific factors in developmental dyslexia:
a study based on the rate and amount model (RAM)
Exp Brain Res (2008) Apr; 186(4): 551-560 2,027
Totale I.F. 1.264,041
288 2008

Produzione scientifica
ALTRE PUBBLICAZIONI
1BRAMUCCI S, DE GIORGI R, PALINI G, FUSCO A, BRUNELLI S, TRABALLESI M
Amputazione di arto inferiore: quale riabilitazione
Il Fisioterapista (2008); 6: 63-77
2CALTAGIRONE C
Comportamento
Enciclopedia Italiana di Scienze, Lettere ed Arti – Giovanni Treccani (2008);
23 – E.I. XXI Secolo – 7° App. – Vol 1: 353-357
3CALTAGIRONE C
Alzheimer: la cura, le cure
SOS Alzheimer Magazine (2008); III(IV): 3
4CAPUANI S, REBUZZI M, FASANO F, HAGBERG GE, DI MARIO M, VINICOLA V,
MARAVIGLIA B
T2 * -relaxometry and 1H-MRS at 3T applied to healthy and osteoporotic
subjects: preliminary data supporting a new procedure to evaluate bone
fracture risk
Proc Intl Soc Mag Reson Med (2008); 16: 2534
5 D’ADDESA D, MARTONE D, SINESIO F, MARZI V, COMENDADOR FJ, PEPARAIO M,
MONETA E, CAIRELLA G, PANETTA V, SETTE S
Testing a nutritional and taste education intervention approach to increase
vegetables and fruit consumption among children
Ann Ig (2008) Mar-Apr; 20(2): 159-169
6DI FILIPPO G, ZOCCOLOTTI P, ZIEGLER JC
Rapid naming deficits in dyslexia: a stumbling block for the perceptual
anchor theory of dyslexia
Developmental Science (2008); 11(6): F40-F47
7GUASCONI V, PURI PL
Epigenetic drugs in the treatment of skeletal muscle atrophy
Curr Opin Clin Nutr Metab Care (2008) May; 11(3): 233-241
8LENTI G, AGOSTI M, MASSUCCI M, ZAMPOLINI M, PAOLUCCI S, FRANCESCHINI M
Developing a minimum data set for stroke patients assessment: the
“ Protocollo di Minima per l’Ictus (PMIC) ” as a starting point towards
an Italian stroke registry
Eur J Phys Rehabil Med (2008) Sep; 44(3): 263-269
9PECCHINENDA A, PES M, FERLAZZO F, ZOCCOLOTTI P
The combined effect of gaze direction and facial expression on cueing
spatial attention
Emotion (2008) Oct; 8(5): 628-634
10 PIZZAMIGLIO MR, NASTI M, PICCARDI L, ZOTTI A, VITTURINI C, SPITONI G,
NANNI MV, GUARIGLIA C, MORELLI D
Sensory-motor rehabilitation in Rett syndrome
Focus on Autism and Other Developmental Disabilities (2008); 23 (1): 49-62
2008 289

Sezione II
11 SERRA L, CALTAGIRONE C
Mild Cognitive Impairment ovvero la fase preclinica della demenza
La Neurologia Italiana (2008); IV(2): 9-14
12 SPALLETTA G, TOMAIUOLO F, DI PAOLA M, TREQUATTRINI A, BRIA P,
MACALUSO E, FRACKOWIAK RSJ, CALTAGIRONE C
The neuroanatomy of verbal working memory in schizophrenia: A voxelbased
morphometry study
Clinical Schizophrenia & Related Psychoses (2008); April: 79-87
13 SPICA R, IMPAGNATIELLO F, ROSSINI A, MONTUORI E, SALVIA A
Igiene e rischi infettivi nel rugby ed attività sportive affini
L’Igiene Moderna (2008); 129: 5-22
14 ZOCCOLOTTI P
Quale riabilitazione contro la dislessia
Il Sole 24 Ore – Sanità (2008); 9-15 dicembre: 13
LIBRI IN INGLESE
1 ANNICCHIARICO R, CORTÉS U, URDIALES C (eds)
Agent Technology and e-Health
Whitestein Series in Software Agent Technologies and Autonomic Computing
– Birkhäuser Verlag – (2008)
CAPITOLI DI LIBRI IN INGLESE
1 CORTÉS U, ANNICCHIARICO R, URDIALES C
Agents and healthcare: usability and acceptance
Agent Technology and e-Health – Eds: Annicchiarico R, Cortés U, Urdiales C
Whitestein Series in Software Agent Technologies and Autonomic Computing
– Birkhäuser Verlag – (2008), 1-14
2 CORTÉS U, ANNICCHIARICO R, URDIALES C, BARRUÉ C, MARTÍNEZ A, VILLAR A,
CALTAGIRONE C
Supported human autonomy for recovery and enhancement of cognitive
and motor abilities using agent technologies
Agent Technology and e-Health – Eds: Annicchiarico R, Cortés U, Urdiales C
Whitestein Series in Software Agent Technologies and Autonomic Computing
– Birkhäuser Verlag – (2008), 117-140
3 DI MICHELE F, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G
Neurosteroid perturbation and neuropsychiatric symptoms in
schizophrenia: from the mechanisms to the treatment
Neuroactive steroids in brain function, behavior and neuropsychiatric
disorders. Novel Strategies for Research and Treatment – Eds: Ritner MS,
Weizman A Springer – (2008), (Chapter 16): 325-335
290 2008

Produzione scientifica
4 VILLAR A, FEDERICI A, ANNICCHIARICO R
Agent and healthcare: a glance to the future
Agent Technology and e-Health – Eds: Annicchiarico R, Cortés U, Urdiales C
Whitestein Series in Software Agent Technologies and Autonomic Computing
– Birkhäuser Verlag – (2008), 141-148
LIBRI IN ITALIANO
1 ANGELELLI P, NOTARNICOLA A, COSTABILE D, MARINELLI CV, JUDICA A,
ZOCCOLOTTI P, LUZZATTI C
DDO: Diagnosi dei disturbi ortografici in età evolutiva
Test e Strumenti di Valutazione Psicologica e Educativa – Erickson – (2008)
CAPITOLI DI LIBRI IN ITALIANO
1 ALIOTTA A
Eco-Doppler: concetti generali
Manuale di Ecografia Clinica in Urgenza – Testa A – Verduci Editore – (2008),
Cap. 10: 115-123
2 BOCCACCIARI M, CAIRELLA G, GARBAGNATI F, MORELLI D, SCOGNAMIGLIO U,
PAOLUCCI S
Trattamento logopedico della disfagia nel bambino con patologia oncologica
L’Alimentazione e il bambino con patologia oncologica – A cura di:
Migliaccio PA – Rai Radiotelevisione Italiana – (2008), 133-147
3 DI IULIO F, SPALLETTA G
Demenze neurodegenerative e disturbi comportamentali
Introduzione alla Malattia di Alzheimer e alle altre Demenze – A cura di:
Gambina G, Pasetti C – Edizioni Libreria Cortina, Verona – (2008),
Cap. 4: 43-54
4 MARCONI B
Neurofisiologia del movimento
L’esercizio in Medicina Riabilitativa – In: Saraceni VM, Fletzer DA – Piccin –
(2008), Cap. 2: 17-47
5 MUSICCO M
Epidemiologia della malattia di Alzheimer e delle demenze
Introduzione alla Malattia di Alzheimer e alle altre Demenze – A cura di:
Gambina G, Pasetti C – Edizioni Libreria Cortina, Verona – (2008),
Cap. 1: 13-18
6 SCOGNAMIGLIO U, BOCCACCIARI M, GARBAGNATI F, MORELLI D, PAOLUCCI S,
CAIRELLA G
Trattamento logopedico della disfagia nel bambino con patologia
oncologica
L’Alimentazione e il bambino con patologia oncologica – A cura di: Migliaccio
PA – Rai Radiotelevisione Italiana – (2008), 113-132
2008 291

Sezione II
7 SERRA L, PERRI R, CALTAGIRONE C
Deficit cognitivo lieve (Mild Cognitive Impairment - MCI)
Introduzione alla Malattia di Alzheimer e alle altre Demenze - A cura di:
Gambina G, Pasetti C – Edizioni Libreria Cortina, Verona – (2008), Cap. 10.2:
169-179
COMUNICAZIONI SCIENTIFICHE
a) Pubblicate su riviste presenti nel SCI
1 ANNIBALI V, PICARDI E, MECHELLI R, CALOGERO R, CANNONI S, ROMANO S,
ANGELINI D, VISCONTI A, DEFRAIA V, MOSCATI F, VITTORI D, CORONITI G,
BATTISTINI L, PESOLE G, SALVETTI M, RISTORI G
Whole transcript and alternative splicing analysis of gene expression
in peripheral blood CD8+ T cells from MS-discordant monozygotic twins
and unrelated patients and controls
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S14
2 BORRECA A, PATRONO C, BABALINI C, MONTIERI P, VARLESE ML, MOSCHELLA V,
BERNARDI G, KAWARAI T, ORLACCHIO A
CSCE-based mutation analysis of NIPA1 gene revealed no mutations
in Italian patients with autosomal dominant hereditary spastic paraplegia
European Human Genetics Conference 2008
Barcelona (Spain), 31 May – 3 June 2008 – Eur J Hum Genet (2008);
16(Suppl 2): 317
3 BOZZALI M, BASILE B, COMANDUCCI G, MANNU R, CALTAGIRONE C,
NOCENTINI U
Impairment of emotional processing in multiple sclerosis: an event related
FMRI study
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S15-16
4 BOZZALI M, GILI T, CERCIGNANI M, SERRA L, LENZI D, PERRI R, GIOVE F,
MARAVIGLIA B, MACALUSO E, CALTAGIRONE C
Magnetic Resonance measures of functional and structural connectivity
to asses in vivo the evolution of Alzheimer’s disease pathology
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S5-6
5 BOZZALI M, SERRA L, CERCIGNANI M, LENZI D, PERRI R, FADDA L,
MACALUSO E, CALTAGIRONE C
Grey and with white matter damage assessed by voxel-wise analysis
correlates with cognitive impairment in Alzheimer’s disease
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S5
292 2008

Produzione scientifica
6BRUSA L, PETTA F, FINAZZI AGRÒ E, TORRIERO S, LO GERFO E, CALTAGIRONE C,
IANI C, STANZIONE P, KOCH G
Effects of inhibitory motor cortex rTMS on blatter function in Parkinson’s
disease patients
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S82-83
7CHIASSERINI D, DI FILIPPO M, TANTUCCI M, TOZZI A, SUSTA F, ORVIETANI P,
SARCHIELLI P, BINAGLIA L, CALABRESI P
Differential protein expression induced by experimental Parkinsonism
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S98
8COMANDUCCI G, BONAVITA S, BONAVITA V, BRESCIAMORRA V, CALTAGIRONE C,
COMERCI M, CONIGLIO G, DINACCI D, LAVORGNA L, LIVREA P, MANNU R,
MIGLIACCIO R, MUSICCO M, NICOLETTI A, NOCENTINI U, PACIELLO M, PATTI F,
QUARANTELLI M, QUATTRONE A, SALEMI G, SAVETTIERI G, SIMONE I, VALENTINO
P, ALFANO B, TEDESCHI G
The mini mental state examination (MMSE) for cognitive impairment in
multiple sclerosis (MS): a two years longitudinal study in 300 patients
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S45
9COSTA A, OLIVERI M, TORRIERO M, PEPPE A, MARTINI M, COLETTA K,
CARLESIMO G, CALTAGIRONE C
Theory of mind functioning in patients with Parkinson’s disease
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S17-18
10 CRAVELLO L, PALMER K, SALAMONE G, LUPO F, MOSTI S, PERRI R,
CALTAGIRONE C, MUSICCO M
Neuropsychiatric syndromes and progression of cognitive and functional
impairment in patients with Alzheimer disease
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S6
11 FORMISANO R, CATANI S, BUZZI MG, MATTEIS M, CIURLI MP, SILVESTRO D,
AZICNUDA E, BIVONA U, CHERUBINI A, PERAN P, LUCCICHENTI G, SABATINI U,
POMPUCCI A, ANILE C
Neurological, neuropsychological and neuroimmaging changes after
cranioplasty. Relationship between persistent craniectomy and hydrocephalus
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S7-8
12 FRISONI GB, GANZOLA R, CANU E, RUB U, PIZZINI F, ALESSANDRINI F,
ZOCCATELLI G, BELTRAMELLO A, CALTAGIRONE C, THOMPSON P
Mapping local structural hippocampal changes in Alzheimer’s disease and
normal aging on MR Immaging at 3T
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S6-7
2008 293

Sezione II
13 GALATI G, STANZIONE P, STEFANI A
Parkinsonian low frequency oscillations induced by TTX block of the
medial forebrain bundle: an in vivo study on basal ganglia network
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S98-99
14 IOSA M, MORELLI D, NANNI MV, PAOLUCCI S, MAZZÀ C
Functional taping in children with cerebral palsy: A pilot study
VIII Congresso Nazionale della SIAMOC
Cuneo (Italy), 24-27 ottobre 2007 – Gait & Posture (2008) 28 (Suppl 1): S4-5
15 KOCH G, BRUSA L, CARRILLO F, LO GERFO E, TORRIERO S, MIR P, OLIVERI M,
CALTAGIRONE C
Theta burst stimolation of the cerebellum decreases levo-dopa induced
dyskinesias in Parkinson’s disease patients
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S50-51
16 LAMPERTI C, FABBRI G, GRECO F, SERVIDA M, VERCELLI L, FIORILLO C,
BORSATO R, CAO M, CUDIA P, FRUSCIANTE R, DI LEO R, D’AMICO R, VOLPI L,
GALLUZZI F, SICILIANO G, DI MUNZIO A, D’ANGELO G, RODOLICO C, SANTORO L,
MORANDI L, TOMELLERI G, TREVISAN C, ANGELINI C, RICCI E, PALMUCCI L,
MOGGIO M, TUPLER R
Statistical validation of standardized clinical examination of patients
affected by facioscapulohumeral muscular dystrophy
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S39
17 MICELI G, CAPASSO R, YANG F, MONITTOLA G, REGGIANI F, BASSO G
Neuroplasticity induced by phonological lexical training: an FMRI
investigation
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S87
18 PATRICE P, CHERUBINI A, PIRAS F, LUCCICHENTI G, PEPPE A, CALTAGIRONE C,
RASCOL O, CARDEBAT D, DEMONET J, SABATINI U
Generation of action verbs in Parkinson’s disease: a fMRI study
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S86
19 PIERELLI F, SERRAO M, DON R, RANAVOLO A, DI FABIO R, MICHAILIDIS C,
VIAN S, SANDRINI G, CASALI C
Gait spatio-temporal parameters show increased variability at low speed
in patients with SCA: consequences on rehabilitative strategies
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S38
294 2008

20 ROMIGI A, MACCARRONE M, PLACIDI F, BARI M, TORELLI F, MALAPONTI M,
IZZI F, PROSPERETTI C, ZANNINO S, CORTE F, BICA A, MARCIANI MG
Cerebrospinal fluid levels of the endocannabinoid anandamide are
reduced in patients with untreated partial epilepsy
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S59
21 VARLESE ML, BABALINI C, PATRONO C, ESPOSITO Z, BORRECA A, MONTIERI P,
SANCESARIO G, ORLACCHIO AL, BERNARDI G, KAWARAI T, ORLACCHIO A
Absence of association between APOA1 polymorphism and Alzheimer’s
disease
European Human Genetics Conference 2008
Barcelona (Spain), 31 May – 3 June 2008 – Eur J Hum Genet (2008);
16(Suppl 2): 291
b) Pubblicate su altre riviste
1 CALTAGIRONE C, MUSICCO M
Sex and brain and neurological disordesrs
9th Congress of the European Federation of Sexology
Rome (Italy), 13-17 April 2008 – Sexologies (2008); 17 (suppl 1): S8
Produzione scientifica
2 LUPO F, PALMER K, SALAMONE G, CRAVELLO L, PERRI R, MUSICCO M,
CALTAGIRONE C
Neuropsychiatric symptoms as predictors of functional decline in
Alzheimer’s disease
XVIII Convegno Nazionale della Società Italiana di Neurogeriatria
Roma, 11-12 Dicembre 2008 – Giornale di Neuropsicofarmacologia (2008);
XXX(2-4): 49-50
3 PALMER K
Mild cognitive impairment: occurence and progression to Alzheimer’s disease
XVIII Convegno Nazionale della Società Italiana di Neurogeriatria
Roma, 11-12 Dicembre 2008 – Giornale di Neuropsicofarmacologia (2008);
XXX(2-4): 53-54
4 RIZZA F, BIVONA U, ANTONUCCI G, FORMISANO R
Effect of traumatic brain injury on sexuality
9th Congress of the European Federation of Sexology
Rome (Italy), 13-17 April 2008 – Sexologies (2008); 17 (suppl 1): S87-88
5 SALAMONE G, PALMER K, LUPO F, PERRI R, FADDA L, CRAVELLO L,
MUSICCO M, CALTAGIRONE C
Malattia di Alzheimer e predittori di progressione
XVIII Convegno Nazionale della Società Italiana di Neurogeriatria
Roma, 11-12 Dicembre 2008 – Giornale di Neuropsicofarmacologia (2008);
XXX(2-4): 55-56
2008 295

Sezione II
6 SERRA L, CERCIGNANI M, LENZI D, PERRI R, FADDA L, MACALUSO R,
CALTAGIRONE C, BOZZALI M
Grey and white matter damage assessed by voxelwise analysis correlates
with cognitive function in Alzheimer’s disease
XVIII Convegno Nazionale della Società Italiana di Neurogeriatria
Roma, 11-12 Dicembre 2008 – Giornale di Neuropsicofarmacologia (2008);
XXX(2-4): 56
7 SPALLETTA G, RIPA A, ASSOGNA F, PONTIERI F, PEPPE A, CALTAGIRONE C
Diminished libido in idiopathic Parkinson disease is related to depressive
mood
9th Congress of the European Federation of Sexology
Rome (Italy), 13-17 April 2008 – Sexologies (2008); 17 (suppl 1): S38
c) Pubblicate su atti congressuali
1 AMADORI F, FORMISANO R, GIAROLLI L, D’IPPOLITO MG, BIVONA U, SPANEDDA F
Shifting the relationships: a mixed group music therapy attempt
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 33
2 BIVONA U, SILVESTRO D, AZICNUDA A, CIURLI P
Executive functions and metacognitive self-awareness after severe
traumatic brain injury
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 36
3 BRUNELLI S, AVERNA T, PORCACCHIA P, TRABALLESI M
Vacuum assisted socket system in below-knee amputees: clinical reports
Orthopädie + Reha-technik
Leipzig (Germany), 21-24 May 2008 – Abstract Book: 5
4 BRUTTI M, CALTAGIRONE C, LA PALOMBARA P, SALVIA A
Valutazione del Rischio Chimico nei laboratori di ricerca biomedica:
L’esperienzia della Fondazione Santa Lucia
La valutazione del Rischio Chimico nei laboratori chimici di ricerca pura e
applicata
Roma, 10 Giugno 2008 – Atti del Convegno: 39-44
5 CARLESIMO GA
Diagnosis and rehabilitation of the post-traumatic memory disturbances
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 43
6 CICINELLI P, GALLINACCI L
The treatment of spasticity with Botulinum Toxin in the post-comatose
patient
296 2008

Produzione scientifica
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 22
7CIURLI P, AMADORI F
The cognitive-behavioural disorders during the emergence from coma and
vegetative state: the minimally conscious state, psychomotor agitation,
inertia, post-traumatic amnesia. Definition and diagnostic criteria
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 34
8CIURLI P, ANGELELLI P, CANTAGALLO A, FORMISANO R
The evaluation of the neuropsychiatric disorders after severe TBI
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 38
9CORTÉS U, MARTÍNEZ A, BARRUÉ C, BENEDICO T, CAMPANA F,
ANNICCHIARICO R
An agent-based service to elders mobility using the i-Walker
7th International Coference on Autonomous Agents and Multiagent Systems
Estoril, Portugal, 12 May 2008 – Abstract Book: 11-16
10 COSTA C, GHIGLIERI V, PICCONI B, SGOBIO C, BELCASTRO V, GALLETTI F, CALABRESI P
Studio della plasticità sinaptica nel cervello epilettico: un nuovo modello
genetico
XXXIX Congresso Società Italiana di Neurologia
Napoli, 18-22 Ottobre 2008 – Syllabus
11 CUCCARO A, CALCAGNO P, SIMONELLI M
The dysphagia in the post-comatose patient
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 7
12 D’AVELLA A
The decompressive craniectomy: which-evidence based efficacy?
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 15
13 DELUSSU AS, AVERNA T, BRUNELLI S, POLIDORI L, TRABALLESI M
Physiologic parameters and specific wheelchair basketball skill of a team
along competition season
EUCAPA 2008 – Torino, 9-11 Ottobre 2008 – Abstract Book: 40
14 FINAZZI-AGRÒ E, MUSCO S, D’AMICO A, MATTEIS M, IPEKTCHI L, PARISI AI,
RIGON R, FORMISANO R
The urological disturbances in the post-comatose patient
2008 297

Sezione II
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 11
15 FORMISANO R, BIVONA U, CIURLI P, MATTEIS M, CATTANI S, ONDER G, RIGON J,
LONGO E, AZICNUDA E, SILVESTRO D, BUONAUGURIO C, D’IPPOLITO MG,
FALLETTA C, DI LORENZO T, MINORE M, GIUSTINI M, TAGGI F
Il ritorno alla guida del soggetto post-comatoso: una valutazione del
rischio di incidente stradale
I Convegno nazionale della Provincia sulla sicurezza stradale
Taranto, 29 Marzo 2007 – Atti: 323-328
16 FORMISANO R, LONGO E, RIGON J, SILVESTRO D, AZICNUDA E,
MANGANO GR, BIVONA U
Vegetative state and minimally conscious state: when are these conditions
irreversible?
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 4
17 GARBAGNATI F, CAIRELLA G
La prevalenza di malnutrizione nelle case di riposo RSA
Riunione Nazionale SINU – Invecchiamento e longevità: Evidenze in campo
nutrizionale
Rome, 11-12 Dicembre 2008 – Abstract Book
18 LISOTTO C, ZANCHIN G, CALTAGIRONE C
Roncole catare e cefalee
XXXIX Congresso Società Italiana di Neurologia
Napoli, 18-22 Ottobre 2008 – Syllabus
19 LONGO E, AZICNUDA E, SILVESTRO D, FORMISANO R
The quality of life in TBI: QOLIBRI as a specific evaluation tool: an
international multicentric study
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 51
20 MATTIA D
Brain Computer Interface as a possible tool for facilitation of the
communicative abilities of severe brain injury patients
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 5
21 PÉRAN P, CATANI S, CHERUBINI A, BUZZI MG, LUCCICHENTI G, QUATTROCCHI C,
SABATINI U, FORMISANO R
The post-traumatic parkinsonism and the responsivity to L-Dopa:
a neuroimaging
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 46
298 2008

Produzione scientifica
22 PERO S
The attention deficits after severe TBI: the specific diagnosis
as an essential basis for the rehabilitation treatment
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 41
23 PIZZOLI C, LUBICH S
The monitoring of the night oxygen saturation as protocol for safe tracheal
tube removal
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain
injury (ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 6
24 POLIDORI L, LUCARELLI E, DELUSSU AS, AVERNA T, BRUNELLI S,
TRABALLESI M
Long term benefits of a six months adapted phisical activity training
orotocol in sedentary elders
EUCAPA 2008 – Torino, 9-11 ottobre 2008 – Abstract Book: 75
25 RIGON J, MAINI M, MARIN D, BURRO R, CIURLI P. AMADORI F, FORMISANO R,
GUARIGLIA C
Rehabilitation of Self-awareness disorders. Several approaches: individual
treatment and therapy group
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 37
26 SABATINI U, CHERUBINI A, LUCCICHENTI G, PERAN P
The severe TBI and the advanced techniques of neuroimaging
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 13
27 SCOGNAMIGLIO U
I menù e le scelte alimentari razionali nelle case di riposo e nelle RSA
Riunione Nazionale SINU – Invecchiamento e longevità: Evidenze in campo
nutrizionale
Rome, 11-12 dicembre 2008 – Abstract Book
28 SPANEDDA F, BARBA C, MATTEIS M
The post- traumatic epilepsy: does the prophylaxis help or has it
detrimental effect?
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 48
29 TOMAIUOLO F, LERCH J, DI PAOLA M, CIURLI P, MATTEIS M, SILVESTRO D,
AZICNUDA E, BIVONA U, CALTAGIRONE C, FORMISANO R
The severe TBI and the neuroradiological / neuroanatomical (VBM)
features during rehabilitation and in the chronic phase
2008 299

Sezione II
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 14
30 TRABALLESI M, DELUSSU AS, AVERNA T, PELLEGRINI G, ROSSELLINI G,
BRUNELLI S
Un nuovo tipo di invaso: M.A.S. valutazione del costo energentico del
cammino
XXXVI Congresso Nazionale SIMFER
Roma, 16-20 novembre 2008 – Abstract: 66-67
31 TRUELLE JL, VON STEINBUECHEL N, VON WILD K, NEUGEBAUER E, FORMISANO
R, KOSKINEN S, SARAJUURI J, HÖFER S, WOERNER W AND THE QOLIBRI GROUP
The quality of life in TBI: QOLIBRI as a specific evaluation tool: an
international multicentric study
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 50
32 ZOCCOLOTTI P, INCOCCIA C, PIZZAMIGLIO L
The evaluation of the attention functions in severe TBI
International Workshop – The rehabilitation of the severe acquired brain injury
(ABI): open controversies
Rome, 27-29 November 2008 – Abstract Book: 40
POSTER
1 BOZZALI M, BASILE B, CERCIGNANI M, COMANDUCCI G, FASANO F,
CALTAGIRONE C, NOCENTINI U
Normal-appearing white matter quantitative magnetization transfer
imaging correlates with disability in multiple sclerosis
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S147-148
2 BOZZALI M, BASILE B, MACALUSO E, MANCINI F
Neural correlates of moral and altruistic guilt; an fMRN investigation in
healthy individuals
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S193-S194
3 BOZZALI M, CAPUANI S, GILI T, RUSSO S, PORCARI P, CAMETTI C, D’AMORE E,
MARAVIGLIA B, LAZZARINO G, PASTORE F
L-Dopa preloading drammatically increases the uptake of
borophenylalanine in C6 glioma rat model: a new strategy to improve
BNCT efficacy in patients with malignant gliomas
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S357
300 2008

Produzione scientifica
4BOZZALI M, FASANO F, BASILE B, CERCIGNANI M, SERRA L, PERRI R, FADDA L,
CALTAGIRONE C
Microstructural changes of the corpus callosum in aging and Alzheimer’s
disease type of cognitive decline
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S176
5CALTAGIRONE C, LUDERS E, DI IULIO F, VARSI AE, SANCESARIO G,
PASSAFIUME D, THOMPSON PM, TOGA AW, SPALLETTA G, DI PAOLA M
Evaluation of corpus callosum atrophy along the course of Alzheimer’s
disease
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S176-177
6CASALI C, SERRAO M, DON R, DI FABIO R, MICHAILIDIS C, LE ROSE M,
RANAVOLO A, VIAN S, SANDRINI G, PIERELLI F
Correlation between clinical scales and biomechanical variables in
patients with Friedreich’s ataxia
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S204
7CHERUBINI A, PÉRAN P, HAGBERG G, LUCCICHENTI G, VARSI E, CALTAGIRONE C,
SABATINI U, SPALLETTA G
Age-related break down of white matter structural integrity investigated
with DTI and susceptibily-weighted imaging
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S198-199
8CHERUBINI A, RUSCH N, PÉRAN P, DI IULIO F, DI PAOLA M, LUCCICHENTI G,
HAGBERG G, SANCESARIO G, GIANNI W, GIUBILEI F, BOSSÙ P, CALTAGIRONE C,
SABATINI U, SPALLETTA G
Microstructural alterations and neurogenesis-related brain regions in
Alzheimer’s disease
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S198
9CIARAMELLA A, BIZZONI F, SALANI F, VANNI D, SPALLETTA G, CALTAGIRONE C,
BOSSÙ P
Myeloid dendritic cells contribute to Alzheimer’s disease
neuroinflammatory
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S424
10 DRAICCHIO F, RANAVOLO A, SERRAO M, DON R, BARTOLO M, SILVETTI A,
PADUA L, VIAN S, SANDRINI G, PIERELLI F
Coordination patterns assessed by a continuous measure of joints
coupling during upper limb movements
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S254-S255
2008 301

Sezione II
11 LIGUORI M, LANZA P, MAZZEI R, CONSOLI D, GARREFFA G, CARNEVALE S,
BOSCO D, CERASA A, CARACCIOLO M, GALLO O, GIOIA M, QUATTRONE A
A longitudinal evaluation of cadasil progression by diffusion magnetic
resonance imaging
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S304-305
12 ORLACCHIO A, BABALINI C, VARLESE M, PATRONO C, BORRECA A, ESPOSITO Z,
SANCESARIO G, ORLACCHIO AL, KAWARAI T, BERNARDI G
Association study of the ApoA1 gene in an italian population with
Alzheimer’s disease
International Conference on Alzheimer’s Disease – July 26-31, 2008
Chicago, Illinois, USA – Alzheimer’s Dementia (2008); 4 (Suppl 2): P3-248
13 ORLACCHIO A, BORRECA A, PATRONO C, BABALINI C, MERCURI NB,
BERNARDI G, KAWARAI T
Autosomal recessive juvenile ALS associated with spatacsin mutation
Twelfth International Congress of Parkinson’s disease and movement
disorders – June 22-26, 2008
Chicago, Illinois, USA – Mov Dis (2008); 23 (Suppl 1): 141
14 ORLACCHIO AL, MASSINI C, TIRIBUZI C, COSTANZI E, MARKRYPIDI G, MATTOLI F,
ESPOSITO E, PATRONO C, MIELE M, MAIOTTI M, SANCESARIO G, ZAMPOLINI M,
ORLACCHIO A, MARTINO S
Identification of biochemical markers for the diagnosis of Alzheimer’s
disease in patients affected by Type II diabetes
International Conference on Alzheimer’s Disease – July 26-31, 2008
Chicago, Illinois, USA – Alzheimer’s & Dementia (2008); 4 (Suppl 2): P1-396
15 ORTU F, SCOGNAMIGLIO U, GARBAGNATI F, PEDULLÀ M, DIOLETTA E, ROSSINI S,
PAOLUCCI S, SALVIA A
Il questionario sulla qualità percepita del servizio di ristorazione quale
strumento di monitoraggio della soddisfazione del paziente: il caso della
Fondazione Santa Lucia
Riunione Nazionale SINU – Invecchiamento e longevità: Evidenze in campo
nutrizionale
Roma, 11-12 dicembre 2008 – Atti: 9
16 SALANI F, CIARAMELLA A, BIZZONI F, VANNI D, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G,
BOSSÙ P
Inflammatory profile of monocyte-derived dendritic cells in Alzheimer’s
disease
Innate and Adaptive Immunity in Alzheimer’s disease
Southampton (GB), 17-18 November 2008 – Abstract Book: Poster 18
17 SCOGNAMIGLIO U, CAIRELLA F, GARBAGNATI F, MARTINELLI S, MULTARI M,
VALENZI A, PAOLUCCI S
Valutazione del rischio nutrizionale su un campione di pazienti con ictus
ischemico in fase riabilitativa presso l’IRCCS Fondazione Santa Lucia di
Roma
302 2008

Produzione scientifica
Riunione Nazionale SINU – Invecchiamento e longevità: Evidenze in campo
nutrizionale
Roma, 11-12 dicembre 2008 – Atti: 16
18 VANNI D, CIARAMELLA A, SALANI F, BIZZONI F, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G,
SCAPIGLIATI G, BOSSÙ P
Analysis of the IL-118 sustem in Alzheimer’s Disease
Innate and Adaptive Immunity in Alzheimer’s disease
Southampton (GB), 17-18 November 2008 – Abstract Book: Poster 22
19 VERCELLI L, MONGINI T, GAI G, OLIVERO N, ZOTTA M, TUPLER R, FABBRI G,
MOGGIO M, LAMPERTI C, ANGELINI C, TREVISAN C, BORSATO C, MORANDI L,
CUDIA P, TOMELLERI G, DI MUZIO A, MANZOLI C, RODOLICO C, SICILIANO G,
RICCI E, FRUSCIANTE R, GALLUZZI G, SANTORO L, FIORILLO C, PALMUCCI L
Presentation of a new DVD-Based tool for the evaluation of patients with
facioscapulo-humeral muscular dystrophy (FSHD)
XXXIX Congress of the Italian Neurological Society
Naples (Italy), 18-22 October 2008 – Neurol Sci (2008) Oct; Suppl 29: S354-355
2008 303

Sezione II
PEDANA PROVVISTA DI DISPOSITIVI
PER IL BLOCCAGGIO DI SEDIE A ROTELLE
(RM 2008 A 000111: 20/02/2008 – Italia)
Tiziano Averna, Marco Traballesi
Fondazione Santa Lucia
Ettore Pennestrì, Pier Paolo Valentini, Claudio Vergari
Università di Roma Tor Vergata
I disabili motori sono spesso obbligati ad utilizzare per gli spostamenti e
per qualsiasi attività fisica la sedia a rotelle. Negli ultimi anni le sedie a rotelle
sono diventate sempre più maneggevoli e leggere e sono adatte ad essere utilizzate
sia per gli spostamenti che per altri impieghi, in completa autonomia.
Ad esempio non è infrequente vedere una persona su sedia a rotelle che si
muove, viaggia, fa attività fisica o sport.
Per poter utilizzare la sedia a rotelle in sicurezza, per alcuni di questi
impieghi, è necessario che vi sia la possibilità di fermarla saldamente al pavimento.
Ad esempio se la sedia a rotelle è utilizzata durante gli esercizi di ginnastica
della persona con disabilità motoria per praticare esercizi in palestra
che utilizzano pesi, attrezzi o macchine, è assolutamente necessario che qualsiasi
movimento della sedia venga impedito; allo stesso modo se la sedia è utilizzata
su un autobus, su un treno, su una funivia è importante che si possa
evitare che, a causa di un movimento brusco del mezzo di trasporto, la sedia
possa spostarsi con gli immaginabili rischi per la persona seduta sopra e per
le persone vicine.
Attualmente le sedie a rotelle sono dotate di mezzi di bloccaggio che consistono
sostanzialmente in leve provviste di gommini antiscivolo che facendo
presa su ambedue le ruote evitano il movimento delle medesime. Questi
mezzi di bloccaggio, efficaci nell’impiego normale, possono rivelarsi insufficienti
negli impieghi a cui si è fatto cenno in precedenza in quanto non assicurano
che la carrozzina non si sposti o scivoli a causa dei movimenti effettuati
dalla persona che fa ginnastica o sport o a causa di una brusca frenata o
curva del treno o dell’autobus sul quale si trova la carrozzina.
Oggetto del presente trovato è una pedana, sulla quale la carrozzina sale
ed alla quale, per mezzo dei dispositivi meccanici di cui la pedana è provvista,
le ruote della carrozzina vengono bloccate; la pedana può essere “ fissata
al ” o “ inglobata nel ” pavimento od essere spostabile per mezzo di
ruote rimanendo nella posizione prescelta anche in presenza di forti sollecitazioni
grazie al suo peso.
Secondo il presente trovato la pedana è sostanzialmente costituita da una
base realizzata in materiale resistente, quale ad esempio acciaio, sulla superficie
superiore della quale sono presenti, disposti ortogonalmente al lato di
salita della carrozzina, due elementi di blocco mobili, paralleli tra di loro e
posti ad una distanza l’uno dall’altro tale che, quando in posizione di utilizzo,
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Brevetti
tra di essi possa essere alloggiata e immobilizzata la parte inferiore delle ruote
della carrozzina; la lunghezza degli elementi mobili di blocco è tale da non
venire intralciati, nel loro movimento, dalle ruotine posteriori antiribaltamento
e dalle ruotine anteriori di sostegno presenti nella maggior parte delle
sedie a rotelle. In posizione di riposo i due elementi di blocco paralleli rientrano
in apposite sedi posizionandosi a filo del piano superiore della pedana,
così che la carrozzina possa transitarvi sopra senza incontrare alcun ostacolo.
Il movimento dei due elementi di blocco, dalla posizione orizzontale di
riposo alla posizione sollevata ed angolata che immobilizza le ruote, è ottenuto
in una forma di realizzazione, per mezzo di un sistema meccanico azionato
da una leva che trasmette il movimento ad un albero che ruotando di un
determinato angolo varia la posizione degli elementi di spinta; il medesimo
movimento viene trasmesso per mezzo di cavi o simili all’albero dell’elemento
di blocco parallelo. Il blocco e lo sblocco della leva e quindi degli elementi di
blocco può avvenire per mezzo di un arpionismo ad attrito, o di altra foggia,
coadiuvato da mezzi a molla.
La pedana è dotata di scivoli che facilitano la salita e la discesa della carrozzina,
e di mezzi che ne permettono lo spostamento agevole.
Il trovato verrà ora descritto in una sua forma di realizzazione esplicativa
ma non limitativa data con riferimento ai disegni allegati in cui:
– La fig. 1 mostra una vista di tre quarti dall’alto della pedana dal lato
della leva di comando.
– La fig. 2 mostra una vista di tre quarti dall’alto della pedana dal lato
opposto alla leva di comando.
– La fig. 3 mostra la pedana in fase operativa.
– La fig. 4 mostra un particolare di tre quarti dall’alto della base della
leva di comando con i mezzi di blocco.
– La fig. 5 mostra una vista frontale della base della leva di comando e
dei mezzi di blocco.
– La fig. 6 mostra una vista inferiore della pedana con gli elementi di
blocco in posizione operativa ed i cavi di trasmissione del moto.
– La fig. 7 mostra una vista di tre quarti inferiore della pedana con gli
elementi di blocco in posizione chiusa.
– La fig. 8 mostra una vista della pedana priva del piano superiore.
– La fig. 9 mostra i particolari dei cavi e dei dispositivi di sollevamento ed
abbassamento dei mezzi di blocco.
– La fig. 10 mostra una vista laterale centrale parzialmente sezionata
della pedana.
– La fig. 11 mostra una vista in prospettiva anteriore dall’alto della
pedana con i mezzi di blocco in posizione operativa.
– La fig. 12 mostra una vista in prospettiva di tre quarti posteriore della
pedana.
– La fig. 13 mostra una vista del particolare di una ruota bloccata sulla
pedana.
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Sezione II
Con riferimento a dette figure la pedana provvista di dispositivi per il
bloccaggio di sedie a rotelle di cui al presente trovato risulta essere costituito
da una pedana con elementi mobili di blocco delle ruote formata da:
– un telaio (1) di forma sostanzialmente rettangolare che comprende
almeno un elemento diagonale (2), elementi trasversali (3, 4, 5) ed elementi
anteriori inclinati (6) ;
– un primo albero (7) parallelo agli elementi trasversali (3, 4, 5) fulcrato
agli elementi longitudinali del telaio (1). Tale albero ha, solidali alla parte centrale,
i bracci (8) alle estremità dei quali è fissato l’elemento mobile di blocco
(10) delle ruote della carrozzina;
– una leva (9) solidale al primo albero (7) muovendo la quale si ottiene la
rotazione dell’albero (7) ed il conseguente spostamento verso l’alto o verso il
basso dei bracci (8) e dell’elemento di blocco (10) delle ruote delle carrozzina;
– un secondo albero (11) parallelo all’albero (7) fulcrato agli elementi longitudinali
del telaio (1) al quale sono solidali nella parte centrale i bracci (12)
alle cui estremità è fissato l’elemento di blocco (13) delle ruote della carrozzina;
– cavetti (14) fissati in modo opportuno agli alberi (7 e 11) per trasmettere
il moto rotatorio dell’albero (7) all’albero (11) così che lo spostamento in
posizione di blocco delle ruote della carrozzina, degli elementi di blocco (10 e
13) avvenga simultaneamente sia nella parte anteriore della ruota che in
quella posteriore;
– una guida cavi (15) per consentire lo scorrimento dei cavetti;
– una lamiera di calpestio (16) fissata al telaio (1) per formare il piano di
transito e di stazionamento della carrozzina. Tale lamiera di calpestio (16)
presenta due aperture (17 e 18) in corrispondenza degli elementi mobili di
blocco, così da permetterne la fuoriuscita rispetto al piano di calpestio (16);
– piani di scivolo (19 e 20) fissati agli elementi inclinati (6) del telaio (1);
– due arpionismi (21 e 22) solidali ad una estremità esterna degli alberi
(7 e 11) e che si impegnano a seconda della loro posizione nei blocchi di
attrito (23, 24). Tali arpionismi (21 e 22) sono mantenuti nella posizione raggiunta
da un elemento elastico, ad esempio una molla, sbloccabile per mezzo
di opportuni rinvii comandati da un pulsante posto ad esempio sulla leva (9)
o in altra collocazione idonea;
– ruote (25) solidali alla parte posteriore del telaio in una posizione tale
che nella posizione di utilizzo della pedana non toccano il suolo;
– una maniglia (26) fissata alla parte anteriore del telaio, ad esempio tra
gli scivoli (19 e 20), per afferrare e sollevare e trascinare la pedana, in collaborazione
con le ruote (25) che nella posizione angolata rispetto al suolo toccano
terra.
Il dispositivo per il bloccaggio di sedie a rotelle è quindi sostanzialmente
costituito da una pedana che presenta un piano di calpestio (16) sufficientemente
resistente da sopportare il peso di una persona e della sua carrozzina
nonché di eventuali carichi aggiuntivi, come ad esempio attrezzi per effet-
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Brevetti
tuare la ginnastica. La pedana ha un peso tale da rimanere aderente al suolo
anche in presenza di movimenti bruschi della persona che è seduta sulla carrozzina
o del pavimento del mezzo sulla quale è poggiata, autobus, treno,
funivia ecc. La particolarità della pedana è che il piano di calpestio presenta
due aperture (17, 18) dalle quali, grazie ai bracci (8, 11) fuoriescono gli elementi
(10 e 13) tra i quali viene serrata la porzione inferiore delle ruote della
carrozzina. Tali elementi di blocco hanno una lunghezza tale da non venire
intralciati nel loro movimento dalle ruotine posteriori antiribaltamento e
dalla ruotine anteriori di sostegno presenti nella maggior parte delle sedie a
rotelle.
Le figure 11, 12 e 13 visualizzano in modo chiaro quanto detto.
Il sistema di funzionamento degli elementi di fermo (10, 13) delle ruote
si basa come già descritto sulla rotazione impressa per mezzo della leva (9)
all’albero (7) che ruotando varia l’inclinazione dei bracci (8) facendo fuoriuscire
l’elemento di fermo (10); la rotazione dell’albero (7) causa anche il parziale
avvolgimento, intorno allo stesso albero (7), del cavo (19) guidato nei
passacavi (15) e la conseguente rotazione dell’albero (11) con la variazione
dell’inclinazione dei bracci (12) e la fuoriuscita dell’elemento di fermo anteriore
(13). Durante l’utilizzo il disabile sale con la carrozzina sulla pedana
grazie agli scivoli (19 e 20) posizionando la carrozzina con le ruote tra l’elemento
di fermo posteriore (10) e l’elemento di fermo anteriore (13) che in
questa fase sono retratti nelle loro sedi per cui il piano di calpestio della
pedana si presenta privo di ostacoli; posizionata la carrozzina viene azionata
la leva (9) che, come detto, porta gli elementi di fermo in posizione di
blocco delle ruote della carrozzina impedendo qualsiasi movimento sia nel
senso dell’asse principale della pedana che trasversale, la posizione di
blocco viene mantenuta per mezzo degli arpionismi ad attrito (21, 22, 23,
24) provvisti di molle di blocco/sblocco comandate da un pulsante. Ovviamente
gli arpionismi possono avere foggia differente. Gli elementi di fermo
(10, 13) tornano nella posizione di riposo, dopo lo sblocco, grazie al loro
peso e/o con l’aiuto di mezzi elastici di richiamo.
La pedana può, come accennato, essere utilizzata in ambienti domestici,
in palestre o altri luoghi simili essendo facile da trasportare e non necessitando
di alcuna installazione. Ulteriori utilizzi della pedana possono essere,
ad esempio, su mezzi pubblici di trasporto come autobus, tram, treni, funivie,
traghetti e via dicendo; in alcuni di questi utilizzi può essere conveniente
incassare la pedana nel pavimento o pianale così da evitare ingombri indesiderati
quando non utilizzata ed assicurare al contempo una stabilità ancora
più elevata.
Sebbene i meccanismi di azionamento degli elementi mobili siano stati
descritti in precedenza come attivabili con azionamento manuale, è evidente
che la leva (9) può essere sostituita con estrema facilità da un motore
elettrico comandato attraverso una pulsantiera; anche gli elementi di
blocco/sblocco possono essere azionati per mezzo di servo meccanismi
anche elettromagnetici.
È evidente che posizionando le ruote della sedia perfettamente ortogonali
agli elementi di fermo (10, 13) si ottiene la resa migliore; al fine di facilitare il
2008 309

Sezione II
corretto posizionamento sul piano di calpestio della pedana possono essere
previsti segni o lievi avvallamenti che favoriscano il corretto posizionamento
delle ruote della carrozzina.
RIVENDICAZIONI
1. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle caratterizzata
dal fatto di essere costituita da:
– un telaio (1) di forma sostanzialmente rettangolare che comprende
almeno un elemento diagonale (2), elementi trasversali (3, 4, 5) ed elementi
anteriori inclinati (6);
– un albero (7) parallelo agli elementi trasversali (3, 4, 5) fulcrato agli elementi
longitudinali del telaio (1), tale albero ha, solidali alla parte centrale;
– un albero (11) parallelo all’albero (7) fulcrato agli elementi longitudinali
del telaio (1);
– bracci (8-12) solidali alla parte centrale degli alberi (7 e 11);
– elementi mobili di blocco (10-13) delle ruote della carrozzina solidali ai
bracci (8-12) di lunghezza tale da non interferire con i ruotini posteriori antiribaltamento
e anteriori di sostegno della carrozzina;
– mezzi idonei ad imprimere la rotazione all’albero (7);
– cavetti (14) fissati in modo opportuno agli alberi (7 e 11) per trasmettere,
in modo sincronizzato, il moto rotatorio dell’albero (7) all’albero (11)
così che lo spostamento in posizione di blocco degli elementi di blocco (10 e
13) avvenga simultaneamente sia nella parte anteriore della ruote che in
quella posteriore;
– guida cavi (15) per consentire lo scorrimento dei cavetti;
– lamiera di calpestio (16) fissata al telaio (1) per formare il piano di
transito e di stazionamento della carrozzina, detta lamiera di calpestio
(16) presenta due aperture (17 e 18) in corrispondenza degli elementi
mobili di blocco, così da permetterne la fuoriuscita rispetto al piano di calpestio
(16);
– piani di scivolo (19 e 20) fissati agli elementi inclinati (6) del telaio (1);
– due arpionismi (21 e 22) solidali ad una estremità esterna degli alberi
(7 e 11) e che si impegnano a seconda della loro posizione nei blocchi di
attrito (23, 24);
– mezzi per raggiungere e mantenere o variare la posizione di blocco
sblocco degli arpionismi (21 e 22);
– ruote (25) per facilitare il trascinamento della pedana sul suolo;
– una maniglia (26) per afferrare e sollevare e trascinare la pedana.
2. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che gli elementi mobili di
blocco impediscono, quando attivati, lo spostamento in qualsiasi direzione
delle ruote della carrozzina.
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3. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il mezzo per imprimere
la rotazione all’albero (7) è una leva (9) solidale all’ albero (7) muovendo la
quale si ottiene la rotazione dell’albero (7) ed il conseguente spostamento verso
l’alto dei bracci (8) e dell’elemento di blocco (10) delle ruote delle carrozzina.
4. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il mezzo per imprimere
la rotazione all’albero (7) è un dispositivo elettromagnetico azionato per
mezzo di un pulsante.
5. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che i mezzi per raggiungere,
mantenere o variare la posizione di blocco sblocco degli arpionismi (21
e 22) sono mezzi a molla.
6. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che i mezzi per raggiungere,
mantenere o variare la posizione di blocco sblocco degli arpionismi (21
e 22) sono mezzi elettromeccanici.
7. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che i mezzi per raggiungere,
mantenere o variare la posizione di blocco sblocco degli arpionismi (21
e 22) sono mezzi elettromagnetici.
8. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di essere incassata nel
pavimento.
9. Pedana provvista di dispositivi per il bloccaggio di sedie a rotelle
secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di essere incassata nel pianale
di un mezzo mobile.
Fig. 1
Fig. 2
2008 311

Sezione II
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 8
Fig. 7
312 2008

Brevetti
Fig. 9
Fig. 11
Fig. 10
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
2008 313

Sezione II
SISTEMA E METODO PER LA GENERAZIONE
DI UN INDICE PROBABILISTICO
PER LA DIFFERENZIAZIONE AUTOMATICA
DELLE FORME DI DEMENZA
(RM 2008 A 000380: 14/07/2008 – Italia)
Andrea Cherubini
Fondazione Santa Lucia
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione riguarda il settore della differenziazione automatizzata
delle malattie, e più in particolare riguarda sistemi e metodi per l’analisi
e la diagnosi differenziale automatica delle demenze, e più in particolare
riguarda sistemi e metodi per l’analisi e la diagnosi differenziale delle
demenze tramite risonanza magnetica nucleare.
STATO DELLA TECNICA
Con il progressivo allungamento della vita media nei paesi sviluppati è
aumentata l’incidenza delle demenze nella popolazione mondiale. Attualmente,
il percorso di valutazione del paziente affetto da demenza è particolarmente
complesso poiché non è conosciuto un singolo indicatore biologico che
consenta una diagnosi specifica dei tipi più comuni di demenza. Ciò rende
particolarmente difficile e incerta una diagnosi di demenza prima della manifestazione
dei sintomi clinici, e impedisce di conseguenza politiche di monitoraggio
della popolazione anziana. Tuttavia, la possibilità di ottenere una diagnosi
precoce è importante poiché ogni potenziale cura della demenza risulterebbe
tanto più efficace tanto più precocemente viene effettuata la diagnosi.
Storicamente, il ruolo delle indagini strumentali, e della Risonanza
Magnetica per Immagini (MRI) in particolare, nel percorso di valutazione
delle demenze è stato quello di escludere la presenza di patologie diverse nel
paziente. Tuttavia, il progresso nelle tecnologie di acquisizione delle immagini
MRI, unito al parallelo sviluppo dei metodi di analisi delle immagini digitali,
hanno prodotto significativi miglioramenti nella qualità e quantità delle informazioni
generate. Ciò ha condotto alla realizzazione che diverse metodiche
MRI possono potenzialmente fornire un contributo nella valutazione dei
pazienti affetti da demenza. Tuttavia, nell’arte nota tali informazioni non vengono
ad oggi utilizzate in modo strutturato per facilitare la diagnosi da parte
del medico.
Esiste quindi il bisogno di un sistema automatizzato che coadiuvi il
medico nella valutazione e nella diagnosi differenziale delle demenze. Esiste
altresì il bisogno di un sistema automatizzato che coadiuvi il medico generando
degli indici potenzialmente predittivi dell’evoluzione temporale (prognosi)
della demenza in un paziente.
314 2008

Brevetti
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
Costituisce un obiettivo della presente invenzione il realizzare un metodo
e un sistema per l’analisi, la diagnosi e la prognosi automatica delle demenze
che risolva i problemi dell’arte nota sopra menzionati.
Costituisce un ulteriore obiettivo della presente invenzione il realizzare
un metodo e un sistema che integri le informazioni provenienti dagli esami
clinici e dagli esami di laboratorio con le informazioni provenienti dalle indagini
neuroradiologiche effettuate sul paziente e con i dati provenienti da una
base di dati normativa, allo scopo di generare un indice quantitativo che sia
proporzionale alla probabilità di diagnosi di demenza nel paziente esaminato.
Costituisce un ulteriore obiettivo della presente invenzione il realizzare un
metodo e un sistema che generi una previsione probabilistica dell’evoluzione
temporale della demenza nel paziente a partire dal momento della diagnosi.
Costituisce un ulteriore obiettivo della presente invenzione il realizzare un
metodo e un sistema che generi diversi indici quantitativi che siano rispettivamente
proporzionali alla probabilità di diagnosi delle diverse forme note di
demenza, allo scopo di coadiuvare la diagnosi differenziale da parte del medico.
Pur raggiungendo detti obiettivi, la presente invenzione non comprende
tutte le fasi essenziali per effettuare una diagnosi a scopo curativo, e pertanto
non può essere considerata un metodo diagnostico.
Detti obiettivi vengono realizzati in un aspetto della presente invenzione
tramite un sistema computerizzato esperto. Un sistema computerizzato
esperto è in genere formato da una base di dati, in cui sono accumulate le
regole deduttive e i dettami procedurali di cui il sistema si serve nel suo operato;
un motore inferienziale, in cui il programma si occupa di applicare in
concreto le nozioni contenute nella base di dati; un’interfaccia utente, che
permette l’interazione fra il soggetto umano e il programma che deve dare
risposta ai suoi problemi. Detto sistema computerizzato esperto contiene inoltre
almeno un algoritmo per migliorare le prestazioni di detto motore inferienziale
tramite apprendimento supervisionato.
Secondo un aspetto della presente invenzione, i dati che possono essere utilizzati
dal sistema computerizzato esperto comprendono, ma non sono limitati a:
– età e sesso del paziente;
– familiarità demenze;
– presenza depressione o delirium;
– genotipo dell’apolipoproteina E (APOE);
– genotipo dell’interleuchina-18 (IL-18);
– genotipo della presenilina 1 e 2 (PSEN1 e PSEN2);
– esami di laboratorio;
– test cognitivi e comportamentali;
– dati neuroradiologici.
In particolare, secondo un aspetto della presente invenzione, detti esami
di laboratorio che possono essere utilizzati dal sistema computerizzato
esperto comprendono, ma non sono limitati a:
2008 315

Sezione II
– esame emocromocitometrico;
– azotemia, glicemia, elettrolitemia, calcemia, fosforemia;
– test di funzionalità epatica;
– test di funzionalità tiroidea (TSH);
– concentrazione plasmatica di B12 e di folati;
– test per la sifilide e per l’HIV;
– esame delle urine.
In particolare, secondo un aspetto della presente invenzione, detti test
cognitivi e comportamentali che possono essere utilizzati dal sistema computerizzato
esperto comprendono, ma non sono limitati a:
– Mini Mental State Examination (MMSE);
– autonomia nelle attività della vita quotidiana (ADL);
– autonomia nelle attività strumentali della vita quotidiana (IADL);
– Barthel Index;
– Neurophychiatric Inventory (NPI);
– le 15 parole di Rey;
– test di aprassia costruttiva;
– test delle matrici attenzionali numeriche;
– test della memoria di prosa o racconto di Babcock;
– Token test o test dei gettoni;
– test di fluenza verbale per categorie;
– test di fluenza verbale per lettera;
– digit span avanti ed indietro;
– span verbale;
– Alzheimer’s Disease Assessment Scale (ADAS);
– Severe Impairment Battery (SIB);
– Geriatric Depression Scale.
In particolare, secondo un aspetto della presente invenzione, detti dati
neuroradiologici che possono essere utilizzati dal sistema computerizzato
esperto comprendono, ma non sono limitati a:
– presenza di atrofia cerebrale rilevata con esame di tomografia computerizzata
(TAC);
– presenza di ipoperfusione cerebrale rilevata con esame di tomografia a
emissione di positroni (PET);
– risonanza magnetica nucleare per immagini dell’encefalo (MRI).
In particolare, secondo un aspetto della presente invenzione, detti dati
neuroradiologici di risonanza magnetica nucleare per immagini (MRI) che
possono essere utilizzati dal sistema computerizzato esperto comprendono,
ma non sono limitati a:
– immagini T1-pesate (T1w MRI);
– immagini T2-pesate (T2w MRI);
316 2008

Brevetti
– immagini T2*-pesate (T2*w MRI);
– immagini in densità protonica (DPw MRI);
– immagini del tensore di diffusione (DTI);
– immagini del trasferimento di magnetizzazione (MTI);
– immagini pesate in suscettività (SWI);
– immagini pesate in perfusione (PWI);
– immagini di spettroscopia (CSI);
– immagini con mezzo di contrasto.
Dette immagini possono essere acquisite con vari tipi di sequenze di
impulsi: ad esempio, ma non limitatamente, sequenze spin-eco, sequenze gradient-eco,
sequenze eco-planari. Le immagini per ciascun paziente possono
essere sia di tipo strutturale che di tipo funzionale.
Tutti i dati menzionati sopra sono ben noti agli esperti nell’arte.
Ad eccezione dei dati MRI, tutti i dati e i risultati dei test sopra menzionati
possono essere espressi facilmente in formato numerico o categorico
(si/no, maschio/femmina, allele 1, 2, 3, ecc.), e come tali possono essere
immessi direttamente in basi dati informatiche leggibili da un sistema computerizzato
esperto.
Secondo un aspetto della presente invenzione anche le immagini MRI
possono essere elaborate dal sistema computerizzato esperto in modo tale da
estrarre le caratteristiche salienti che possono essere integrate con il resto dei
dati per valutare le probabilità della presenza, del tipo, e della stadiazione
della demenza nel paziente. Il metodo di valutazione delle immagini MRI da
parte del sistema esperto costituisce parte integrante della presente invenzione
e verrà esposto dettagliatamente più avanti, in particolare nella descrizione
delle realizzazioni preferite.
Secondo il sistema e metodo della presente invenzione, per generare le
probabilità di diagnosi per un determinato paziente, devono essere immessi
nel sistema computerizzato esperto i dati relativi al paziente stesso.
Secondo un aspetto della presente invenzione, il sistema computerizzato
esperto può generare una probabilità di diagnosi anche quando vengono
immessi solo parte dei dati menzionati sopra, tuttavia i risultati generati dal
sistema computerizzato esperto saranno tanto più attendibili tanto più completi
saranno i dati immessi. Preferibilmente, per ciascun paziente vengono
raccolti almeno una serie di immagini di risonanza magnetica nucleare,
almeno una batteria di test cognitivi e comportamentali (MMSE), ed almeno
una serie di esami di laboratorio.
Secondo un aspetto della presente invenzione, i dati immessi per un
determinato paziente vengono confrontati con i dati presenti nella base dati
tramite un algoritmo statistico in modo tale da ricavare un grado di appartenenza
o di similitudine con ciascuno di diversi profili associati a diverse diagnosi
e diverse stadiazioni di demenza (classificazione).
Detto algoritmo statistico può essere preferibilmente, ma non esclusivamente,
costituito da: macchine a vettori di supporto, classificatori bayesiani,
reti neurali, regressioni logistiche.
2008 317

Sezione II
Secondo un aspetto della presente invenzione, il sistema computerizzato
esperto può essere preventivamente istruito in modo tale da consentirgli di
risolvere il compito classificatorio in modo automatico. Detta fase di apprendimento
viene preferibilmente effettuata in modo supervisionato, ovvero fornendo
un numero adeguato di dati esemplificativi preventivamente classificati
secondo le diverse diagnosi. In tale fase di apprendimento l’algoritmo statistico
“ apprende ” quali sono le differenze tra i diversi gruppi nei quali dovrà
successivamente classificare i nuovi pazienti, come anche quali sono i caratteri
salienti che descrivono il progresso della patologia.
Secondo un aspetto della presente invenzione, in una fase successiva a
quella di apprendimento ogni nuovo paziente è rappresentato da un insieme
di nuovi dati, i quali vengono confrontati tramite l’algoritmo statistico con i
diversi profili esistenti nel sistema computerizzato esperto. Una volta raggiunto
e confermato un profilo diagnostico per detto paziente, i dati di detto
paziente possono essere potenzialmente aggiunti alla base dati per aumentare
l’accuratezza classificatoria relativamente a detto profilo diagnostico. Detta
procedura può essere definita un apprendimento continuo.
Secondo un aspetto della presente invenzione, detti algoritmi statistici
possono essere applicati anche alle immagini di risonanza magnetica. A tale
scopo, le immagini di risonanza magnetica devono subire una fase di preprocessamento
automatizzato. Detto preprocessamento e parte delle analisi di
seguito descritte verranno esposte dettagliatamente nella descrizione delle
realizzazioni preferite. Una volta subito detto preprocessamento, le immagini
verranno analizzate ad esempio, ma non limitatamente, secondo la tecnica
delle regioni di interesse (ROI) e/o secondo la tecnica voxel based in uno spazio
standard.
Secondo un aspetto della presente invenzione, nella tecnica delle regioni
di interesse applicata alle immagini di risonanza magnetica vengono identificate
almeno una, ma preferibilmente più di una, aree anatomiche dalle quali
vengono estratti dati numerici del segnale delle immagini e/o dati delle
dimensioni lineari dell’area stessa. Detti dati numerici possono essere quindi
inseriti nel sistema computerizzato esperto nello stesso modo sopra descritto
relativamente agli esami di laboratorio o ai test cognitivi e comportamentali.
Dette aree anatomiche possono essere identificate sulle immagini MRI
manualmente da un operatore, o più preferibilmente in modo automatico da
un algoritmo per il riconoscimento delle strutture anatomiche. Dette aree
anatomiche cerebrali possono essere ad esempio costituite, ma non limitate a:
l’ippocampo, i ventricoli laterali, l’amigdala, il nucleo caudato, il nucleo
accumbens, il putamen, il talamo, la zona neurogenica sottoventricolare e le
altre aree neurogeniche, le aree di corteccia cerebrale appartenenti ai diversi
lobi, i diversi fasci di fibre nella sostanza bianca che connettono dette aree tra
di loro e/o con altre aree corticali e sottocorticali.
Secondo un aspetto della presente invenzione, nella tecnica voxel based
applicata alle immagini di risonanza magnetica, i dati salienti provenienti da
diverse regioni anatomiche vengono riconosciuti automaticamente da un algoritmo
statistico. Detto algoritmo statistico può essere preferibilmente, ma non
esclusivamente, costituito da: macchine a vettori di supporto, classificatori
318 2008

Brevetti
bayesiani, reti neurali, regressioni logistiche. Nella tecnica voxel based, le
immagini di diversi soggetti vengono spazialmente trasformate in modo tale
da trovarsi tutte nello stesso spazio standard. In seguito a detta trasformazione
si assume che allo stesso voxel (unità elementare dell’immagine) su soggetti
diversi corrispondano identiche regioni anatomiche. Le immagini preprocessate
e trasformate dei pazienti presenti nella base dati normativa vengono utilizzate
per effettuare la fase di apprendimento supervisionato dell’algoritmo
statistico, in modo tale che detto algoritmo statistico “ apprende ” a riconoscere
quali e dove sono le differenze tra i diversi gruppi o profili diagnostici nei quali
dovrà successivamente classificare i nuovi pazienti, come anche quali sono i
caratteri salienti che descrivono il progresso della patologia.
Secondo un aspetto della presente invenzione, in una fase successiva a
quella di apprendimento ogni nuovo paziente è rappresentato da un insieme
di nuove immagini di risonanza magnetica, le quali vengono confrontate tramite
l’algoritmo statistico con i diversi profili esistenti nel sistema computerizzato
esperto. Una volta raggiunto e confermato un profilo diagnostico per
detto paziente, le immagini di detto paziente possono essere potenzialmente
aggiunte alla base dati per aumentare l’accuratezza classificatoria relativamente
a detto profilo diagnostico. Detta procedura può essere definita un
apprendimento continuo.
Secondo un aspetto della presente invenzione, quando un utente intende
interrogare il sistema computerizzato esperto, immette nel sistema tramite un
interfaccia utente l’insieme di dati raccolti sul paziente. Preferibilmente, vengono
immessi almeno una serie di immagini di risonanza magnetica
nucleare, almeno una batteria di test cognitivi e comportamentali (MMSE),
ed almeno una serie di esami di laboratorio. Preferibilmente, il sistema è in
grado di accettare diverse tipologie di dati, come ad esempio quelli menzionati
in precedenza, ed i risultati generati dal sistema computerizzato esperto
saranno tanto più attendibili tanto più completi saranno i dati immessi.
Secondo un aspetto della presente invenzione, una volta analizzati i dati
immessi tramite l’algoritmo statistico sopra menzionato, il sistema computerizzato
esperto genera un indice di probabilità per ciascuna di diverse possibili
forme di demenza.
Secondo un aspetto della presente invenzione, le forme di demenza riconoscibili
dal sistema computerizzato esperto possono essere, ad esempio ma
non limitatamente:
– demenza associata a malattia di Alzheimer;
– demenza vascolare;
– demenza a corpi di Lewy;
– mild cognitive impairment (MCI);
– demenza associata a malattia di Pick;
– demenza fronto-temporale;
– demenza da prioni;
– demenza da disturbi endocrino-metabolici (patologie tiroidee, epatiche,
da insufficienza renale);
2008 319

Sezione II
– demenza carenziale (sindrome di Korsakoff-Wernicke, pellagra, deficit
di B12 e folati);
– demenza da encefalopatie tossiche;
– demenza da malattie organiche di varia natura (tumori, traumi, sclerosi
multipla);
– demenza da infezioni (AIDS, meningiti, malattia di Whipple);
– demenza associata a degenerazione neuronale primitiva: malattia di
Parkinson, corea di Huntington, altre forme di sindromi extrapiramidali.
Secondo un aspetto della presente invenzione, il sistema computerizzato
esperto genera per ciascuna delle forme di demenza sopra menzionate
un indice di probabilità, ad esempio compreso tra il valore 0 e il valore 100,
in modo tale che detto indice sia proporzionale alla corrispondenza tra il
profilo diagnostico di detta forma di demenza e il profilo diagnostico del
paziente.
Secondo un aspetto della presente invenzione, il sistema computerizzato
esperto associa a ciascuno di detti indici di probabilità della forma di
demenza un secondo indice che è proporzionale al grado di incertezza nell’identificazione
della forma di demenza.
Secondo un aspetto della presente invenzione, l’utente può selezionare
prima dell’analisi alcune forme di demenza che egli ritiene maggiormente probabili,
escludendo altre forme di demenza che egli ritiene incompatibili con il
profilo diagnostico del paziente, ed in questo caso il sistema computerizzato
esperto genera un indice di probabilità solo per le forme di demenza selezionate
dall’utente. Preferibilmente, preselezionando le forme di demenza compatibili
con il profilo diagnostico del paziente diminuisce il livello di incertezza
associato dal sistema computerizzato esperto a dette forme di demenza.
Secondo un aspetto della presente invenzione, il sistema computerizzato
esperto genera per ciascuna delle forme di demenza sopra menzionate detti
indici di probabilità e detti indici di incertezza in funzione del tempo, dal
momento della diagnosi in avanti. In altri termini, per ciascun indice generato
dal sistema computerizzato esperto non viene fornito solo un valore numerico
corrispondente al momento della diagnosi, bensì viene fornita una funzione
con andamento temporale variabile, dalla quale può essere estrapolato il
valore di detto indice anche a distanza di mesi o anni dal momento della diagnosi.
Detti indici variabili in funzione del tempo hanno lo scopo di coadiuvare
il medico nel valutare il probabile andamento temporale dell’evoluzione
della demenza nel paziente.
[omissis]
Descrizione dettagliata delle realizzazioni preferite
[omissis]
RIVENDICAZIONI
[omissis]
320 2008

Brevetti
SIMULATORE DEL CAMMINO CON LUNGHEZZE
DEI SEGMENTI DELLA GAMBA
ED ASSI DI ROTAZIONE REGOLABILI
(RM 2008 U 000136: 19/09/2008 – Italia)
Yuri Ivanenko, Nadia Dominici, Germana Cappellini,
Andrea d’Avella, Elena Daprati, Francesco Lacquaniti
Fondazione Santa Lucia
Oggetto del presente trovato è un dispositivo attraverso il quale è possibile
simulare il cammino di un uomo o di un animale, con la possibilità di
regolare la diversa coordinazione tra i segmenti delle gambe.
Le dimensioni del corpo sia di un uomo che di un animale sono importanti
nel controllo del cammino. Il rapporto tra dimensioni del corpo e velocità
di locomozione è verificabile con il numero di Froude, abbreviato come
Fr=V 2 /gL, dove V è la velocità di locomozione, g l’accelazione di gravità, e L la
specifica lunghezza della gamba; il numero di Froude è un gruppo adimensionale
che mette in relazione la forza d’inerzia e la forza peso.
Fr=0.25 corrisponde ad una velocità di locomozione ottimale (scambio ottimale
fra energia cinetica e potenziale del centro di massa del corpo) sia in adulti
di dimensioni normali che in soggetti di altezza ridotta, come per esempio bambini,
pigmei e nani (Cavagna et al. 1983; Minetti 2000). Comunque, le configurazioni
degli arti inferiori raggiunte durante la crescita sono di notevole importanza
per l’ottimizzazione del cammino e la coordinazione intersegmentale negli animali
di dimensioni differenti. È importante quindi comprendere e verificare i
principi cinematici fondamentali e i meccanismi del controllo locomotorio anche
in relazione al ruolo ricoperto dalla configurazione degli arti inferiori.
La comprensione e la verifica dei principi fondamentali e dei meccanismi
di controllo locomotorio sono fondamentali anche quando si deve intervenire
chirurgicamente durante il trattamento dei disturbi della crescita per ottenere
l’allungamento degli arti. Tali operazioni chirurgiche prevedono che l’allungamento
dei singoli segmenti articolari venga ottenuto con la tecnica di tagliare
in due l’osso, allontanare meccanicamente per mezzo di uno strumento
metallico i due frammenti in modo progressivo di circa 1mm al giorno, per
un periodo di 6-12 mesi, durante il quale il paziente si muove con la sedia a
rotelle; tra i due frammenti di osso si riforma gradualmente l’osso.
In conseguenza dell’allungamento dell’osso tutti gli organi dell’arto, i
muscoli, la pelle, i nervi, i vasi, si allungano naturalmente, mentre i muscoli si
allungano più lentamente provocando, se non si interviene con tecniche riabilitative,
la retrazione muscolare con dolori molto forti e la limitazione articolare
in conseguenza della quale le articolazioni non si stendono e non si piegano
a sufficienza.
Il primo allungamento osseo conosciuto con questa tecnica è del 1971
ottenuto con il fissatore esterno Ilizarov, composto di barre, archi e perni che
trapassano la pelle e attraversano tutta la gamba.
2008 321

Sezione II
Il simulatore del cammino con lunghezze dei segmenti della gamba ed
assi di rotazione regolabili di cui al presente trovato risulta essere particolarmente
utile al fine di studiare, prima dell’operazione chirurgica di allungamento
osseo, le conseguenze e visualizzare e mostrare il modo di camminare
dopo l’operazione chirurgica.
Il simulatore di cui al presente trovato è composto da un esoscheletro
ossia da una struttura mobile esterna all’utilizzatore che modifica artificialmente
la lunghezza degli arti e che risulta essere composta da parallelogrammi
articolati collegati per mezzo di agganci adeguati agli arti stessi.
Il simulatore di cui al presente trovato verrà ora descritto in forma schematica
con riferimento ai disegni allegati in cui:
– La Fig. 1 mostra schematicamente in A il cammino normale senza allungamento,
in B il cammino con l’adozione di scarpe alte, in C il cammino con i trampoli,
in D il cammino con l’allungamento della gamba (di cui al presente trovato).
– La Fig. 2 mostra in A il simulatore di cui al presente trovato e in B e C il
modo di camminare di una persona sottoposta ad allungamento della gamba.
– La Fig. 3 mostra le modificazioni funzionali nel caso di allungamento
dell’intera gamba.
Figura 1
322 2008

Brevetti
Figura 2
Figura 3
2008 323

Sezione II
USO DELLA CASPERASI-3 PER LA MALATTIA
DI ALZHEIMER
(RM 2008 A 000641: 02/12/2008 – Italia)
Marcello D’Amelio, Vivre Cavallucci
Fondazione Santa Lucia
Testo del brevetto secretato.
PEPTIDIC AND PEPTIDOMIMETIC COMPOUNDS
ABLE TO REGULATE AUTOPHAGY
(EP08162269.8: date of receipt 12 August 2008 – European)
Gian Maria Fimia, Sabrina Di Bartolomeo, Maria Paola Paronetto
Fondazione Santa Lucia
Testo del brevetto secretato.
324 2008

Sezione II
USO DELLA CASPERASI-3 PER LA MALATTIA
DI ALZHEIMER
(RM 2008 A 000641: 02/12/2008 – Italia)
Marcello D’Amelio, Vivre Cavallucci
Fondazione Santa Lucia
Testo del brevetto secretato.
PEPTIDIC AND PEPTIDOMIMETIC COMPOUNDS
ABLE TO REGULATE AUTOPHAGY
(EP08162269.8: date of receipt 12 August 2008 – European)
Gian Maria Fimia, Sabrina Di Bartolomeo, Maria Paola Paronetto
Fondazione Santa Lucia
Testo del brevetto secretato.
324 2008

Settori
di ricerca

Sezione III: Settori di ricerca
L’IRCCS S. Lucia durante l’anno 2008 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.
328 2008

A–NEUROLOGIA CLINICA
E COMPORTAMENTALE
CARLO CALTAGIRONE
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
A.1 –DIAGNOSI FUNZIONALE DEI DEFICIT NEUROLOGICI E LORO RIABILITAZIONE
A.1.1 – Cervelletto e funzioni esecutive. Analisi neuropsicologica e cinematica
in soggetti con danno cerebrale (continuazione) (Marco Molinari)
A.1.2 – Valutazione della mortalità associata con l’uso di farmaci antipsicotici
convenzionali e non convenzionali nella popolazione anziana
(continuazione) (Massimo Musicco)
A.2 –INDICI PREDITTIVI DI EFFICACIA RIABILITATIVA DEL DEFICIT COGNITIVO
NEI PAZIENTI NEUROLOGICI
A.2.1 – Electronic health record: cartella clinica informatizzata
(continuazione) (Roberta Annicchiarico)
A.2.2 – Nuove tecnologie per l’assistenza e la mobilità delle persone disabili
(continuazione) (Roberta Annicchiarico)
A.2.3 – Valutazione dei deficit di memoria prospettica nei pazienti
con malattia di Parkinson (continuazione) (Alberto Costa)
A.2.4 – Depressione e ansia nei pazienti con sclerosi multipla:
correlazioni psicopatologiche, relazioni con i deficit cognitivi
e con l’outcome riabilitativo in un campione di pazienti ambulatoriali
(continuazione) (Ugo Nocentini)
A.2.5 – Studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti
con mild cognitive impairment (Roberta Perri, Alberto Costa)
A.2.6 – Processi neurali implicati nella elaborazione semantica:
studio di risonanza magnetica funzionale (continuazione)
(Giandaniele Zannino)
A.3 –METODICHE INNOVATIVE PER LA DIAGNOSI DEL DEFICIT NEUROLOGICO
A FINI RIABILITATIVI
A.3.1 – Il ruolo di interleuchina-18 come possibile fattore di rischio
e di patogenesi nell’ictus (continuazione) (Paola Bossù)
A.3.2 – Effetti della theta burst stimulation (TBS) cerebellare sulla connettività
cortico-corticale e sui circuiti intracorticali dell’area motoria primaria
controlaterale (continuazione) (Giacomo Koch)
A.3.3 – Correlati neurali del riconoscimento di espressioni facciali:
implicazioni per la riabilitazione di pazienti con lesioni cerebellari
(continuazione) (Massimiliano Oliveri)
A.3.4 – Stima della Familiarity e Recollection nella fase preclinica
della malattia di Alzheimer e corrispettivi correlati anatomici
(continuazione) (Laura Serra)
A.3.5 – Studio sulla tipizzazione neuropsicologica e comportamentale
della malattia di Parkinson (continuazione) (Gianfranco Spalletta)
332 2008

Neurologia clinica e comportamentale
A.1 – DIAGNOSI FUNZIONALE DEI DEFICIT NEUROLOGICI E LORO RIABILITAZIONE
A.1.1 – Cervelletto e funzioni esecutive. Analisi neuropsicologica
e cinematica in soggetti con danno cerebrale (Marco Molinari)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Cervelletto, funzioni cognitive, atassia, riabilitazione motoria.
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, Pandya 1989, 1997;
Schmahmann 1991; Leiner et al. 1991; Ivry 1997; Tagaris et al. 1998; 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, 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] e da studi di neuroimaging funzionale [Smith, Jonides 1998;
Hanakawa et al. 2003; Roth, 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].
Scopo del presente progetto di ricerca è quello di analizzare le caratteristiche
delle prestazioni cognitive e motorie di soggetti affetti da patologia
cerebellare in relazione alla localizzazione anatomica della lesione cerebellare.
Risultati e prodotti conseguiti
Durante il primo anno sono stati studiati 7 soggetti con lesioni cerebellari
focali di diversa natura (2 con lesione ischemiche, 5 con lesioni chirurgiche)
ed un soggetto con atrofia cerebellare. Tutti i soggetti sono stati 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 è stato quantificato utilizzando sia la International Cooperative
Ataxia Rating Scale [Trouillas et al. 1997] che la scala di valutazione clinica
dei deficit motori cerebellari di Appollonio e collaboratori [Appollonio et
al. 1993]. L’esatta localizzazione ed estensione della lesione è stata accertata
attraverso uno studio morfologico dell’encefalo mediante Risonanza Magnetica
Nucleare con MPRAGE. Tutti i soggetti sono stati inoltre valutati dal
2008 333

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
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, Laicardi 2000]. Per quanto
riguarda il comportamento motorio lo studio ha riguardato la valutazione di
10 soggetti con danno cerebellare su pedana baropodometrica e mediante
rilevazione dei parametri cinematici. In 4 soggetti, uno con lesione focale unilaterale
e tre con lesione bilaterale atrofica, è stato svolto uno studio per valutare
l’efficacia di un trattamento specifico basato sui principi di biofeedback
sul recupero dell’equilibrio e della deambulazione.
Gli studi svolti hanno permesso di aumentare il data base in corso di
acquisizione per la definizione delle caratteristiche dei deficit cognitivi e
motori presenti in corso di danno cerebellare. Una elaborazione iniziale delle
correlazioni fra lesioni cerebellari e caratteristiche morfologiche delle aree
telencefaliche sta fornendo dati di estremo interesse per la individuazione dei
meccanismi funzionali e strutturali delle interrelazioni fra cervelletto e corteccia
cerebrale.
Lo studio dell’equilibrio sta fornendo elementi interessanti per la caratterizzazione
funzionale del disturbo in corso di lesione cerebellare, in
particolare focalizzando le differenze esistenti fra danno focale e danno
degenerativo. In questo senso i dati preliminari dello studio in cross over
indicano l’efficacia del trattamento sia nel migliorare le prestazioni sulla
pedana che nel favorire una miglioramento dei parametri della deambulazione.
Di interesse è la presenza di una differenza rilevante tra la risposta
osservata nel soggetto con lesione focale rispetto a quanto presente nel soggetto
con danno atrofico su base genetica. Nel primo caso è presente un
miglioramento che, anche se soggetto ad una certa erosione nei periodi di
assenza del trattamento, mantiene la sua efficacia a distanza. Nei soggetti
con degenerazione progressiva, anche se è presente in generale un miglioramento
nei periodi di trattamento, tale miglioramento non si traduce in un
miglioramento funzionale stabile anche in presenza di un quadro clinico
cerebellare stazionario. Tale indicazione, che necessita di un controllo su
una casistica più ampia, suggerisce possibili diversità nei meccanismi patogenetici
che sottendono lo sviluppo dei sintomi cerebellari tra forme focali e
forme degenerative. Se tali ipotesi fosse confermata, si potrebbero evidenziare
differenze tra l’approccio riabilitativo al disturbo cerebellare in corso
di lesioni focali e in corso di lesioni degenerative.
– Appollonio IM, Grafman J, Schwartz V, Massaquoi S, Hallett M (1993) Neurology
43: 1536-1544.
– Caltagirone C, Gainotti G, Masullo C, Miceli G (1979) Acta Psychiatr Scand 60(1):
50-56.
– Fiez JA (1996) Neuron 16(1): 13-15.
– Fink GR, Marshall JC, Shah NJ et al. (2000) Neurology 54: 1324-1331.
– Hanakawa T, Immisch I, Toma K, Dimyan MA, Van Gelderen P, Hallett M (2003)
J Neurophysiol 89: 989-1002.
334 2008

Neurologia clinica e comportamentale
– Hinton SC, Harrington DL, Binder JR, Durgerian S, Rao SM (2004) Cognitive
Brain Res 21: 183-192.
– Ivry RB (1997) In Schmahmann JD (ed) The cerebellum and cognition. Academic
Press 556-578.
– Kim SG, Ugurbil K, Strick PL (1994) Science 265: 949-951.
– Leggio MG, Silveri MC, Petrosini L, Molinari M (2000) J Neurol Neurosur Ps 69:
102-106.
– Leiner HC, Leiner AL, Dow RS (1991) Behav Brain Res 44: 113-128.
– Middleton FA, Strick PL (1997) Prog Brain Res 114: 553-566.
– Molinari M, Filippini V, Leggio MG (2002) Neuroscience 111: 863-870.
– Orsini A, Laicardi C (2000) Percept Mot Skills 90: 1091-1100.
– Roth RM, Saykin AJ (2004) Psychiatric Clinics of North America 27: 83-96.
– Schmahmann JD (1991) Arch Neurol 48: 1178-1187.
– Schmahmann JD, Pandya DN (1989) J Comp Neurol 289(1): 53-73.
– Schmahmann JD, Pandya DN (1997) Int Rev Neurobiol 41: 31-60.
– Schmahmann JD, Sherman JC (1998) Brain 121(Pt 4): 561-579.
– Silveri MC, Di Betta AM, Filippini V, Leggio MG, Molinari M (1998) Brain 121(Pt 11):
2175-2187.
– Smith EE, Jonides J (1998) PNAS 95: 12061-12068.
– Tagaris GA, Richter W, Kim SG, Pellizzer G, Andersen P, Ugurbil K, Georgopoulos
AP (1998) Brain Res Rev 26(2-3): 106-112.
– Trouillas P, Takayanagi T, Hallett M et al. (1997) J Neurol Sci 145: 205-211.
Attività previste
Durante il secondo anno si proseguirà con l’arruolamento dei pazienti
secondo quanto precedentemente descritto ed allo studio lesionale mediante
Risonanza Magnetica Nucleare con MPRAGE. I pazienti arruolati sono suddivisi
in gruppi omogenei in base alla topografia del danno cerebellare e si
procederà alla correlazione con il quadro neuropsicologico valutato
mediante un’estesa batteria di test neuropsicologici. I dati così raccolti
saranno inoltre correlati con le performances motorie dei singoli soggetti
registrate mediante analisi cinematica del cammino e valutazione strumentale
dell’equilibrio
I dati così raccolti verranno sottoposti ad analisi statistica per evidenziare
possibili correlazioni fra deficit cognitivi, deficit di coordinamento motorio e
localizzazioni anatomiche del danno cerebellare.
A.1.2 – Valutazione della mortalità associata con l’uso
di farmaci antipsicotici convenzionali e non convenzionali
nella popolazione anziana (Massimo Musicco)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Mortalità, farmaci anti psicotici, anziano.
2008 335

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Altri Enti coinvolti: Servizio di Epidemiologia ASL Milano; Osservatorio
Epidemiologico Regione Piemonte; Università di Firenze; Osservatorio Epidemiologico
Regione Toscana; Osservatorio Epidemiolgico Regione Emilia; Università
di Bologna; Università di Ancona; Osservatorio Epidemiologico
Regione Marche.
Descrizione
Nelle persone con demenza i sintomi comportamentali e psicologici (BPSD)
sono molto comuni e spesso l’uso di farmaci diviene inevitabile. Tra questi farmaci
è frequente il dover fare ricorso agli antipsicotici. In anni recenti oltre agli
antipsicotici tradizionali si sono resi disponibili antipsicotici non convenzionali
che sono considerati ugualmente efficaci e meglio tollerati rispetto ai primi. Da
singoli studi poi confermati da una metanalisi [Schneider et al. 2005] su oltre
1500 pazienti con demenza inclusi in studi randomizzati e controllati contro
placebo si è osservata una mortalità e incidenza di eventi vascolari (in particolare
cerebrovascolari) aumentata di tre volte nelle persone assegnate al trattamento
attivo. Queste osservazioni hanno indotto le autorità sanitarie di tutto il
mondo a introdurre limitazione all’uso degli antipsicotici non convenzionali.
Questa restrizione induce i clinici a rivolgersi agli antipsicotici convenzionali
quando un trattamento farmacologico diviene indispensabile per questi pazienti
ma attualmente non vi sono evidenze conclusive disponibili circa i profili di tollerabilità,
in termini di mortalità e occorrenza di eventi vascolari, in popolazioni
di anziani. Alcuni studi osservazionali hanno valutato in coorti di popolazione la
mortalità generale [Wang et al. 2005] e l’ospedalizzazione per eventi cerebrovascolari
[Gill et al. 2005] in anziani esposti ad antipsicotici convenzionali e non
convenzionali. La mortalità è risultata aumentata negli esposti ad antipsicotici
tipici mentre non si sono osservate differenze di ospedalizzazione.
Da questo studio sono attese nuove evidenze sui rischi di morte associati
con l’uso di farmaci antipsicotici convenzionali e non convenzionali nella
popolazione anziana. Le evidenze ricavate dallo studio consentiranno di adottare
strategie di trattamento dei disturbi psicologici e comportamentali delle
persone anziane più sicure. Le metodologie di studio adottate consentiranno
di valutare le potenzialità dei Sistemi Informativi Sanitari del SSN ai fini di
farmacovigilanza e ai fini di investigare effetti indesiderati rari.
– Gill SS, Rochon PA, et al. (2005) BMJ 330(7489): 445-448.
– Schneider LS, Dagerman KS, Insel P (2005) JAMA 294(15): 1934-1943.
– Wang PS, Schneeweiss S et al. (2005) N Engl J Med 353(22): 2335-2341.
Risultati e prodotti conseguiti
Dai risultati di uno studio pilota nella sola ASL della città di Milano è
emerso che 7463 soggetti anziani di 60 o più anni avevano ricevuto prescrizioni
di farmaci antipsicotici tra il 2002 e il giugno 2005. Più dei due terzi
avevano avuto prescritto un antipsicotico atipico (risperidone, olanzapina,
quetiapina e clozapina). Fra i neurolettici tipici il maggiormente prescritto era
336 2008

Neurologia clinica e comportamentale
l’alloperidolo seguito dalla tioridazina. Le persone cui era stato prescritto un
antipsicotico tipico erano più frequentemente meno anziane, di sesso femminile
e affette da tumore. I neurolettici atipici risultavano preferiti invece nelle
persone che assumevano anche inibitori delle acetilcolinesterasi e che quindi
avevano una demenza. La mortalità risultava più che doppia tra gli anziani
cui era stato prescritto un antipsicotico tipico. Questo aumento di mortalità
era interamente giustificato dalle morti causate da tumore.
Attività previste
È previsto di condurre analisi multivariate sui dati ottenuti nello studio
pilota al fine di valutare il contributo indipendente di ciascuna variabile considerata
al rischio di morte. Verranno inoltre definite e standardizzare le procedure
di costruzione delle basi di dati dei differenti partecipanti.
I sistemi informativi regionali sono risultati, a seguito di una indagine
esplorativa, sostanzialmente disomogenei relativamente alle procedure di raccolta,
codifica e retrieval delle informazioni. Queste disomogeneità introducono
complicazioni nel linkage delle informazioni che è necessario raccogliere per
lo studio.
2008 337

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
A.2. – INDICI PREDITTIVI DI EFFICACIA RIABILITATIVA DEL DEFICIT COGNITIVO
NEI PAZIENTI NEUROLOGICI
A.2.1 – Electronic health record: cartella clinica informatizzata
(Roberta Annicchiarico)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Cartella clinica, database, riabilitazione.
Descrizione
L’obiettivo della nostra ricerca è quello di realizzare uno strumento complesso
per la gestione e l’archiviazione dei dati clinici e gestionali della Fondazione
Santa Lucia. Si tratta di un tool specifico per la struttura per cui è stato
pensato e pertanto molto articolato e allo stesso tempo flessibile grazie alla
sua struttura modulare – tanto da poter essere applicato con piccoli interventi
in altre strutture. Il nostro lavoro condurrà alla realizzazione non solo di una
cartella clinica ma di un sistema centralizzato 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. In questo modo, attraverso
la creazione di un database siamo in grado di migliorare la qualità dell’informazione
e possiamo dare supporto ai caregiver per migliorare la qualità
dell’assistenza e 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Studio pilota
Abbiamo realizzato il nostro studio pilota all’interno di due Unità Operative
della Fondazione Santa Lucia nel periodo compreso tra l’1 settembre
2007 e l’1 ottobre 2007. Hanno partecipato allo studio:
• 24 pazienti;
• 5 medici;
• 1 caposala;
• 4 infermieri professionali.
Durante lo svolgimento dello studio pilota sono state compilate:
• 26 cartelle cliniche;
338 2008

Neurologia clinica e comportamentale
• 55 rivalutazioni fisiatriche e/o neurologiche;
• 49 scale di valutazione di base;
• 15 valutazioni neuropsicologiche complete;
• 413 parametri infermieristici;
• 673 somministrazioni farmacologiche registrate;
• 108 richieste di consulenze.
Studio di soddisfazione degli utenti
Al termine dello studio pilota sono state raccolte le opinioni di tutti i partecipanti
allo studio. I risultati dell’indagine sono stati molto soddisfacenti;
tutto il personale che aveva partecipato ha espresso parere positivo sul possibile
utilizzo quotidiano della cartella clinica esaminata.
Studio sull’efficacia del sistema
Il sistema si è mostrato in grado di gestire tutta l’informazione clinica
senza nessuna difficoltà. È stato sempre possibile richiamare tutte le informazioni
necessarie al corretto svolgimento dell’attività assistenziale.
Attività previste
Il lavoro finora svolto ha dato risultati interessanti che ci spingono a proseguire
lungo le linee già tracciate all’inizio del progetto. Oltre ad aver ottenuto
dei risultati confortanti in termini di efficacia di uno strumento come
quello da noi proposto, è molto importante sottolineare come l’inserimento di
questo tipo di tecnologia abbia riscosso approvazione da parte degli utenti.
La seconda parte del nostro lavoro prevede la realizzazione dei seguenti
punti:
1. Implementazione del sistema con ulteriori utilities:
• Possibilità di stampare tutta la documentazione per avere copia cartacea.
• Realizzazione della lettera di dimissione semi-automatica.
2. Nuovo studio pilota:
• Valutazione delle modifiche realizzate dopo la prima sperimentazione.
3. Studio sull’efficacia del sistema.
A.2.2 – Nuove tecnologie per l’assistenza e la mobilità
delle persone disabili (Roberta Annicchiarico)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Disabilità, intelligenza artificiale, riabilitazione.
Descrizione
Obiettivo della nostra ricerca è quello di prospettare una nuova soluzione
per aumentare l’autonomia e per migliorare la qualità della vita degli anziani
2008 339

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
e dei disabili garantendo un elevato livello di sicurezza, attraverso l’inserimento
di nuova tecnologia. Per ottenere il nostro scopo stiamo lavorando alla
realizzazione 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. 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 la possibilità per l’utente (non in
grado di eseguire il compito da solo) di:
1. spostarsi all’interno della Fondazione Santa Lucia;
2. valutare il livello di intervento della tecnologia di supporto per lo svolgimento
di un compito semplice;
3. un’eventuale correlazione con la presenza di deficit cognitivi lievi/moderati;
4. un’eventuale correlazione con modificazioni del tono dell’umore;
5. un impatto sul daily-living;
6. un impatto sulla qualità della vita.
Risultati e prodotti conseguiti
Abbiamo realizzato un prototipo costituito da una carrozzina motorizzata
che permette 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.
Studio pilota
Abbiamo realizzato dei test per poter valutare l’efficienza del prototipo da
noi realizzato.
I soggetti che hanno partecipato al test sono stati reclutati tra soggetti
ricoverati presso la Fondazione Santa Lucia di Roma. Il campione era formato
da 24 pazienti (14 femmine, 10 maschi) di età media 67.7 anni, affetti da
patologie neurologiche e ortopediche
I risultati dello studio hanno mostrato come anche se non tutti i soggetti
esaminati erano in grado di utilizzare una sedia a rotelle tradizionale o una
elettrica, tutti sono stati in grado di eseguire il test con il prototipo da noi realizzato.
Studio di soddisfazione degli utenti
I soggetti sono stati sottoposti ad un questionario per la valutazione del
gradimento del prototipo che ha dato risultati molto positivi. Infatti, l’86,9%
340 2008

Neurologia clinica e comportamentale
dei soggetti intervistati ha dichiarato di valutare molto bene la possibilità di
utilizzare il prototipo all’interno dell’ospedale.
Studio sull’efficacia del sistema
Il sistema si è dimostrato abbastanza affidabile anche se è necessario eseguire
ulteriori test.
Attività previste
Il lavoro finora svolto ha dato risultati interessanti e ci consente di mantenere
la programmazione prevista per le diverse fasi del lavoro. La seconda
parte del nostro lavoro prevede la realizzazione dei seguenti punti:
1. Implementazione del sistema:
• Sistema di localizzazione per interni.
• Sistema per rilevare la ipotetica traiettoria del paziente.
• Controllo dei cambiamenti eseguiti dal paziente durante lo stesso
percorso.
2. Nuovo test pilota:
• Realizzazione del test all’interno di un reparto della Fondazione
Santa Lucia.
3. Test di efficacia del sistema:
• Valutazione della affidabilità.
• Valutazione dei sistemi di sicurezza.
• Valutazione dei sistemi di gestione.
A.2.3 – Valutazione dei deficit di memoria prospettica nei pazienti
con malattia di Parkinson (Alberto Costa)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Memoria prospettica, malattia di Parkinson, disturbi neuropsicologici.
Descrizione
Introduzione e obiettivi dello studio
La memoria prospettica 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, inoltre, evidenziato che la
memoria prospettica è costituita da almeno due componenti: una componente
propriamente prospettica, relativa alla rievocazione dell’intenzione di
compiere determinate azioni, e una componente retrospettiva, riferita al
ricordo delle specifiche azioni da svolgere [1-2] . I risultati di diversi studi comportamentali
in popolazioni con disturbi neurologici ed in soggetti anziani
2008 341

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
normali [3-6] hanno evidenziato che i processi cognitivi implicati nella memoria
prospettica sono molteplici. Le capacità di pianificazione e più in generale
le funzioni esecutive, i meccanismi attentivi e di working memory, l’abilità
di stimare il passare del tempo e la memoria episodica, oltre agli aspetti
motivazionali, sono considerati, infatti, i principali fattori cognitivi associati
alla memoria prospettica. Più specificamente, si ritiene, da una parte, che le
funzioni esecutive siano maggiormente coinvolte nella componente prospettica,
mentre, dall’altra parte, che il sistema della memoria episodica supporti
prevalentemente la componente retrospettiva dei compiti di memoria
prospettica [1,4,7] .
Un crescente interesse è rivolto in letteratura allo studio della memoria
prospettica in ambito clinico in considerazione del fatto che deficit di questa
funzione appaiono associati ad alterazioni funzionali nelle attività della vita
quotidiana [8] . Dati clinici hanno, inoltre, documentato che la memoria prospettica
può essere precocemente compromessa in soggetti con demenza [9] . In
particolare, questi dati suggeriscono una maggiore vulnerabilità della memoria
prospettica rispetto alle capacità di memoria retrospettiva.
Nei pazienti con malattia di Parkinson (PD), le funzioni esecutive, l’attenzione
e la working memory sono state riscontrate deficitarie fino dalle
fasi iniziali della malattia [10-11] . 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 [10,12] . Dati recenti documentano
che anche la memoria prospettica può essere compromessa nei
pazienti con PD [13-16] . In particolare, in due studi precedenti del nostro
gruppo, da una parte abbiamo dimostrato che la compromissione di questa
abilità era associata ad alterazioni delle funzioni cognitive “ frontali ” e, dall’altra
parte, abbiamo documentato il ruolo critico svolto dalla modulazione
dopaminergica [15-16] . In una prospettiva neuropsicologica, la questione tuttora
aperta è se il deficit di memoria prospettica osservato nei pazienti con
PD possa dipendere da una riduzione della capacità di allocare efficacemente
le risorse attentive. Infatti, i pazienti con PD ottengono tipicamente
prestazioni peggiori dei soggetti di controllo in condizioni in cui gli stimoli
sono presentati in modo competitivo o in cui è richiesto un continuo shifting
tra stimoli diversi (es. Dual task) [17] .
L’obiettivo del presente studio è quello di esaminare il deficit di memoria
prospettica e di valutarne la relazione con la compromissione delle risorse
attenzionali nei pazienti con PD.
Soggetti 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.
Per la valutazione della memoria prospettica sarà allestita una procedura
sperimentale di tipo event-based tramite l’utilizzo di un software per
PC. Il materiale sarà costituito da un insieme di parole omogenee per frequenza
d’uso e lunghezza. Le parole saranno presentate singolarmente al
342 2008

Neurologia clinica e comportamentale
centro dello schermo di un computer per la durata di 1,5 secondi, ciascun
trial sarà costituito da quattro parole. In linea generale, il compito prospettico
richiederà al soggetto di attivarsi spontaneamente per premere un tasto
indicato sulla tastiera del computer al presentarsi di una determinata parola
(stimolo target). Gli stimoli target saranno il 20% del totale degli stimoli.
Durante tutta la durata del test al soggetto sarà, inoltre, richiesto di riprodurre
verbalmente la sequenza delle parole immediatamente dopo la presentazione
di ciascuna quadripletta (ongoing task). Più specificamente, a
ciascun soggetto verranno somministrati quattro blocchi sperimentali che
varieranno per il grado di difficoltà sia del compito prospettico che dell’ongoing
task, in un disegno sperimentale 2 × 2: nel compito prospettico le
parole target potranno essere una, ovvero quattro; nell’ongoing task al soggetto
verrà richiesto di riprodurre la sequenza delle quattro parole nell’ordine
di presentazione, ovvero nell’ordine inverso. L’ordine di presentazione
dei blocchi e, all’interno di ciascun blocco, l’ordine di presentazione dello
stimolo target verranno randomizzati tra i soggetti e tra i blocchi, rispettivamente.
Complessivamente, verranno calcolati due punteggi separati per l’accuratezza
nel compito prospettico e nell’ongoing task di ciascun blocco, così
definiti: per il compito prospettico un punteggio di 1 verrà assegnato a ciascuna
risposta corretta (i.e. il soggetto si attiva autonomamente premendo il
tasto sulla tastiera al presentarsi dello stimolo target) ed un punteggio di 0
all’assenza della risposta; relativamente all’ongoing task, un punteggio di 1
sarà assegnato a ciascuna sequenza correttamente riprodotta ed un punteggio
di 0 alle sequenze scorrette.
Ai pazienti con PD sarà inoltre somministrata una batteria neuropsicologica
volta a studiare diversi ambiti cognitivi per la valutazione dei deficit di
memoria ed esecutivi.
Risultati attesi
In relazione ai dati presenti in letteratura che documentano nei pazienti
con PD la presenza di alterazioni nell’ambito della capacità di eseguire correttamente
compiti in cui è richiesto un utilizzo flessibile dei processi attenzionali,
ci si attende che, in questi pazienti, il deficit di memoria prospettica sia
prevalentemente rilevato nelle condizioni sperimentali in cui lo shifting dell’attenzione
è complicato dal carico attentivo richiesto dal compito.
1. Einstein GO, McDaniel MA (1990) Journal of Experimental Psychology. Learning,
Memory, and Cognition 16: 717-726.
2. Einstein GO, McDaniel MA (1996) In: Brandimonte M, Einstein GO, McDaniel MA
(eds) Prospective Memory: Theory and Applications. Mahwah: Erlbaum: 115-141.
3. Einstein GO, McDaniel MA, Richardson SL, Guynn MJ, Cunfer AR (1995) Journal
of Experimental Psychology. Learning, Memory, and Cognition 21: 996-1007.
4. Carlesimo GA, Casadio P, Caltagirone C (2004) Journal of the International Neuropsycological
Society 10: 679-688.
5. Lezak MD (1995) Neuropsychological assessment (3 rd edn). New York: Oxford University
Press: 33.
2008 343

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
6. Maylor EA, Smith G, Della Sala S, Logie RH (2002) Memory and Cognition 30:
817-884.
7. Burgess PW, Shallice T (1997) In: Conway MA (eds) Cognitive Models of Memory.
Hove, UK; Psychology Press: 247-272.
8. Burgess PW (2000) Psychological Research 63: 279-288.
9. Huppert FA, Beardsal L (1993) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology
15: 805-821.
10. Owen AM, Iddon JL, Hodges JR, Summers BA, Robbins TW (1997) Neuropsychologia
35: 519-532.
11. Costa A, Peppe A, Dell’Agnello G, Carlesimo GA, Murri L, Bonuccelli U, Caltagirone
C (2003) Dementia and Geriatric Cognitive Disorders 15: 55-66.
12. Cools R (2006) Neuroscience and Biobehavioral Reviews 30: 1-23.
13. Katai S, Maruyama T, Hashimoto T, Ikeda S (2003) Journal of Neurology, Neurosurgery
and Psychiatry 74: 704-709.
14. Kliegel M, Phillips LH, Lemke U, Kopp UA (2005) Journal of Neurology, Neurosurgery
and Psychiatry 76: 1501-1505.
15. Costa A, Carlesimo GA, Peppe A, Caltagirone C (2008) Neuropsychology 22(3):
283-292.
16. Costa A, Peppe A, Brusa L, Caltagirone C, Gatto I, Carlesimo GA (2008) Journal
of the International Neuropsychological Society 14: 601-610.
17. Brown RG, Marsden CD (1991) Brain 114: 215-231.
Risultati e prodotti conseguiti
Allo stato attuale, hanno partecipato allo studio 11 pazienti con MP
senza demenza ed in trattamento con terapia dopaminergica e 9 soggetti di
controllo sani, dopo avere dato il proprio consenso informato. La presenza
di demenza nei pazienti con MP è stata esaminata tramite una valutazione
clinica, la somministrazione di una batteria neuropsicologica per l’esame di
un ampio spettro di funzioni cognitive e del Mini Mental State Examination.
I risultati preliminari sembrano indicare che i pazienti con MP ottengano
prestazioni peggiori dei soggetti di controllo nel compito prospettico
mentre non emergono apprezzabili differenze tra i due gruppi nelle
prestazioni all’ongoing task. Inoltre, la variazione delle caratteristiche sia del
compito prospettico che dell’ongoing task non sembra influenzare in
maniera significativa la capacità dei pazienti con MP di svolgere il compito
prospettico.
Attività previste
Attualmente si sta procedendo al reclutamento di nuovi soggetti sia nel
gruppo dei pazienti con malattia di Parkinson che nel gruppo di controllo,
con l’obiettivo di ampliare il campione di studio fino a giungere ad un
numero complessivo di 20 individui per ciascun gruppo. Successivamente
saranno effettuate le analisi dei dati con l’ausilio di software per l’analisi statistica.
Infine, i risultati del lavoro saranno elaborati e discussi al fine di verificare
la possibilità di una pubblicazione scientifica.
344 2008

Neurologia clinica e comportamentale
A.2.4 – Depressione e ansia nei pazienti con Sclerosi Multipla:
correlazioni psicopatologiche, relazioni con i deficit cognitivi
e con l’outcome riabilitativo in un campione di pazienti
ambulatoriali (Ugo Nocentini)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Sclerosi Multipla, depressione, ansia.
Descrizione
La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia che si caratterizza per una notevole
complessità clinica, poiché a causa delle caratteristiche dei danni che è in
grado di causare può comportare un ventaglio assai ampio di sintomi e compromissioni.
Negli anni più recenti è stata richiamata l’attenzione sulla notevole frequenza
con cui i pazienti con SM presentano sintomi di depressione e sulla
necessità di chiarire diversi aspetti del problema [1,4] . Infatti, diversi lavori
hanno dimostrato come la prevalenza della depressione possa raggiungere
percentuali del 50% se si fa riferimento all’intero arco della vita. Le ricerche
condotte sempre negli ultimi 20-30 anni non hanno, però, permesso di chiarire
se, nei pazienti con SM, la depressione rappresenti un fenomeno reattivo,
in presenza di una patologia che può compromettere tutti gli aspetti del funzionamento
neurologico, o se essa sia conseguenza diretta delle particolari
caratteristiche delle lesioni encefaliche, in termini di localizzazione e natura
dei processi isto-patologici.
Anche per quanto riguarda le modalità per la valutazione della presenza del
disturbo depressivo, le ricerche portate avanti negli ultimi 20 anni non hanno
permesso di chiarire definitivamente se gli strumenti utilizzati per la valutazione
della popolazione generale siano idonei per la valutazione dei pazienti con SM o
vi sia bisogno di strumenti specificamente costruiti per questi pazienti: le discussioni
presenti in letteratura vertono sul peso da attribuire ai sintomi somatici
della depressione quando, come nei pazienti con SM, tali sintomi potrebbero
essere attribuiti tanto alla patologia neurologica, quanto a quella dell’umore.
Le incertezze e le discussioni in tema di eziologia del disturbo depressivo
e di modalità di assessment dello stesso, nei pazienti con SM, non hanno
ovviamente solo un valore accademico, ma importanti possibili ricadute sugli
orientamenti terapeutici.
Diverse ricerche sono state dedicate alle relazioni tra depressione e prestazioni
cognitive nei pazienti con SM; non vi sono, però, dati sufficienti sull’influenza
che una terapia efficace del disturbo dell’umore può avere sul funzionamento
cognitivo e sembrano mancare del tutto dati sull’impatto della
depressione sull’efficacia della riabilitazione neuromotoria e neurocognitiva.
Minore attenzione, nei pazienti con SM, è stata dedicata al disturbo d’ansia e,
quindi, dati ancora incerti esistono in termini di epidemiologia di tale
disturbo, sulle sue caratteristiche, sulla sua relazione con il disturbo depressivo.
Non sembrano disponibili dati sulle relazioni tra il disturbo d’ansia e i
2008 345

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
disturbi cognitivi; tanto meno vi sono informazioni sull’influenza che l’ansia
può avere sull’efficacia della riabilitazione.
Obiettivi della ricerca
– Valutare frequenza, caratteristiche, relazioni con i principali dati clinici,
con la disabilità generale e con le disfunzioni cognitive della depressione
e del disturbo d’ansia in pazienti affetti da SM, utilizzando strumenti standardizzati
di assessment.
– Valutare le relazioni tra depressione e disturbo d’ansia.
– Individuare le relazioni tra depressione, ansia ed efficacia della riabilitazione
neuromotoria e neurocognitiva.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel primo anno sono stati raccolti dati su 75 pazienti con Sclerosi Multipla
(SM) di cui 49 con forma recidivante-remittente (RR) e 26 con forma
secondariamente progressiva (SP). Una volta esclusi i pazienti (n = 18) nei
quali la raccolta dei dati psicopatologici poteva essere inficiata dalla presenza
di deficit cognitivi consistenti, si è provveduto ad effettuare analisi preliminari
sul campione residuo di 57 pazienti. Dalla elaborazione dei dati disponibili,
emergono i seguenti elementi:
– viene confermata la affidabilità della Chicago Multiscale Depression
Inventory, alla luce della uniformità dei dati ottenuti nel nostro campione con
quelli dello studio normativo di Solari [5] ;
– le variabili demografiche non sembrano in relazione con i livelli di
ansia e depressione nei nostri pazienti con SM;
– i livelli di ansia non sembrerebbero determinati neanche dalla situazione
clinica, con l’esclusione dell’ansia di stato che presenta una relazione
significativa con il punteggio all’EDSS; i livelli di depressione presentano una
più ampia correlazione con le variabili cliniche.
1. Goldman Consensus Group (2005) Multiple Sclerosis 11: 328-337.
2. Kurtzke JF (1983) Neurology 33: 1444-1452.
3. McDonald WI, Compston A, Edan G, Goodkin D, Hartung HP, Lublin FD, McFarland
H, Paty DW, Polman CH, Reingold SC, Sandberg-Wollheim M, Sibley W,
Thompson A, van den Noort S, Weinshenkewr BY, Wolinsky JS (2001) Ann Neurol
50: 121-127.
4. Siegert RJ, Abernethy DA (2005) J Neurol Neurosurg Ps 76: 469-475.
5. Solari A, Motta A, Mendozzi L, Aridon P, Bergamaschi R, Ghezzi A, Mancardi GL,
Milanese C, Montanari E, Pucci E (2003) Neurol Sci 24: 375-383.
Attività previste
Sulla base dei risultati ottenuti nel primo anno, il lavoro del secondo
anno sarà incentrato su un incremento della casistica, attraverso la valutazione
basale di pazienti con SM che verranno poi sottoposti ad interventi rieducativi
in base alle caratteristiche dei loro deficit.
346 2008

Neurologia clinica e comportamentale
Sarà possibile, pertanto, verificare i risultati già ottenuti in una popolazione
più ampia e, nei pazienti sottoposti a programmi rieducativi, si potranno
prendere in considerazione le relazioni tra grado di efficacia della riabilitazione
e variabili psico-emotive.
A.2.5 – Studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti
con Mild Cognitive Impairment (Roberta Perri, Alberto Costa)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Mild Cognitive Impairment, memoria prospettica.
Descrizione
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] . Nonostante le
osservazioni riportate, scarso interesse è stato finora rivolto dai ricercatori
allo studio della MP in questi soggetti. Infatti solo uno studio ha investigato
sperimentalmente questi processi dimostrando che i pazienti con MCI possano
presentare alterazioni nell’ambito della MP [10] . In particolare, sembra
che i deficit di memoria prospettica siano maggiormente evidenti in test in
cui le funzioni esecutive sono maggiormente implicate. Considerando la rilevanza
clinica che i disturbi di memoria prospettica possono rivestire nelle
manifestazioni di un disturbo quale il MCI, emerge l’importanza di un
approfondimento dei meccanismi alla base dei deficit di memoria in questi
soggetti. L’obiettivo del presente studio è, dunque, quello di esaminare la prestazione
di un gruppo di pazienti con MCI in compiti di MP investigando in
particolare la relazione fra processi di MP e processi attentivi.
1. Einstein GO, McDaniel MA (1990) J Exp Psychol Learn Mem Cogn 16: 717-726.
2. Einstein GO, McDaniel MA (1996) In: Brandimonte M, Einstein GO, McDaniel MA
(eds) Prospective Memory: Theory and applications. Mahwah: Erlbaum, 115-141.
2008 347

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
3. Einstein GO, McDaniel MA, Richardson SL, Guynn MJ, Cunfer AR (1995) J Exp
Psychol Learn Mem Cogn 21: 996-1007.
4. Carlesimo GA, Casadio P, Caltagirone C (2004) J Int Neuropsycol Society 10: 679-
688.
5. Lezak MD (1995) Neuropsychological assessment (3 rd edn) New York: Oxford University
Press, 33.
6. Maylor EA, Smith G, Della Sala S, Logie RH (2002) Mem Cognit 30: 817-884.
7. Burgess PW, Shallice T (1997) In: Conway MA (eds) Cognitive models of memory.
Hove, UK: Psychology Press, 247-272.
8. Burgess PW (2000) Psychological Research 63: 279-288.
9. Petersen RC, Doody R, Kurtz A, Mohs RC, Morris JC, Rabins PV, Ritchie K, Rossor
R, Thal L, Winblad B (2001) Arch Neurol 58: 1985-1992.
10. Troyer AM, Murphy KJ (2007) J Int Neuropsychol Soc 13: 365-369.
Attività previste
Materiale 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, sesso e livello di istruzione. Tutti i soggetti parteciperanno allo studio
dopo avere dato il proprio consenso informato.
Per la valutazione della memoria prospettica sarà allestita una procedura
sperimentale di tipo event-based tramite l’utilizzo di un software per PC. Il
materiale sarà costituito da un insieme di parole omogenee per frequenza
d’uso e lunghezza. Le parole saranno presentate singolarmente al centro dello
schermo di un computer per la durata di 1.5 secondi, ciascun trial sarà costituito
da quattro parole. In linea generale, il compito prospettico richiederà al
soggetto di attivarsi spontaneamente per premere un tasto indicato sulla
tastiera del computer al presentarsi di una determinata parola (stimolo target).
Gli stimoli target saranno il 20% del totale degli stimoli. Durante tutta la
durata del test, al soggetto sarà, inoltre, richiesto di riprodurre verbalmente la
sequenza delle parole immediatamente dopo la presentazione di ciascuna
quadripletta (ongoing task). Più specificamente, a ciascun soggetto verranno
somministrati quattro blocchi sperimentali che varieranno per il grado di difficoltà
sia del compito prospettico che dell’ongoing task, in un disegno sperimentale
2 × 2: nel compito prospettico le parole target potranno essere una o
quattro; nell’ongoing task al soggetto verrà richiesto di riprodurre la sequenza
delle quattro parole nell’ordine di presentazione o nell’ordine inverso. L’ordine
di presentazione dei blocchi e, all’interno di ciascun blocco, l’ordine di presentazione
dello stimolo target verranno randomizzati tra i soggetti e tra i blocchi,
rispettivamente.
Complessivamente, verranno calcolati due punteggi separati per l’accuratezza
nel compito prospettico e nell’ongoing task di ciascun blocco, così definiti:
per il compito prospettico un punteggio di 1 verrà assegnato a ciascuna
risposta corretta (i.e. il soggetto si attiva autonomamente premendo il tasto
sulla tastiera al presentarsi dello stimolo target) ed un punteggio di 0 all’assenza
della risposta; relativamente all’ongoing task, un punteggio di 1 sarà
348 2008

Neurologia clinica e comportamentale
assegnato a ciascuna sequenza correttamente riprodotta ed un punteggio di 0
alle sequenze scorrette.
Ai pazienti con MCI sarà inoltre somministrata una batteria neuropsicologica
volta a studiare diversi ambiti cognitivi per la valutazione dei deficit di
memoria ed esecutivi.
Attività
• Selezione campione di studio.
• Raccolta dati demografici e cognitivi.
• Somministrazione di test neuropsicologici.
• Analisi ed elaborazione statistica dei dati.
Risultati attesi
In relazione ai dati presenti in letteratura che documentano nei pazienti
con MCI la presenza di alterazioni sia nell’ambito della memoria episodica
che in quello delle funzioni esecutive, ci si attende che, in questi pazienti, il
deficit di memoria prospettica sia aggravato nelle condizioni sperimentali in
cui il compito di memoria prospettica è complicato dal carico attentivo richiesto
dal compito.
A.2.6 – Processi neurali implicati nella elaborazione semantica:
studio di risonanza magnetica funzionale
(Giandaniele Zannino)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Memoria semantica, fMRI, categorie semantiche.
Descrizione
Il primo tentativo moderno di circoscrivere le competenze di tipo semantico
si deve a Tulving [1972]. Introducendo il concetto di memoria semantica
questo autore mirava soprattutto a limitare questo ambito di conoscenze
rispetto ad altri contenuti di una funzione sovraordinata e composita come la
memoria. In particolare la memoria semantica veniva contrapposta alla
memoria episodica. Tra i contenuti della memoria semantica, oltre a competenze
di tipo culturale (fatti storici, geografici, competenze professionali),
figurano nella sistemazione di Tulving delle competenze di tipo semanticoconcettuale
relative alle parole della lingua e alle entità reali oggetto dell’esperienza,
grazie alle quali siamo in grado di interpretare la realtà.
Nei decenni successivi alla sistemazione di Tulving si è sviluppato un promettente
filone di ricerca in ambito neuropsicologico dedicato all’indagine
della struttura e delle caratteristiche di questo sistema di memoria. Fu Warrington
[1975] che per prima propose esplicitamente l’ipotesi che la memoria
semantica potesse andare incontro a una compromissione selettiva in corso di
un danno neurologico e che l’indagine di pazienti con questo quadro neuropsi-
2008 349

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
cologico potesse servire a gettar luce sulla struttura di questo sistema funzionale.
Da allora numerosi studi hanno avuto per oggetto i deficit di memoria
semantica in pazienti affetti da svariate patologie cerebrali, vascolari, infettive,
degenerative, ecc. Tra tutti, il reperto che più ha contribuito a promuovere ipotesi
circa l’organizzazione del sistema semantico è stato quello di una compromissione
selettiva di singole categorie semantiche e in particolare la doppia
dissociazione tra deficit selettivo per gli esseri animati e deficit selettivo per gli
esseri inanimati [per una rassegna, vedi Gainotti 2000; Capitani et al. 2003].
Nei soggetti portatori di lesioni cerebrali l’effetto della categoria semantica è
stato affrontato col duplice intento di indagare le caratteristiche comportamentali
di questo fenomeno e di stabilirne i correlati neuroanatomici, in termini di
sede lesionale associata. Più recentemente l’organizzazione categoriale della
memoria semantica è stata oggetto di studio anche in soggetti neurologicamente
integri. Anche qui l’intento perseguito era duplice: da un lato, documentare
asimmetrie di performance su concetti animati e inanimati [specialmente in termini
di tempi di reazione, vedi Capitani et al. 1994; Snodgrass, Yuditsky 1996],
dall’altro, grazie anche all’avvento delle neuroimmagini funzionali (in particolare
PET e fMRI), ricercare asimmetrie di attivazione al livello del sostrato neurale
implicato nel processamento di items riconducibili ai due maggiori domini [per
una rassegna, vedi Martin, Chao 2001; Bookheimer 2002].
Una questione ancora aperta in questo ambito di studi è se le nozioni
semantiche relative ai due maggiori domini (viventi vs viventi) siano implementate
in sostrati neurali distinti [organizzati in diversi sistemi sensorimotori,
come originariamente proposto da Warrington, Shallice 1984; o in
diversi sistemi evolutivamente determinati, come proposto da Caramazza,
Shelton 1998] o, viceversa, se siano servite da un unico sistema neurale con
uno sbilanciamento delle processing demands a seconda che il concetto da
processare sia riconducibile a l’uno o all’altro dei due maggiori domini. In
linea con questa seconda ipotesi recentemente è stato proposto all’attenzione
dei ricercatori il ruolo che potrebbe svolgere la distanza semantica nel determinare
asimmetrie categoriali nei due domini tanto in soggetti sani che cerebrolesi
[Cree, McRae 2003; Rogers et al. 2004; Zannino et al. 2006a].
Diversi studi normativi, condotti con il paradigma del feature listing [vedi
per es. Garrard et al. 2001; Zannino et al. 2006b] dimostrano infatti che i concetti
appartenenti al dominio dei viventi condividono mediamente più tratti
semantici e pertanto sono semanticamente più vicini. Cree e Mc Rae [2003],
Rogers et al. [2004], Zannino et al. [2006a] hanno proposto che la presenza di
un più alto numero di vicini semantici nel dominio dei viventi possa portare a
una differenza (quantitativa e qualitativa) nel livello di performance esibito su
items riconducibili ai due maggiori domini.
Indagine sperimentale
Scopo della presente ricerca è di stabilire se le competenze semantiche
relative ad animati ed inanimati siano immagazzinate in sostrati neurali dedicati
o siano invece sottese da un unico sistema distribuito. In accordo con l’ipotesi
dello sbilanciamento nelle processing demands il processamento di
items viventi e non-viventi potrebbe risultare in attivazioni differenziali a
350 2008

Neurologia clinica e comportamentale
causa della maggior difficoltà insita nei concetti viventi. Secondo un’ipotesi
da noi precedentemente avanzata [Zannino et al. 2006a] tale maggior difficoltà
dei concetti viventi deriverebbe dal fatto che essi sono semanticamente
più simili tra di loro.
La presente ricerca mira ad indagare l’ipotesi che la variabile “ Distanza
Semantica ” possa modulare i processi neurali connessi con il processamento
di informazioni semantiche al di là di un effetto imputabile alla categoria
semantica a cui sono riconducibili gli stimoli processati; in particolare, si tratterà
di indagare quanto delle eventuali differenze dominio specifiche possa
essere predetto in termini di variazioni cross-domains sulla dimensione della
distanza semantica.
Materiali
Il materiale con cui è stato costruito il compito sperimentale consiste in
64 parole, e relative figure, equamente ripartite in 4 categorie semantiche; due
viventi (16 frutti e 16 mammiferi) e due non viventi (16 mobili e 16 veicoli).
Per ciascuno dei 64 concetti in letteratura sono disponibili dati normativi su
una serie di variabili psicolinguistiche, ritenute in grado di modulare la difficoltà
di processamento a diversi livelli di elaborazione (familiarità del concetto,
frequenza d’uso della parola che lo designa, complessità visiva della
figura che lo ritrae, ecc.). Inoltre, grazie a un precedente studio di feature
listing, condotto su una popolazione di soggetti normali, abbiamo quantificato
la distanza semantica (in termini di features overlap) tra ciascuno dei 64
concetti e gli altri concetti del corpus, riferibili alla stessa categoria semantica
(es. tra mela e pera o tra mela e ananas, ecc.)
Soggetti e Metodi
Il compito verrà somministrato a una popolazione di 15 soggetti sani che
verranno sottoposti a Risonanza Magnetica funzionale (fMRI) durante l’esecuzione
della prova.
Il compito sperimentale consiste in un word-picture matching a due alternative
(target e foil). Ogni stimolo consta di due figure, allineate verticalmente
su uno schermo, e di una parola, corrispondente al nome del target, scritta al
centro, tra le due figure. Per ogni stimolo, sia target che foil sono tratti dalla
stessa categoria semantica; pertanto consistono di due frutti (es. mela, pera),
di due mammiferi (es. mucca, maiale), di due mobili (es. comò, armadio) o di
due veicoli (es. aereo, elicottero).
Compito dei soggetti è quello di premere quello di due pulsanti che corrisponde
alla posizione del target (ovvero “ sopra ” o “ sotto ” il nome scritto). La
posizione del target sarà sopra nella metà dei casi e sotto nei rimanenti, con
un ordine random.
– Bookheimer S (2002) Annual Review of Neuroscience 25: 151-188.
– Capitani E, Laiacona M, Barbarotto R, Trivelli C (1994) Neuropsychologia 32:
1453-1463.
– Capitani E, Laiacona M, Mahon B, Caramazza A (2003) Cognitive Neuropsychology
20: 213-261.
2008 351

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– Caramazza A, Shelton JR (1998) Journal of Cognitive Neuroscience 10: 1-34.
– Cree GS, McRae K (2003) Journal of Experimental Psychology: General 132: 163-201.
– Gainotti G (2000) Cortex 36: 539-559.
– Garrard P, Lambon Ralph MA, Hodges JR, Patterson K (2001) Cognitive Neuropsychology
18: 125-174.
– Martin A, Chao LL (2001) Current Opinion in Neurobiology 11: 194-201.
– Rogers TT, Lambon Ralph MA, Garrard P, Bozeat S, McClelland JL, Hodges JR,
Patterson K (2004) Psychological Review 111: 205-235.
– Snodgrass JG, Yuditsky T (1996) Behavior Research Methods, Instruments, Computers
28: 516-536.
– Tulving E (1972) In: Tulving E, Donaldson W (eds) Organization of Memory. New
York and London: Academic Press.
– Warrington EK (1975) Quarterly Journal of Experimental Psychology 27: 635-657.
– Warrington EK, Shallice T (1984) Brain 107: 829-859.
– Zannino GD, Perri R, Pasqualetti P, Caltagirone C, Carlesimo GA (2006a) Neuropsychologia
44: 56-61.
– Zannino GD, Perri R, Pasqualetti P, Caltagirone C, Carlesimo GA (2006b) Cogn
Neuropsychol 23: 515-540.
Risultati e prodotti conseguiti
Durante il 2007 si sono selezionati gli stimoli sperimentali e si è redatto il
programma necessario alla somministrazione del compito in fRMI. Ad oggi, è
stato somministrato il compito comportamentale ad un campione pilota e
sono state apportate alcune puntuali modifiche alla composizione originaria
del set di stimoli sperimentali. Inoltre sono stati reclutati 10 dei 15 soggetti
previsti per il completamento dello studio.
Attività previste
Durante il 2008 si completerà l’arruolamento del campione sperimentale
e si procederà ad un’analisi dei dati comportamentali. Quindi si procederà
all’analisi dei dati di attivazione funzionale tramite SPM con l’intento di definire
quali regioni appariranno sensibili alla manipolazione dei fattori sperimentali
di Dominio e distanza semantica. I risultati verranno descritti in vista
di una possibile pubblicazione scientifica.
352 2008

Neurologia clinica e comportamentale
A.3 – METODICHE INNOVATIVE PER LA DIAGNOSI DEL DEFICIT NEUROLOGICO
A FINI RIABILITATIVI
A.3.1 – Il ruolo di interleuchina-18 come possibile fattore di rischio
e di patogenesi nell’ictus (Paola Bossù)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 2 anni
Parole chiave: Ictus, infiammazione, interleuchina-18.
Altri Enti coinvolti: Stroke Unit Ospedale Sant’Andrea di Roma.
Descrizione
Il danno cerebrale su base vascolare è caratterizzato da una marcata componente
di carattere infiammatorio, e numerosi marcatori biologici di tipo
pro-infiammatorio sono stati identificati come predittori di rischio di un futuro
ictus. In effetti, le citochine sono i principali mediatori dei processi infiammatori
e alcuni studi hanno dimostrato un loro significativo contributo al deterioramento
clinico. In particolare, è stato dimostrato che la citochina IL-18,
una molecola proinfiammatoria implicata nell’instabilità delle placche aterosclerotiche,
è coinvolta nei processi infiammatori indotti da ictus e che i livelli
circolanti di IL-18 nei pazienti possono essere predittivi di outcome di malattia.
La presente proposta di ricerca si basa sullo studio delle citochine proinfiammatorie,
e in particolare della citochina interleuchina-18, nei pazienti
con ictus in fase acuta e durante il decorso di malattia, fino a 2 anni di followup.
Pertanto, si propone inizialmente di caratterizzare e valutare statisticamente,
in tale contesto patologico, la presenza di polimorfismi genici della
citochina IL-18. Infatti, determinati polimorfismi a carico del promotore del
gene di IL-18, ad esempio, hanno una ricaduta funzionale sull’espressione
della citochina stessa, costituendo un ottimo strumento per l’analisi della correlazione
fra varianti alleliche, conseguente diversa espressione di citochina, e
rischio o decorso di malattia.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel primo anno di attività è stata condotta l’analisi delle varianti geniche
del promotore di IL-18 in posizione -137 (G/C) in 116 pazienti con diagnosi di
stroke.
Inoltre, in un sottogruppo di 45 pazienti con ictus cerebrale acuto sono
stati effettuati prelievi seriali di siero e di plasma dopo 12, 24, 72 ore e 6 e 14
giorni dall’esordio della sintomatologia. Nel primo anno di attività sono stati
misurati i livelli circolanti di IL-18 e delle altre citochine proinfiammatorie
(IL-1b, TNFa, IL-6) solo in una parte di questi campioni.
Attività previste
Per effettuare l’analisi statistica volta a definire l’impatto della presenza
del polimorfismo -137 del promotore genico di IL-18 sul decorso di malattia,
2008 353

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
sarà necessario concludere lo studio clinico longitudinale che prevedeva un
follow-up fino a 24 mesi.
Lo stesso vale anche per quanto concerne i dati sull’espressione delle citochine
pro-infiammatorie: infatti per poter trarre delle conclusioni sull’associazione
dell’infiammazione con il decorso clinico dell’ictus cerebrale sarà necessario
terminare l’acquisizione dei dati clinici di follow-up.
A.3.2 – Effetti della theta burst stimulation (TBS) cerebellare
sulla connettività cortico-corticale e sui circuiti intracorticali
dell’area motoria primaria controlaterale (Giacomo Koch)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Stimolazione magnetica, cervelletto, riabilitazione.
Descrizione
In questo progetto stiamo indagando su soggetti sani volontari gli effetti di
un nuovo protocollo di stimolazione magnetica ripetitiva (rTMS) ad alta frequenza
di recente sviluppo, denominato theta burst stimulation [TBS] [Huang
et al. 2005] quando è applicato sulla corteccia dell’emisfero cerebellare. Abbiamo
pertanto valutato se la TBS applicata sul cervelletto possa essere in grado
di indurre significative modificazioni di lunga durata sull’eccitabilità dell’area
motoria controlaterale.
Sono stati applicati sul cervelletto due diversi protocolli di stimolazione:
TBS continua (cTBS) ed intermittente (iTBS). Tali protocolli sull’area motoria
primaria inducono effetti opposti, il primo determinando una inibizione ed il
secondo una facilitazione [Huang et al. 2005].
Con metodiche di doppio stimolo (paired TMS) abbiamo valutato diversi
parametri neurofisiologici prima e dopo l’applicazione della TBS cerebellare:
• Circuiti inibitori intracorticali a brevi intervalli (Short intracortical
inhibition-SICI) [Kujirai et al. 1993].
• Circuiti inibitori intracorticali a lunghi intervalli (Long intracortical
inhibition-LICI) [Valls-Solè et al. 1992].
• Circuiti facilitatori intracorticali (intracortical facilitation-ICF) [Kujirai
et al. 1993].
• Circuiti facilitatori intracorticali a brevi intervalli (Short intracortical
facilitation-SICF) [Ziemann et al. 1998].
• Circuiti inibitori cerebello-corticali (CBI) [Ugawa et al. 1995].
• Curva di reclutamento input/output (RC) [Ziemann et al. 1998].
– Huang YZ, Edwards MJ, Rounis E, Bhatia KP, Rothwell JC (2005) Neuron 45(2):
201-206.
– Kujirai T, Caramia MD, Rothwell JC, Day BL, Thompson PD, Ferbert A, Wroe S,
Asselman P, Marsden CD (1993) J Physiol 471: 501-519.
354 2008

Neurologia clinica e comportamentale
– Ugawa Y, Uesaka Y, Terao Y, Hanajima R, Kanazawa I (1995) Ann Neurol 37(6):
703-713.
– Valls-Solè J et al. (1992) Electroencephalogr Clin Neurophysiol 85: 355-364.
– Ziemann U, Tergau F, Wassermann EM, Wischer S, Hildebrandt J, Paulus W (1998)
J Physiol 511(Pt 1): 181-190.
Risultati e prodotti conseguiti
I risultati finora conseguiti hanno documentato delle specifiche interazioni
tra proiezioni cerebello-corticali e circuiti intracorticali dell’area motoria
primaria, a seconda del protocollo di stimolazione effettuato. Un primo
lavoro scientifico è stato sottomesso alla rivista Journal of Neurophysiology.
Attività previste
Sulla base dei risultati ottenuti finora, in questa seconda fase del progetto
intendiamo verificare se l’applicazione ripetuta di stimolazione cerebellare
possa essere in grado di indurre miglioramenti clinici nelle discinesie indotte
da L-dopa nel morbo di Parkinson. Lo studio prevede la valutazione di parametri
neurofisiologici e clinici dopo l’applicazione di stimolazione cerebellare
in sessioni singole e ripetute.
A.3.3 – Correlati neurali del riconoscimento di espressioni facciali:
implicazioni per la riabilitazione di pazienti
con lesioni cerebellari (Massimiliano Oliveri)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Emozioni, cervelletto, riabilitazione.
Descrizione
Il progetto si propone come continuazione del progetto precedente,
mirato a studiare i correlati neurali dell’imitazione di espressioni facciali.
Attività previste
In una prima fase saranno studiati 20 soggetti adulti sani, destrimani, con
anamnesi negativa per malattie neurologiche e/o psichiatriche. I soggetti
saranno sottoposti ad un test computerizzato di riconoscimento di espressioni
facciali neutre ed emotigene (esprimenti le emozioni di gioia, dolore, disgusto,
paura, rabbia) di seguito riportati. I parametri neurofisiologici saranno registrati
sia in condizioni basali sia dopo applicazione di treni di stimolazione
magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) dell’emisfero cerebellare destro o
sinistro: ampiezza della risposta elettromiografica dai muscoli zigomatico e
corrugatore sopracciliare; conduttanza cutanea; frequenza cardiaca.
Per la registrazione della conduttanza cutanea sarà impiegato uno strumento
brevettato recentemente che consente la registrazione di un’onda in
2008 355

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
modo tonico, per un periodo fino a 1200 sec, e l’analisi di alcuni parametri
come la soglia di comparsa e l’ampiezza. La rTMS sarà applicata con treni di
600 stimoli alla frequenza di 1 Hz ed intensità pari al 90% della soglia di eccitabilità
motoria. Tale procedura induce una inibizione dell’area stimolata che
si protrae anche al termine del periodo di stimolazione [Oliveri et al. 2007].
In una seconda fase sarà studiato un gruppo di 5-10 pazienti con lesione
cerebellare focale destra o sinistra. Tali pazienti saranno sottoposti al test
descritto in precedenza sia in condizioni basali sia dopo treni di rTMS a
livello dell’emisfero cerebellare sano e/o della corteccia prefrontale dorsolaterale
ipsilaterale. Studi recenti [Torriero et al. 2007] sottolineano infatti che
deficit cognitivi conseguenti a lesione cerebellare possano essere modulati da
una inibizione dell’emisfero cerebellare sano e della DLPFC ipsilaterale.
Ci si attende pertanto che la modulazione dell’eccitabilità del network
cerebello-frontale possa indurre un miglioramento anche del riconoscimento
delle emozioni, sia dal punto di vista esplicito sia implicito (risposte elettromiografiche,
conduttanza cutanea).
– Oliveri M, Torriero S, Koch G, Salerno S, Petrosini L, Caltagirone C (2007) Cerebellum
6(1): 95-101. Review.
– Torriero S, Oliveri M, Koch G, Lo Gerfo E, Salerno S, Petrosini L, Caltagirone C
(2007) Neuropsychologia 45(6): 1208-1214.
A.3.4 – Stima della familiarity e recollection nella fase preclinica
della malattia di Alzheimer e corrispettivi correlati anatomici
(Laura Serra)
Anno: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Mild Cognitive Impairment, malattia di Alzheimer, Voxel
Based Morphometry.
Descrizione
Nel riconoscimento di stimoli precedentemente appresi si ipotizza il
coinvolgimento di due differenti processi di memoria, la recollection e la
familiarity [Mandler 1980; Brown, Aggleton 2001]. La recollection si riferisce
alla rievocazione consapevole di un evento e di tutte le sue caratteristiche
contestuali, mentre la familiarity si riferisce alla sensazione di aver già
incontrato quell’evento in assenza, però, di una più precisa connotazione
contestuale dell’evento stesso. Numerosi autori ipotizzano che la recollection
sia selettivamente compromessa in pazienti con un danno localizzato
nelle strutture ippocampali, mentre le circostanti strutture nella porzione
mediale del lobo temporale (giro paraippocampale) sembrano giocare un
ruolo importante nei giudizi di familiarità [Aggleton, Brown 1999; Eichenbaum
et al. 1993]. Inoltre strutture quali i differenti nuclei talamici nonché
il giro del cingolo sembrano essere coinvolti nei processi di recupero dell’informazione
appresa [Lavenex, Amaral 2000; Aggleton, Brown 1999].
356 2008

Neurologia clinica e comportamentale
Alcuni studi riportano nella malattia di Alzheimer (AD) una compromissione
dei processi di recollection con sostanziale conservazione di quelli di
familiarità [Balota et al. 2002; Budson et al. 2000; Dalla Barba 1997; Watson
et al. 2001]. Altri studi, invece, hanno messo in discussione tale ipotesi evidenziando
come un deficit nella familiarity possa essere una caratteristica già
delle fasi precliniche della demenza di Alzheimer [Smith, Knight 2002; Yonelinas
et al. 1998].
Il Mild Cognitive Impairment amnesico (a-MCI), è considerato un’entità
di passaggio tra l’invecchiamento normale e la malattia di Alzheimer (fase
preclinica di AD), in cui un precoce interessamento da parte della patologia
degenerativa delle strutture mesiali del lobo temporale, quali l’ippocampo e il
paraippocampo [Jack et al. 2000], è responsabile del deficit di memoria episodica.
Proprio per la rilevanza clinica del MCI, quindi, studi che documentino
in questa popolazione l’eventuale compromissione delle componenti di recollection
e/o di familiarity nei processi di memoria episodica potrebbero consentire
una più accurata caratterizzazione del profilo cognitivo di tali pazienti
e dei deficit preclinici della malattia di Alzheimer. Inoltre, poiché alcuni studi
hanno evidenziato una compromissione paragonabile delle strutture ippocampali
e della corteccia entorinale in pazienti MCI [Du et al. 2001; Xu et al.
2000; Killiany et al. 2000] si potrebbe ipotizzare una compromissione sostanzialmente
equivalente delle componenti di recollection e di familiarity. Considerando
invece studi che hanno evidenziato in pazienti in fase preclinica di
AD una più precoce compromissione della corteccia entorinale rispetto all’ippocampo
[Braak et al. 1993; Braak, Braak 1995, 1996] si potrebbe ipotizzare
una dissociazione relativa con una maggiore compromissione della familiarity
rispetto alla recollection.
Obiettivo
1) Indagare in un campione di soggetti affetti da MCI amnesico le prestazioni
a test che valutano le componenti di recollection e di familiarity e,
quindi, l’eventuale presenza di una dissociazione tra questi due processi di
memoria.
2) Valutare l’eventuale compromissione delle differenti strutture cerebrali
implicate nei processi di recollection e familiarity.
– Aggleton JP, Brown MW (1999) Behavioural and Brain Sciences 22(3): 425-444.
– Balota DA, Burgess GC, Cortese MJ, Adams DR (2002) Journal of Memory and Language
46: 1-28.
– Balota DA, Cortese MJ, Duchek JM, Adams D, Roediger HL, McDermott KB, Yerys
BE (1999) Cognitive Neuropsychology 16: 361-384.
– Bird M, Luszcz M (1991) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology 13:
508-520.
– Braak H, Braak E (1996) Acta Neurologica Scandinavica Supp 165(3): 3-12.
– Braak H, Braak E (1995) Neurobiology of Aging 16(3): 271-284.
– Braak H, Braak E, Bohl J (1993) European Neurology 33: 403-408.
– Brown MW, Aggleton PJ (2001) Nature Reviews 2: 51-61.
2008 357

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– Budson AE, Daffener KR, Desikan R, Schacter DL (2000) Neuropsychology 14:
277-287.
– Dalla Barba G (1997) Memory 5: 657-672.
– Du AT, Schuff N, Amend D, Laakso MP, Jagust WJ, Yafe K, Kramer JH, Reed B,
Norman D, Chui HC, Weiner MW (2001) Journal of Neurology, Neurosurgery and
Psychiatry 71: 441-447.
– Eichenbaum H, Otto T, Cohen NJ (1994) Behavioural and Brain Sciences 17(3):
449-517.
– Good CD, Johnsrude I, Ashburner J, Henson RN, Friston KJ, Frackowiak RS
(2001) Neuroimage 14: 685-700.
– Grober E, Lipton RB, Hall H, Crystal H (2000) Neurology 54: 827-832.
– Jack Jr CR, Petersen MD, O’Brien PC, Smith GE, Ivnik RJ, Boeve BF, Tangalos EG,
Kokmen E (2000) Neurology 55: 484-489.
– Jacoby LL (1991) Journal of Memory and Language 30: 513-541.
– Karlsson T, Backman L, Herlitz A, Nilsson L, Winblad W, Osterlind P (1989) Neuropsychologia
27: 737-742.
– Killiany RJ, Gomez-Isla T, Moss M et al. (2000) Annals of Neurology 47: 430-439.
– Mandler G (1980) Psychological Review 87: 252-271.
– Smith JA, Knight RG (2002) Neuropsicologia 40: 666-682.
– Tulving E (1985) Canadian Psychology 26(1): 1-12.
– Watson JM, Balota DA, Sergent-Marshall SD (2001) Neuropsychology 15: 254-267.
– Wilson RS, Fox JH, Kramer RL, Kaszniak AW (1983) Journal of Clinical Neuropsychology
5: 97-104.
– Xu Y, Jack Jr CR, O’Brien PC, et al. (2000) Neurology 54: 1760-1767.
– Yonelinas AP, Kroll NEA, Dobbins I, Lazzara M, Knight RT (1998) Neuropsychology
12: 323-339.
Risultati e prodotti conseguiti
Attualmente sono stati valutati 30 pazienti affetti da MCI e 27 soggetti di
controllo. Al gruppo sperimentale è stata somministrata una batteria neuropsicologica
volta ad indagare i differenti ambiti cognitivi, con particolare
attenzione a compiti di memoria in grado di dissociare le componenti di
recollection da quelle di familiarity (compiti di recall vs compiti di recognition).
Inoltre tutti i soggetti sono stati sottoposti a valutazione neuroradiologica.
Sono state acquisite delle sequenze convenzionali (immagini pesate in
T2 e Flair) per escludere l’eventuale presenza di altre patologie e una
sequenza ad alta risoluzione spaziale (MPRAGE) per l’applicazione di tecniche
di Risonanza Magnetica avanzate, quali la Voxel-Based Morphometry.
Attività previste
Il lavoro successivo consisterà:
1) nell’analisi statistica dei dati neuropsicologici per evidenziare la presenza
di profili diversi (pazienti con deficit nella componente di recollection
vs pazienti con deficit nella componente di recognition);
358 2008

Neurologia clinica e comportamentale
2) nell’analisi dei dati neuroradiologici. Verrà effettuata una prima analisi
di base che confronti pazienti e controlli. Successivamente il gruppo di
pazienti verrà diviso in 2 sottogruppi diversi, sulla base della divisione in
recollection vs recognition emersa dall’analisi dei profili cognitivi effettuata in
precedenza (vedi punto precedente), e verrà effettuato un confronto per individuare
se esiste una differenza macroanatomica tra i due sottogruppi.
A.3.5 – Studio sulla tipizzazione neuropsicologica e comportamentale
della malattia di Parkinson (Gianfranco Spalletta)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, comportamento, neuropsicologia.
Descrizione
La malattia di Parkinson (PD) è un disturbo neurodegenerativo che nei
paesi occidentali colpisce 200 soggetti su 100.000 abitanti, con 20 nuovi
casi/anno ogni 100.000 abitanti. La frequenza è maggiore intorno ai 60 anni
ma nel 10% dei soggetti la malattia si manifesta prima dei 50 anni (Sito Internet
Ufficiale Malattia di Parkinson, Sindromi Extrapiramidali e Demenze). Si
tratta di un disturbo del movimento cronico e progressivo caratterizzato da
segni motori quali tremore a riposo, rigidità, bradicinesia e instabilità posturale
[Dauer, Przedborski 2003]. La malattia presenta solitamente cinque stadi
di severità [Hoehn, Yahr 1967].
Il primo stadio è caratterizzato da sintomi che si manifestano esclusivamente
o in maniera accentuata su un solo lato del corpo. Tremore, rigidità e
bradicinesia possono interessare un solo lato del corpo per mesi o anni; la
durata media di questo stadio, in cui in genere le attività di vita quotidiana
non sono compromesse, è di tre anni. Il secondo stadio è caratterizzato dall’estensione
dei segni della malattia di Parkinson al lato opposto del corpo e alle
strutture assiali. Il terzo stadio è caratterizzato da compromissione dell’equilibrio
e da riflessi posturali anormali. Tali deficit comportano limitazioni nel
funzionamento lavorativo e sociale del soggetto. Il quarto stadio è caratterizzato
da un aggravamento delle disabilità e da parziale dipendenza per molte
attività di vita quotidiana. Tutti i principali sintomi della malattia sono marcatamente
presenti. Con il quinto stadio le capacità funzionali del soggetto,
costretto sulla sedia a rotelle o a letto, sono completamente compromesse.
Pertanto, è necessaria una costante assistenza.
La malattia di Parkinson si accompagna molto spesso a gravi complicazioni
emozionali, comportamentali e cognitive [Lauterbach 2005] che possono
essere la causa principale di disabilità [Starkstein, Merello 2002]. Tra i
disturbi psichiatrici più frequentemente presenti nei soggetti affetti da PD si
individuano: disturbi dell’umore, disturbi d’ansia, apatia e sintomi psicotici
quali per esempio deliri, allucinazioni, misidentificazioni, ideazioni paranoidee
[Starkstein, Merello 2002; Lauterbach 2005; Williams-Gray et al. 2006;
2008 359

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
Nuti et al. 2006]. Sebbene i disturbi dell’umore e i disturbi d’ansia abbiano
un’alta prevalenza nei soggetti affetti da malattia di Parkinson, solo raramente
essi sono diagnosticati e trattati [Nuti et al. 2006]. In letteratura il tasso di
prevalenza della depressione nei soggetti con malattia di Parkinson oscilla tra
il 7 e il 90%, quello dei disturbi d’ansia tra il 30 e il 50%, quello delle allucinazioni
tra il 16 e il 40% [Starkstein, Merello 2002]. Questo range così ampio
testimonia quanto poco attendibili siano stati fino ad ora gli studi condotti
sull’argomento. Gli studi longitudinali, inoltre, suggeriscono che più del 75%
di soggetti con malattia di Parkinson potrebbe sviluppare demenza. Durante il
corso della malattia, il pattern dei deficit cognitivi nella malattia di Parkinson
è molto variabile ma spesso include manifestazioni simili a quelle che si presentano
nei pazienti con lesioni cerebrali frontali, quali deficit della memoria
episodica, deficit visuo-spaziali e della fluenza verbale e sindrome disesecutiva.
I disordini cognitivi si sviluppano lentamente in un’ampia proporzione di
soggetti con malattia di Parkinson. Il loro impatto familiare e sociale è paragonabile
a quello di altre forme di demenza [Williams-Gray et al. 2006].
I disturbi psicopatologici che accompagnano la malattia di Parkinson e
compromettono il funzionamento del soggetto comportano un forte stress per
la famiglia e un considerevole aumento della spesa sociale e sanitaria [Pasetti
et al. 2003; Muller et al. 2006]. Pertanto, appare evidente l’importanza di condurre
studi accurati sull’epidemiologia della malattia di Parkinson, sull’incidenza
dei disturbi psicopatologici ad essa associati, sugli effetti di tali complicanze
sui sintomi motori del soggetto, sulla qualità della vita del paziente e
dei familiari e sulla gestione del paziente in casa o in strutture di ricovero.
Un problema importante con cui occorre confrontarsi riguarda la validità
dei criteri del DSM-IV per effettuare diagnosi di disturbi dell’umore e
disturbi d’ansia nei soggetti con disturbi del movimento. Infatti, molti sintomi,
centrali nella diagnosi di depressione funzionale, sono presenti nei
soggetti con disturbi del movimento. Pertanto, essi potrebbero essere sintomi
della malattia neurologica, della depressione oppure di entrambe. Tra
questi sintomi ci sono il ritardo psicomotorio, la perdita di energia e di
libido e l’insonnia. Attualmente esistono scale psicopatologiche specifiche
da utilizzare per valutare depressione, disturbi d’ansia, apatia e psicosi nei
soggetti con disturbi del movimento. Tuttavia, su di esse sono stati condotte
solo poche ricerche [Starkstein, Merello 2002].
Scopi dello studio – In questo studio ci eravamo proposti di indagare i
disturbi psicopatologici e cognitivi nei soggetti con malattia di Parkinson. A
tale scopo sono state usate nuove scale di valutazione dei disturbi dell’umore,
d’ansia, dei sintomi psicotici, dell’apatia ecc. che sono state adattate appositamente
per i pazienti con disturbi del movimento. L’obiettivo era quello di
accertare se esse siano più valide delle scale psicopatologiche utilizzate in passato.
Indubbiamente, comprendere meglio i disturbi del movimento e le
diverse complicazioni significa migliorare il loro trattamento. Obiettivo di
questo studio era anche quello di approfondire l’epidemiologia del problema,
l’incidenza dei disturbi comportamentali e cognitivi associati, la relazione tra
i sintomi psicopatologici e quelli neuropsicologici nei disturbi del movimento,
360 2008

Neurologia clinica e comportamentale
gli effetti della psicopatologia sui sintomi motori e sulla qualità della vita del
paziente.
Soggetti – Nel primo anno di attività sono stati reclutati 30 dei 50 pazienti
affetti da malattia di Parkinson previsti. Tutti soddisfacevano i criteri di inclusione
e di esclusione sotto specificati.
• Criteri di inclusione – (a) Diagnosi di disturbo del movimento effettuata
sulla base di criteri clinico-diagnostici internazionali (vedi procedure di
valutazione). (b) Età compresa tra 18 e 85 anni. (c) Sottoscrizione di un
consenso informato scritto.
• Criteri di esclusione – (a) Assenza di comorbidità neurologica. (b) Assenza
di gravi malattie internistiche. (c) Assenza di gravi disturbi sensoriali
(deficit di vista e di udito) che non permettano la valutazione.
Tutti i 30 pazienti sono stati sottoposti ad una valutazione diagnostica
neurologica da parte di un neurologo esperto che ha utilizzato i criteri clinici
della UK Parkinson’s Disease Society Brain Bank, adattati da Hughes et al.
[1992]. Uno psicologo esperto ha effettuato la valutazione neuropsicologica e
psicopatologica dei pazienti.
La batteria neurologica comprende: anamnesi, Unified Parkinson’s Disease
Rating Scale parte 1, 2, 3 [Langston et al. 1992], Scala Hoehn and Yahr [1967].
La batteria neuropsicologica comprende: Mini Mental State Examination
[Folstein 1975], 15 parole di Rey [Carlesimo et al. 1996], Wisconsin Card Sorting
Test ridotto [Greve KW 2001], Stroop Color-Word Test ridotto [Stroop
1935], N-Back verbale e visuo-spaziale, Fluidità verbale semantica [Carlesimo
et al. 1996], Fluidità verbale fonologica [Carlesimo et al. 1996], Costruzione
Frasi [Carlesimo et al. 1996], Copia Immediata e Differita della Figura di Rey
[Carlesimo et al. 1996].
La batteria psicopatologica comprende: Hamilton Depression Rating Scale
[Hamilton 1960], Beck Depression Inventory [Beck et al. 1987], Hamilton
Anxiety Rating Scale [Hamilton 1983], Toronto Alexithymia Scale [Bagby et
al. 1994], State Trait Anger Expression Inventory [Spielberger et al. 1985],
Penn Recognition Emotion Test [Gur et al. 2002], Snaith-Hamilton Pleasure
Scale [Snaith 1995], Parkinson Psychosis Rating Scale [Friedberg et al. 1998],
Apathy Rating Scale [Starkstein et al. 1995], Euroquol Rating Scale [Schrag et
al. 2000], criteri diagnostici per apatia [Marin 1991], depressione, disturbo di
panico e disturbo d’ansia generalizzato nella malattia di Parkinson [Starkstein,
Merello 2002].
– Bagby RM, Parker JDA, Taylor GJ (1994) J Psychosom Res 38: 23-32.
– Beck AT, Steer RA (eds) (1987) Beck Depression Inventory Manual. San Antonio,
TX, The Psychological Corp.
– Carlesimo GA, Caltagirone C, Gainotti G (1996) Eur Neurol 36 (6): 378-384.
– Dauer W, Przedborski S (2003) Neuron 39: 889-909.
– Folstein MF, Folstein SE, McHugh PR (1975) J Psychiat Res 12: 189-198.
– Friedberg G, Zoldan J Weizman A,, Melamed E (1998) Clin Neuropharmacol 21:
280-284.
2008 361

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A
– Gilman S, Low PA, Quinn N et al. (1999) J Neurol Sci 163: 94-98.
– Greve KW (2001) Clin Neuropsychol 15(2): 228-234.
– Gur RC, Sara R, Hagendoorn M, Marom O et al. (2002) J Neurosci Meth 115(2):
137-143.
– Hamilton M (1960) J Neurol Neurosurg Psychiatry 23: 56-62.
– Hamilton M (1983) The assessment of anxiety. In: Trimble MR (ed) Benzodiazepines
Divided, New York, John Wiley, Sons.
– Hoehn MM, Yahr MD (1967) Neurology 17: 165-181.
– http://www.parkinson-limpe.it - Sito Internet Ufficiale Malattia di Parkinson, Sindromi
Extrapiramidali e Demenze.
– Hughes AJ, Daniel SE, Kilford L, Lees AJ (1992) J Neurol Neurosur Psychiatry 55:
181-184.
– Jain S, Lo SE, Louis ED (2006) Arch Neurol 63(8): 1100-1104.
– Langston JW, Widner H, Goetz CG et al. (1992) Movement Disord 7: 2-13.
– Lauterbach EC (2005) Minerva Med 96(3): 155-173.
– Litvan I, Agid Y, Calne D et al. (1996) Neurology 47: 1-9.
– Litvan I, Agid Y, Goetz C et al. (1997) Neurology 48: 119-125.
– Marin RS (1991) J Neuropsych Clinical Neurosci 3: 243-254.
– Marsh L, Williams JR, Rocco M, Grill S, Munro C, Dawson TM (2004) Neurology
63(2): 293-300.
– Muller T, Dodel R, Fritze J (2006) Z Arztl Fortbild Qualitatssich 100 (4): 291-295.
– Nuti A, Ceravolo R, Piccinni A, Dell’Agnello G, Bellini G, Gambaccini G, Rossi C,
Logi C, Dell’Osso L, Bonuccelli U (2004) Eur J Neurol 11(5): 315-320.
– Pasetti C, Rossi Ferrario S, Fornaia R, Picco D, Foglia C, Galli J (2003) Neurol Sci
24(3): 203-204.
– Schrag A, Jahanshahi M, Quinn N (2000) Movement Disord 15: 1112-1118.
– Snaith RP, Hamilton M, Morley S, Humayan A, Hargreaves D, TrigwellP (1995) Br
J Psychiatry 167: 99-103.
– Spielberger CD, Johnson EH, Russel SF, Crane RS, Jacobs GA, Worden TJ (1985)
The experience and expression of anger: Construction and validation of an anger
expression scale. In: Janisse MP (a cura di) Health psychology: Individual differences
and stress. Springer/Verlag, New York.
– Starkstein S, Merello M (2002) Psychiatric and Cognitive Disorders in Parkinson’s
Disease, Cambridge University Press.
– Starkstein SE, Mayberg HS, Preziosi TJ, Andrezejewski P, Leiguarda R, Robinson
RG (1995) J Neuropsych Clin Neurosci 4: 134-139.
– Stroop J (1935) J Exp Psychol 18: 643-662.
– Williams-Gray CH, Foltynie T, Lewis SJ, Barker RA (2006) CNS Drugs 20(6): 477-505.
Risultati e prodotti conseguiti
La batteria prevista, seppure impegnativa per i pazienti, è stata ben accettata
ed ha permesso la rilevazione di disturbi cognitivi e mentali che non
erano stati precedentemente rilevati senza la somministrazione della stessa.
Nessun paziente ha rifiutato di dare il consenso informato a tale procedura
di valutazione.
362 2008

Neurologia clinica e comportamentale
Attività previste
• Arruolamento dei pazienti, valutazione diagnostica e raccolta dei dati
sociodemografici e clinici. Somministrazione di scale psicometriche e neuropsicologiche.
• Valutazione dell’epidemiologia di disturbi comportamentali e cognitivi.
• Valutazione della relazione tra comportamento e performance neuropsicologiche.
• Analisi statistiche per la valutazione dei risultati sperimentali.
2008 363

B–METODOLOGIE INNOVATIVE
IN RIABILITAZIONE
FRANCESCO LACQUANITI
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.1 –APPROCCI COMPUTAZIONALI ALLO STUDIO DEI MOVIMENTI
DELL’ARTO SUPERIORE
B.1.1 – Informazione visiva e modello interno della gravità nel controllo
dei movimenti di intercettamento (continuazione) (Andrea D’Avella)
B.2 –BIOMEDICINA SPAZIALE
B.2.1 – Immaginazione mentale degli effetti della gravità sul moto
degli oggetti (continuazione) (Myrka Zago)
B.3 –COMPUTER GRAPHICS E REALTÀ VIRTUALI COME METODOLOGIE
PER LA RIABILITAZIONE SENSORIMOTORIA
B.3.1 – Generazione di stimoli visivi tridimensionali dinamici multiattore
ad alta risoluzione per lo studio dei modelli interni (continuazione)
(Mauro Carrozzo)
B.4 –LOCOMOZIONE
B.4.1 – Controllo dei movimenti locomotori: meccanismi base
dell’attività muscolare (continuazione) (Yuri P. Ivanenko)
B.5 –MOVIMENTO E PROCESSI COGNITIVI: PROSPETTIVE TEORICHE E APPLICATIVE
B.5.1 – Rappresentazione mentale della gravità in soggetti
con stroke (continuazione) (Elena Daprati)
B.6 – STUDI INTEGRATI DI PSICOFISICA E RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE
(fMRI) NELLA COORDINAZIONE VISUOMANUALE
B.6.1 – Il modello interno della gravità: studi di risonanza magnetica
funzionale (continuazione) (William L. Miller)
B.7 – UTILIZZO DELLE TECNICHE DI STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA
NEGLI STUDI DI COORDINAZIONE VISUOMANUALE
B.7.1 – Effetti della inattivazione temporanea mediante TMS rispettiva
della corteccia vestibolare perisilviana e dell’area hMT+
sull’intercettamento di oggetti in caduta (continuazione)
(Gianfranco Bosco)
B.8 – UTILIZZO DI TECNICHE INTEGRATE DI PSICOFISICA
E RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE (fMRI)
NELLO STUDIO DELLA RAPPRESENTAZIONE INTERNA DELLA GRAVITÀ
B.8.1 – Studio sul coinvolgimento della rappresentazione interna
della gravità nel moto biologico e nel moto apparente (Vincenzo Maffei)
366 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
B.1 –APPROCCI COMPUTAZIONALI ALLO STUDIO DEI MOVIMENTI
DELL’ARTO SUPERIORE
B.1.1 – Informazione visiva e modello interno della gravità nel controllo
dei movimenti di intercettamento (Andrea D’Avella)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Controllo visuomotorio, gravità, modello interno.
Descrizione
Obiettivo principale del progetto è quello di investigare in che modo il
sistema nervoso centrale (SNC) integri informazione visiva e conoscenza a
priori degli effetti della gravità, incorporata in un modello interno, per predire
la traiettoria nello spazio tridimensionale di un oggetto da intercettare e per
implementare un’adeguata strategia di controllo del movimento del braccio e
della mano. Per intercettare un oggetto in volo, ad esempio una palla, è indispensabile
disporre di una predizione della traiettoria dell’oggetto nello spazio
se la sua velocità è sufficientemente elevata da rendere una strategia di intercettamento
puramente reattiva inefficacie a causa dei tempi di reazione del
sistema sensorimotorio. Tale predizione in generale dipende dall’osservazione
della posizione e della velocità dell’oggetto e dalla conoscenza a priori delle
forze agenti su di esso e della traiettoria che tali forze andranno a determinare.
Trascurando per semplicità le forze aerodinamiche, la principale causa
della traiettoria spaziale dell’oggetto è la forza di gravità che accelera l’oggetto
verticalmente. La conoscenza dell’accelerazione di gravità è dunque un elemento
essenziale per un’accurata predizione della traiettoria di un oggetto
nello spazio. Quando e come una predizione basata sulla conoscenza dell’accelerazione
gravitazionale intervenga nel determinare la risposta motoria è la
questione sulla quale è focalizzato il presente progetto. Per quanto riguarda i
tempi, si può ipotizzare che l’informazione visiva derivante dall’immagine retinica
dell’oggetto determini la risposta motoria fino all’istante nel quale è necessario
utilizzare un calcolo predittivo affinché l’intercettamento sia possibile
(tempo di soglia). In tale scenario, il maggiore tempo di integrazione dell’informazione
visiva disponibile può essere utilizzato dal SNC per generare una predizione
il più accurata possibile. D’altra parte, un calcolo predittivo potrebbe
essere utilizzato anche prima del tempo di soglia ed in teoria fin dall’istante nel
quale sia disponibile una stima iniziale della posizione e velocità dell’oggetto, e
quindi potenzialmente sin dalle fasi iniziali del movimento di intercettamento.
Nella prima parte di svolgimento del progetto è stata considerata proprio
questa prima e più semplice possibilità ed è stato messo a punto un protocollo
sperimentale che introducesse un’ambiguità nell’informazione visiva nella fase
iniziale del volo di una palla lanciata verso un volontario per verificare se già la
risposta motoria iniziale dipendesse da un calcolo predittivo.
Obiettivo della seconda parte del progetto è invece quello di investigare
l’informazione visiva e le risposte motorie durante tutto il volo della palla, ed in
2008 367

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
particolare in prossimità del tempo di soglia. Per quanto riguarda invece le
modalità con le quali un calcolo predittivo possa essere implementato e possa
determinare la risposta motoria del braccio, un’ipotesi è che delle relazioni
funzionali semplici tra parametri osservati (come la posizione e velocità della
palla) ed internalizzati (come l’accelerazione di gravità) e la corretta risposta
motoria, corrispondente ad un calcolo predittivo, siano implementate dalla
mappatura di specifiche caratteristiche dell’input sensoriale in parametri di
controllo di primitive motorie quali l’ampiezza e la temporizzazione di sinergie
muscolari.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso dei primi due anni di svolgimento del progetto è stato progettato,
realizzato, e calibrato un apparato sperimentale per lo studio dei movimenti
di intercettamento di palle in volo nello spazio tridimensionale e sono
stati condotti degli esperimenti per lo studio del ruolo dell’informazione visiva
e del modello interno di gravità durante la fase iniziale dei movimenti di intercettamento.
Per poter controllare i parametri di lancio di una palla, accelerata
linearmente da un lanciatore per l’allenamento al gioco del cricket, è stata
progettata e realizzata una struttura automatizzata che consente di ruotare e
traslare il lanciatore. Dopo l’installazione della struttura automatizzata nel
laboratorio, si è proceduto alle verifiche di funzionalità, alla definizione delle
procedure per l’allineamento del lanciatore e alla calibrazione dei parametri
di lancio necessari per ottenere specifiche caratteristiche di volo della palla.
Se si trascura l’attrito della palla con l’aria si possono facilmente calcolare tali
parametri di lancio. Tuttavia, l’effetto dell’attrito dell’aria modifica la relazione
tra parametri di lancio, parametri di volo e parametri visivi calcolati nel vuoto
e rende necessario un modello fenomenologico di tali relazioni. Si è quindi
proceduto in tale direzione, registrando mediante sistema di registrazione del
movimento VICON le traiettorie della palla, ricoperta con del nastro retrorifrangente,
ottenute variando sistematicamente i parametri di lancio e adattando
delle funzioni polinomiali all’andamento dei parametri di volo in funzione
dei parametri di lancio.
Nelle sessioni sperimentali, volontari sono stati istruiti ad intercettare e
afferrare le palle lanciate da diverse distanze. Durante le sessioni, oltre alla
traiettoria della palla, si è potuto registrare: il movimento di braccio, addome
e testa (mediante sistema VICON); il movimento del polso e delle dita
(mediante guanto instrumentato CyberGlove), l’attività elettromiografica dei
principali muscoli del braccio e del polso (mediante sistema DelSys) ed i
movimenti oculari (mediante sistema di videoculografia EyeLink). Risultati
preliminari dei dati raccolti secondo un disegno sperimentale basato sullo
studio delle risposte motorie iniziali in presenza di uguale velocità di traslazione
retinica dell’immagine di palle lanciate a differenti distanze dal soggetto
hanno indicato che la risposta iniziale è alquanto stereotipata ed indipendente
sia dall’informazione visiva sia dalla conoscenza a priori della gravità. Si è
reso quindi necessario estendere l’analisi alle fasi successive a quella iniziale
del volo della palla.
368 2008

Attività previste
Metodologie innovative in riabilitazione
L’attività di ricerca prevista per il 2008 si concentrerà sulla caratterizzazione
dei movimenti di intercettamento del braccio e della mano e dei movimenti
oculari durante l’intero tempo di volo della palla, e non più limitatamente
alle fasi iniziali. Le risposte saranno caratterizzate in condizioni sperimentali
che permettano di studiare il ruolo dell’informazione visiva e del
modello interno di gravità.
In particolare, si cercherà di determinare sperimentalmente l’intervallo di
tempo minimo dal contatto con la palla entro il quale il SNC possa determinare
una risposta motoria che porti ad un movimento di intercettamento adeguato.
A tal fine, una possibilità è quella di perturbare in modo casuale la
traiettoria della palla, attraverso la generazione di opportune correnti d’aria
localizzate, a diversi tempi di volo.
Inoltre, si valuterà la possibilità di simulare una variazione dell’accelerazione
di gravità utilizzando le forze aerodinamiche prodotte dalla rotazione
della palla attorno ad un asse orizzontale perpendicolare alla direzione di lancio.
L’apparato sperimentale è già predisposto per impartire tale moto alla
palla.
Infine, si provvederà ad una più completa caratterizzazione dei movimenti
oculari, sia con il protocollo sperimentale utilizzato in precedenza per
lo studio della risposta relativa alla fase iniziale del volo della palla, sia con
nuovi protocolli finalizzati allo studio delle risposte alle fasi successive. A tal
fine, si metterà a punto una procedura di calibrazione della direzione di
sguardo nello spazio a partire dai dati videoculografici e dalla misura della
posizione ed orientamento spaziale del capo del soggetto e del sistema di
videoculografia (EyeLink) mediante sistema di registrazione del moto Vicon.
2008 369

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.2 –BIOMEDICINA SPAZIALE
B.2.1 – Immaginazione mentale degli effetti della gravità
sul moto degli oggetti (Myrka Zago)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Immaginazione mentale, modelli interni, intercettamento.
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 [1] 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 [2] 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Per raggiungere gli obiettivi prefissati sono stati messi a punto due setup
sperimentali. Il primo setup consente di studiare la cinematica dell’arto superiore
nell’immaginazione mentale degli effetti della gravità sul moto degli
oggetti quando i soggetti compiono dei movimenti di lancio di una pallina da
tennis immaginaria verso il soffitto e poi la riafferrano. Il secondo setup consente
di studiare la cinematica dell’arto superiore nell’esecuzione dello stesso
movimento di lancio di una pallina verso il soffitto e di afferramento di essa
dopo il rimbalzo sul soffitto ma questa volta la pallina è una vera palla da ten-
370 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
nis, non è una palla immaginata. Con questo secondo setup si può studiare
anche la cinematica della pallina durante il suo movimento.
Nel setup per il compito di immaginazione i soggetti sperimentali si trovano
in piedi a 1,50 m davanti ad un monitor su cui compaiono le istruzioni
sui compiti da eseguire. A 2,30 m alla loro destra (sinistra nel caso di soggetti
sperimentali mancini) è presente il sistema di Motion Capture 3D Optotrak
(modello 3020) per l’acquisizione dei dati cinematici del movimento del braccio.
Al polso dei soggetti sperimentali viene applicato un accelerometro triassiale
miniaturizzato Endevco (modello 63B-100) per acquisire i dati dinamici.
Sul monitor davanti al soggetto compare l’interfaccia grafica che è stata sviluppata
per la presentazione delle istruzioni visive ai soggetti sperimentali
relativamente ai compiti da eseguire, ovvero al livello di forza da utilizzare ed
alla legge di moto da immaginare. Contestualmente, è stato sviluppato il
software di acquisizione dei dati cinematici e dinamici ed il software di sincronizzazione
della diversa strumentazione di misura adottata.
Nel setup del compito reale di lancio, i soggetti sperimentali si trovano a
2 m da quattro videocamere VICON (modello 612) poste ai vertici di un quadrilatero
di 1.5 × 2 m, simile alla configurazione ELITE S2, volgendo verso le
videocamere il loro lato destro (sinistro nel caso di soggetto mancino).
Prove sperimentali
Sono stati condotti esperimenti su otto soggetti (età 32±7sd) in due sessioni
separate.
Nella prima sessione i soggetti eseguono il protocollo IMAGINE in cui si
deve immaginare il movimento necessario per lanciare una palla da tennis fittizia
verso il soffitto e quindi compiere questo movimento immaginato a tre
livelli di forza ed in due condizioni di gravità (normogravitaria, 1g, e in microgravità,
0g – in tutto 48 prove). I soggetti devono valutare la forza da applicare
per ogni prova in modo che il primo livello sia la forza minima da imprimere
alla palla perché essa urti appena il soffitto, il secondo livello di forza sia il
doppio ed il terzo livello sia il triplo di questa forza base. Ogni prova consiste
di una fase di 10 secondi in cui il soggetto immagina il lancio della palla verso
il soffitto, l’urto e la successiva prensione e di una fase successiva di altri 10
secondi in cui il soggetto deve compiere il movimento precedentemente
immaginato. I soggetti sono liberi di osservare il soffitto per farsi un’idea dell’ambiente.
In ogni prova sperimentale il soggetto inizia con il braccio rilassato
lungo il corpo, con la mano chiusa intorno alla palla immaginata
tenendo conto delle dimensioni di una palla da tennis reale; nella fase di
immaginazione non si devono muovere se non per osservare il monitor ed il
soffitto, nella fase di esecuzione del movimento i soggetti devono lanciare la
palla immaginaria fermando il movimento della mano all’altezza del gomito
ed aprendo le dita nel momento del “ lancio ” e richiudendole nel momento
della “ prensione ”. Ai soggetti sperimentali sono applicati sei markers Optotrak
attivi che emettono nell’infrarosso; alla spalla, al gomito, al polso, al
primo metacarpo vicino all’articolazione con la falange, sul punto distale del
dito pollice e sul punto distale del dito indice. Al polso, posizionato in corrispondenza
del processo stiloideo del radio e dell’ulna, è applicato l’accelero-
2008 371

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
metro triassiale Endevco. In questa posizione, le misure dell’accelerazione del
braccio durante il movimento non risentono delle flesso-estensioni del polso.
L’acquisizione della cinematica dei sei markers è campionata ad una frequenza
di 100Hz e con una accuratezza >1mm, mentre i tre canali dell’accelerometro
sono acquisiti con una frequenza di campionamento di 1kHz.
Nella seconda sessione e con il secondo setup i soggetti lanciano una palla
da tennis reale verso il soffitto applicando alla stessa i tre livelli di forza precedentemente
descritti (in tutto 12 prove). In ogni prova sperimentale il soggetto
inizia con il braccio rilassato lungo il corpo, con la mano chiusa intorno
alla palla da tennis. I soggetti sono liberi di lanciare la palla nel modo più
naturale possibile. Ai soggetti sperimentali sono applicati otto markers passivi
che riflettono nell’infrarosso; alla spalla, al gomito, al polso, al primo metacarpo
vicino all’articolazione con la falange, al secondo metacarpo vicino
all’articolazione con la falange, nel punto medio del terzo metacarpo, sul
punto distale del dito pollice e sul punto distale del dito indice. Anche la palla
è markerizzata. L’acquisizione della cinematica degli otto markers è campionata
ad una frequenza di 100Hz e con una accuratezza >1mm.
È stata poi eseguita l’analisi dei dati acquisiti nel corso delle prove sperimentali
che i soggetti hanno effettuato in compiti motori con una palla reale.
Le analisi effettuate sono state volte alla caratterizzazione della cinematica del
movimento in relazione alla legge di moto della pallina.
Sono state ricostruite le traiettorie dei markers nelle prove effettuate con
la palla reale per studiare dei criteri per individuare l’occorrenza della fase di
lancio e di prensione nelle prove in cui i soggetti “ lanciano ” e “ prendono ”
delle palle immaginate. Sono state studiate in particolar modo le caratteristiche
della derivata prima (velocità) di ogni traiettoria per quantificare non solo
l’istante in cui il soggetto ha immaginato di aver lanciato o aver afferrato la
palla, ma anche la velocità con cui il soggetto ha immaginato di aver lanciato
la palla virtuale per quindi poi ricostruirne la traiettoria.
In particolare sono state analizzate le traiettorie spaziotemporali del braccio
acquisite mediante il sistema optoelettronico Vicon. I dati grezzi sono stati
filtrati numericamente con un filtro passabasso a 25 Hz bidirezionale del
secondo ordine (Butterworth) prima di ogni successiva analisi per eliminare
eventuali artefatti. Sono stati poi calcolati le seguenti grandezze e parametri:
apertura della mano, velocità istantanea di apertura della mano, temporizzazione
del lancio della palla, temporizzazione della prensione della palla e velocità
istantanea dell’indice. L’apertura della mano è stata calcolata come
distanza tra la prima giunzione metacarpofalangea del pollice e la punta del
dito indice. La velocità istantanea di apertura della mano è stata calcolata
numericamente derivando il segnale di apertura della mano. L’istante di lancio
e di prensione della palla sono stati calcolati come istanti di occorrenza
del massimo picco e della minima valle della velocità di apertura della mano.
La componente della velocità del dito indice diretta lungo l’asse gravitazionale
è sempre risultata dominante rispetto alle componenti di velocità nelle due
direzioni ortogonali. L’ampiezza del massimo picco della componente della
velocità del dito indice diretta lungo l’asse gravitazionale è stato verificato
essere coincidente con la velocità assunta dalla palla nell’istante di lancio. In
372 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
paradigmi di lancio orizzontale di una palla, una volta aperta la mano la palla
rotola lungo le dita della mano fino al distacco finale dalla punta delle dita [3] .
Abbiamo verificato che anche nel lancio verticale la palla rotola nella mano
nella direzione prossimo-distale lungo il palmo e lungo le dita fino al rilascio
finale e che la velocità della palla al distacco non differisce significativamente
dal massimo picco di velocità dell’indice nella direzione gravitazionale.
Abbiamo poi valutato la distanza tra la punta del dito indice ed il soffitto del
laboratorio nell’istante di distacco e nell’istante di prensione della palla in
quanto ciascuna di queste due distanze, diminuita del diametro della palla,
rappresenta la distanza verticale percorsa dalla palla rispettivamente nella
fase di moto ascendente e discendente.
– McIntyre J, Zago M, Berthoz A, Lacquaniti F (2001) Nature Neuroscience 4: 693-694.
– Indovina I, Maffei V, Bosco G, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2005) Science
308: 416-419.
– Hore J, Watts S, Tweed D (1999) J Neurophysiol 82: 1187-1197.
Attività previste
Il programma dell’attività di ricerca per il 2008 sarà la messa a punto di
una metodologia di analisi per la caratterizzazione della cinematica del movimento
nel lancio di una pallina immaginaria in relazione alla legge di moto
della pallina. Inoltre verrà poi valutata la correlazione della cinematica nel
lancio di una palla reale e nel lancio di una palla immaginaria.
Inoltre gli stessi esperimenti di lancio di una palla immaginaria eseguiti
nel laboratorio di Controllo Visuomotorio della Fondazione Santa Lucia verranno
eseguiti da tre astronauti a terra nei laboratori NASA al Johnson Space
Center di Huston (Texas) e al Kennedy Space Center di Orlando (Florida)
prima e dopo la missione spaziale sulla Stazione Spaziale Internazionale, e in
volo nel laboratorio orbitante Columbus all’interno della Stazione Spaziale
Internazionale (ISS). Negli esperimenti con astronauti sia a terra che in volo
verrà acquisita la cinematica dell’arto superiore dominante mediante il
sistema di acquisizione optoelettronico Elite-S2. Inoltre verranno anche
acquisite immagini video di tutte le sessioni sperimentali a terra ed in volo.
Verranno poi ricostruite le traiettorie dei markers nelle prove effettuate dagli
astronauti sia a terra che in volo sulla ISS.
Passo successivo sarà la valutazione congiunta dei risultati emersi dagli
esperimenti di lancio di una pallina reale e di una pallina immaginaria nei
soggetti che non hanno mai esperito la condizione microgravitaria (e che non
hanno avuto nessun training di simulazione microgravitaria) e dei risultati
emersi dagli esperimenti di lancio di una palla immaginaria negli astronauti
prima, durante e dopo l’esperienza della microgravità.
2008 373

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.3 –COMPUTER GRAPHICS E REALTÀ VIRTUALI COME METODOLOGIE
PER LA RIABILITAZIONE SENSORIMOTORIA
B.3.1 – Generazione di stimoli visivi tridimensionali dinamici multiattore
ad alta risoluzione per lo studio dei modelli interni (Mauro Carrozzo)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Realtà virtuali, computer graphics, animazione 3D.
Altri Enti coinvolti: Istituto di Neuroscienze, Consiglio Nazionale delle Ricerche
di Roma.
Descrizione
L’intercettamento di oggetti in movimento, come una palla in caduta
libera, si basa anche su informazioni fornite dal nostro sistema visivo. Queste
informazioni possono essere imprecise ma nonostante ciò siamo comunque
in grado di gestire in maniera soddisfacente molte situazioni. Per 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.
Attraverso l’interazione con l’ambiente circostante acquisiamo e consolidiamo
informazioni utili al successo delle nostre azioni. Tali informazioni, opportunamente
codificate (per esempio come valori attesi), vengono integrate con le
informazioni in tempo reale, creando così i presupposti affinché l’esperienza
condizioni l’azione.
In precedenti compiti di intercettamento, venivano variati essenzialmente
solo alcuni parametri cinematici legati al moto della palla (accelerazione
lungo la verticale e velocità iniziale). In realtà, in molte condizioni, dobbiamo
agire interagendo con moti inseriti in contesti assai diversi, elaborando stime
di quantità analoghe al tempo di contatto che possono essere influenzate da
fattori diversi da quelli strettamente cinematici (punto di vista, relazioni
metriche, ecc). Se un modello interno deve essere impiegato per compensare
la scarsa precisione della misura, vogliamo cercare di individuare le variabili
codificate nel modello, valutando l’effetto della manipolazione di vari parametri
sulla precisione della risposta del soggetto.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso del 2007 sono state ulteriormente perfezionate le tecniche precedentemente
sviluppate per la presentazione di stimoli visivi interattivi ad
alta risoluzione. Utilizzando tali tecniche è stato completato lo sviluppo del
programma di presentazione dello stimolo visivo ed acquisizione dati ed è
stato allestito il setup completo per l’esecuzione degli esperimenti. Al soggetto
veniva presentata una scena resa mediante OpenGL su una scheda grafica
nVidia GEForce 8800 GTX. La presentazione dello stimolo avveniva mediante
un monitor LCD (ViewSonic VG2230wm). Delle due figure umane presenti
nella scena, quella anteriore poteva essere statica oppure in movimento,
374 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
quella posteriore solo statica. L’altezza H di tali figure veniva scelta in
maniera casuale tra tre valori diversi, di cui uno pari all’altezza media di un
uomo (condizione di congruenza metrica). La scena veniva presentata da tre
punti di vista diversi, ottenuti cambiando la distanza D del punto di vista
lungo una direzione prefissata, ortogonale al piano contenente il moto della
palla. La proiezione della scena è stata calcolata tenendo in considerazione la
reale posizione dell’osservatore rispetto allo schermo e la geometria dello
schermo stesso. La palla percorreva una traiettoria parabolica e rimbalzava
sempre sullo stesso punto. Le velocità iniziali venivano scelte tra cinque possibili,
la quota di lancio era mantenuta fissa, l’accelerazione di gravità era
costante e pari a quella normale. Dal momento del rilascio al contatto col
suolo erano possibili cinque tempi di volo FD. La figura umana anteriore
veniva animata sulla base di acquisizioni di moti reali, effettuate mediante il
sistema di analisi del movimento VICON 612. L’animazione è stata ottenuta
importando i dati cinematici in Poser 6, esportando le mesh poligonali corrispondenti
e importandole nel programma di controllo dell’esperimento per la
relativa visualizzazione.
Sono stati reclutati 18 soggetti, di età compresa tra 21 e 42 anni e sono
stati effettuati gli esperimenti.
Attività previste
Analisi dei dati e pubblicazione dei risultati.
2008 375

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.4 –LOCOMOZIONE
B.4.1 – Controllo dei movimenti locomotori: meccanismi base
dell’attività muscolare (Yuri Ivanenko)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Cammino, EMG, analisi fattoriale, mappe spinali.
Descrizione
L’obiettivo di questo studio consiste nell’approfondimento delle conoscenze
dei meccanismi neurofisiologici che governano il controllo e le attività
motorie. La nostra ricerca dei meccanismi base del controllo locomotorio nell’uomo
usa un approccio sia neurofisiologico che biomeccanico perché il controllo
locomotorio integra questi due aspetti fondamentali. In particolare, la
forza di gravità, da una parte, rappresenta una forza che perturba il mantenimento
dell’equilibrio ed influenza la locomozione, ma può costituire, d’altra
parte, un sistema di riferimento importante per la coordinazione motoria.
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. Una corretta locomozione nei
soggetti sani e nei soggetti con patologie motorie, richiede sia l’abilità di generare
i patterns locomotori, sia quella di cambiare i suddetti patterns in risposta
a perturbazioni esterne ed interne e a movimenti complessi.
Comprendere i meccanismi, le strategie che il sistema nervoso centrale
adotta per promuovere un determinato atto motorio costituisce un problema
molto complesso ed un argomento di grande interesse. Al fine di investigare le
modalità con cui i circuiti spinali generano i diversi modi di locomozione
analizzeremo anche l’attività muscolare usando sia tecniche di analisi multivariata
sia l’architettura spazio-temporale dell’attività dei motoneuroni associando
i patterns muscolari (EMGs) all’ubicazione dei motoneuroni.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso dell’anno 2007 abbiamo studiato aspetti importanti del controllo
della locomozione nell’uomo.
Abbiamo registrato il cammino e la corsa sul treadmill di soggetti adulti
sani a differenti velocità (3, 5, 7 e 9 km/h per il cammino; 5, 7, 9 e 12 km/h per
la corsa) ed abbiamo esaminato l’attività muscolare con il sistema DELSYS e
la cinematica attraverso la registrazione con il sistema VICON. L’attività
muscolare è stata caratterizzata usando tecniche di analisi multivariata e
attraverso le mappe spazio-temporali dell’attività motoneuronale associando i
patterns muscolari all’ubicazione dei motoneuroni. Al fine di esplorare alcuni
376 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
vincoli sul movimento degli arti inferiori durante i diversi tipi di locomozione,
abbiamo anche registrato il superamento di un ostacolo, il cammino con
ginocchia flesse, il cammino in aria con lo sgravio del peso corporeo.
Abbiamo trovato notevoli differenze tra i piani di covarianza nei diversi tipi di
locomozione. Sono state introdotte due variabili globali, lunghezza ed orientamento
della gamba con le quali è possibile fittare le traiettorie planari come
una loro somma pesata. Questo ci suggerisce che le due variabili possono predire
indipendentemente la coordinazione intersegmentale.
Al fine di testare ulteriormente questo fenomeno abbiamo chiesto ai soggetti
di camminare, correre e saltellare sul posto, variando pertanto solo la lunghezza
della gamba e mantenendo fissa l’orientazione, e anche di camminare con le
ginocchia bloccate al fine di mantenere costante la lunghezza e variare l’orientazione.
I risultati mostrano il concetto di un controllo modulare della cinematica
degli arti inferiori ove i movimenti degli arti sono il risultato della sovrapposizione
delle covarianze relative alla lunghezza e all’orientazione separatamente.
Questa ipotesi trova supporto nei risultati sugli animali in cui la propriocezione
può essere codificata in termini di queste variabili globali della gamba.
Attività previste
Seguendo la linea generale del progetto “ controllo dei movimenti locomotori
”, le attività previste nella prossima fase del programma di ricerca consisteranno
nell’approfondimento del controllo locomotorio nell’uomo introducendo
una diversa interazione con il terreno. L’architettura del programma locomotorio
contiene sia una struttura spaziale (le sinergie muscolari) che temporale.
Allo scopo di caratterizzare e valutare la coordinazione, registreremo la cinematica
e l’attività muscolare attraverso la registrazione della cinematica
(VICON system) e delle attività elettromiografiche (elettrodi di superficie bipolari
DELSYS). La cinematica del cammino e della corsa sarà registrata ponendo
sulla pelle dei markers riflettenti gli infrarossi in corrispondenza delle articolazioni.
Al fine di conoscere meglio i meccanismi e le strategie che il sistema
nervoso centrale adotta, analizzeremo inoltre in dettaglio il cammino su superficie
a bassissimo attrito e il cammino con differenti livelli di sgravio del peso
corporeo usando un nuovo sistema di simulazione di microgravità.
In particolare, lo scopo di questa ricerca è quello di esaminare come la
coordinazione intersegmentare e l’attività muscolare dipendano dall’interazione
con il terreno. Saranno inoltre utilizzati i vari metodi per analizzare la
coordinazione intersegmentare: analisi delle componenti principali, analisi
dei momenti di forza alle articolazioni coinvolte nel movimento, studio della
relazione tra lo stiffness articolare e la coordinazione locomotoria. Verrà
applicata l’analisi cinematica e dei patterns elettromiografici dei muscoli dell’arto
inferiore e del tronco con una particolare enfasi alle caratteristiche invarianti
del passo umano al fine di identificare i patterns coordinati durante i
diversi modi di locomozione. Al fine di completare i diversi esperimenti nelle
varie condizioni sarà sviluppato un modello che rappresenta la struttura e le
caratteristiche dei generatori spinali che controllano il movimento locomotorio
nell’uomo.
2008 377

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.5 – MOVIMENTO E PROCESSI COGNITIVI: PROSPETTIVE TEORICHE
E APPLICATIVE
B.5.1 – Rappresentazione mentale della gravità in soggetti con stroke
(Elena Daprati)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Intercettamento, gravità, corteccia vestibolare, lesione cerebrale,
neuropsicologia.
Descrizione
Questa ricerca si propone di valutare il significato funzionale dell’attività
della corteccia vestibolare nei processi d’interazione con oggetti in movimento.
Studi recenti indicano che il Sistema Nervoso Centrale (SNC)
potrebbe impiegare un modello interno per calcolare gli effetti della gravità
terrestre su bersagli esplorati visivamente. Questo consentirebbe di sopperire
alle limitazioni del sistema visivo nella stima delle accelerazioni [Brouwer et
al. 2002; Werkhoven et al. 1992]. La corteccia vestibolare parieto-insulare
potrebbe essere la sede di questa rappresentazione astratta, come suggerito da
alcune osservazioni sperimentali [Indovina et al. 2005; Zago, Lacquaniti
2005]. In particolare, un circuito corticale a prevalente componente vestibolare
potrebbe fornire una rappresentazione delle leggi fisiche di moto, e nella
fattispecie, un modello interno dell’accelerazione di gravità.
Studi clinici descrivono la comparsa di sintomi vestibolari (quali spostamenti
dell’asse corporeo, nistagmo, vertigini, neglect) in seguito a lesioni nel
territorio dell’arteria cerebrale media. Questi effetti sarebbero particolarmente
caratteristici per lesioni che coinvolgano l’insula posteriore, la corteccia
parietale e la giunzione temporo-parietale. La ricerca in corso si propone
quindi di studiare il comportamento d’interazione con bersagli in caduta in
pazienti che, in conseguenza di lesione cerebrale, presentino un’alterata funzionalità
di queste strutture.
– Brouwer AM et al. (2002) Percept Psychophys 64: 1160-1168.
– Indovina I et al. (2005) Science 308: 416-419.
– Werkhoven P et al. (1992) Vis Res 32: 2313-2329 .
– Zago M, Lacquaniti F (2005) Neuropsychologia 43: 178-188.
Risultati e prodotti conseguiti
La prima parte di questa ricerca è stata dedicata a selezionare compiti
sperimentali adatti a valutare la capacità di intercettare uno stimolo in movimento.
È stato quindi costruito un protocollo, in ambiente virtuale, in cui un
oggetto inanimato (un pallone) muove in caduta libera lungo la verticale, in
direzione di una figura umana. L’osservatore deve intercettare il bersaglio
mobile, immediatamente prima che questo raggiunga la figura, in modo ana-
378 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
logo a quanto accadrebbe, in condizioni realistiche, per un movimento di catching
o punching.
Per escludere problematiche legate alla percezione della direzione di
movimento o alla capacità di reagire ad uno stimolo, sono stati costruiti
anche due compiti di controllo. Nel primo, il soggetto deve porre in posizione
verticale una barra variamente orientata, presentata sullo schermo di un computer,
guidandone il movimento attraverso 2 tasti di una tastiera. Per evitare
indizi ambientali il test si svolge al buio. Nel secondo compito, il soggetto
deve premere il pulsante di un mouse in risposta all’espansione di un cerchio
presentato sullo schermo. L’intervallo temporale tra espansioni successive è
casuale. Per analogia con il compito principale, il cerchio è presentato in corrispondenza
con il punto di intercettamento del bersaglio mobile.
Nel corso delle fasi iniziali della ricerca, questi compiti sono stati presentati,
insieme a test neuropsicologici di screening, ad un piccolo gruppo di
pazienti cerebrolesi (n=13). In particolare, sono state selezionate due categorie
di pazienti: casi in cui la sede primaria di lesione coinvolga le aree di interesse
(gruppo sperimentale) e casi in cui siano coinvolte strutture non direttamente
correlate alla funzione vestibolare (gruppo controllo). Per ciascuno dei
partecipanti, sono stati raccolti dati relativi all’accuratezza e alla latenza di
risposta nello svolgimento dei tre compiti proposti.
Attività previste
Nella fase attuale della ricerca, ci si propone di proseguire il reclutamento
e lo studio di ulteriori casi, ampliando il numero di pazienti inclusi nel
gruppo sperimentale ed in quello di controllo. Raggiunto un numero di osservazioni
sufficiente a garantire un campione rappresentativo ed affidabile sul
piano statistico, si procederà ad un’analisi dettagliata dei risultati mediante
software dedicato. In particolare, sarà prospettata una valutazione della correlazione
dei dati comportamentali con i dati anatomici sulla sede di lesione.
2008 379

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.6 – STUDI INTEGRATI DI PSICOFISICA E RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE
(fMRI) NELLA COORDINAZIONE VISUOMANUALE
B.6.1. Il modello interno della gravità:
studi di risonanza magnetica funzionale (William L. Miller)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Risonanza magnetica funzionale (fMRI), sistema visivo, sistema
vestibolare, corteccia, cervelletto, gravità, modelli interni.
Altri Enti coinvolti: Agenzia Spaziale Italiana, Università di Tor Vergata.
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 (risonanza magnetica funzionale), dall’altro lato. Nel corso
del triennio affronteremo il problema del coordinamento tra controllo oculomotorio,
informazione retinica (retinal slip) ed il modello interno della gravità. Il
problema fondamentale è quello di determinare il substrato neurale per l’estrazione
di informazioni dal contesto visivo (posizione, orientamento, fattore di
scala) relativamente alla rappresentazione delle leggi di moto gravitazionali.
Finora gli esperimenti fMRI [Indovina et al. 2005; Miller et al. 2007], che
hanno identificato aree cerebrali legate all’utilizzo di un modello interno della
gravità, sono stati condotti istruendo i soggetti a mantenere la fissazione sempre
su un punto centrale nella scena visiva (e quindi con l’immagine retinica
fissa rispetto allo spazio esterno). D’altro canto esperimenti di psicofisica
hanno evidenziato l’utilizzo dello stesso modello interno durante compiti di
intercettamento in cui il mantenimento della fissazione non era richiesto (e
quindi l’immagine retinica del mondo esterno cambia orientamento dinamicamente
[e.g. Zago et al. 2004]).
Queste due condizioni oculomotorie molto diverse (fissazione vs inseguimento)
potenzialmente coinvolgono diversi processi per l’estrazione dell’informazione
dalla scena visiva. Quindi sarà eseguito un esperimento fMRI con lo
scopo di determinare i correlati neurali dell’attivazione del modello interno della
gravità durante l’inseguimento oculare di un bersaglio visivo in caduta verticale.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel 2007 abbiamo pubblicato un articolo scientifico peer-reviewed sui
risultati ottenuti dall’esperimento di fMRI mirato a comprendere l’effetto
della presenza di uno sfondo visivo naturalistico sull’elaborazione di informazione
di moto congruente o meno con la forza di gravità [Miller WL,
Maffei V, Bosco G, Iosa M, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (December 5,
2007) Vestibular nuclei and cerebellum put visual gravitational motion in
context. Journal of Neurophysiology, doi:10.1152/jn.00889.2007]. Abbiamo
inoltre iniziato la raccolta dei dati di prova per un nuovo esperimento
380 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
mirato allo studio di movimenti oculari, ovvero della relazione tra inseguimento
di un oggetto in moto accelerato e la percezione della gravità. I primi
dati di prova indicano una varietà di strategie oculomotorie utilizzate
durante l’inseguimento ed intercettamento di un bersaglio in libera caduta
verticale, con alcune evidenze che le caratteristiche di movimenti di lento
inseguimento e movimenti saccadici cambiano secondo la legge di moto del
bersaglio, quasi indipendentemente della velocità media del bersaglio.
Infine, abbiamo lanciato un nuovo disegno di protocollo basato sulle analisi
precedenti dei dati della seconda sessione fMRI eseguita con ogni soggetto
sull’effetto dello sfondo visivo (vedi rendiconto 2007).
A base i risultati di queste analisi, è stata iniziata la progettazione di un
nuovo protocollo di stimolazione visiva atto a studiare in modo longitudinale
gli effetti di contesto visivo e del fattore di scala derivabile dallo sfondo
visivo sull’intercettamento di oggetti in moto gravitazionale.
Attività previste
Quest’anno porteremo avanti due progetti sperimentali:
Effetto di diverse vie d’ingresso visivo dell’informazione relativa al moto gravitazionale
– L’esperimento sulle strategie oculomotore relativo alla percezione
visiva della gravità (vedi sopra) sarà eseguito quest’anno. Ci sono attualmente 2
protocolli sperimentali pronti: intercettamento di un bersaglio in libera caduta
verticale (dati di prova già acquisiti), e inseguimento di moti pendolari (dati di
prova già acquisiti). Per questo secondo protocollo è stato realizzato e verificato
un nuovo stimolo pendolare con diverse leggi di moto (1g – realistico, 0g e
-1g – non realistici), su una nuova potente piattaforma di software di generazione
di stimoli e controllo sperimentale capace di integrare i dati psicofisici
con i dati dei movimenti oculari di entrambi gli occhi registrati con un sistema
di telecamere infrarosso. Sulla base dei risultati di questi esperimenti di psicofisica,
si valuterà un protocollo da portare eventualmente nel fMRI.
Inoltre, quest’anno valuteremo e inizieremo lo sviluppo di nuovi protocolli
(stimoli visivi e compiti) da integrare di seguito per la serie di esperimenti sui
movimenti oculari. In particolare, inclusi stimoli dinamici di “ self-motion ”, l’orientamento
visivo apparente (e quindi l’apparente direzione del vettore gravitazionale)
cambia dinamicamente durante l’esperimento. Per questo sfrutteremo
simulazioni di alta definizione grafica 3D di self-motion, integrandole nella
piattaforma software di controllo sperimentale.
Effetti temporali della presenza/assenza di un contesto realistico – Sarà inoltre
completato il protocollo longitudinale sull’effetto del contesto visivo sulla
percezione della gravità. Il nuovo esperimento consiste nella presentazione a
diversi gruppi di soggetti di stimoli pictorial (P) oppure non-pictorial (N) per
più giorni in sequenze randomizzate, separati da un intervallo di una o più
settimane. Lo scopo è di studiare i processi di consolidamento della percezione
della gravità e del comportamento motorio di intercettamento con
tempo relativo a la disponibilità di informazione contestuale fornita ai soggetti.
Questo studio sarà prima eseguito in laboratorio (solo psicofisica) e,
secondo i risultati, eventualmente nel fMRI.
2008 381

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.7 – UTILIZZO DELLE TECNICHE DI STIMOLAZIONE MAGNETICA
TRANSCRANICA NEGLI STUDI DI COORDINAZIONE VISUOMANUALE
B.7.1 – Effetti della inattivazione temporanea mediante TMS
rispettiva della corteccia vestibolare perisilviana
e dell’area hMT+ sull’intercettamento di oggetti in caduta
(Gianfranco Bosco)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: TMS, corteccia vestibolare, area hMT/V5+, TPJ.
Descrizione
Questo programma di ricerca integra esperimenti comportamentali con
quelli di stimolazione magnetica transcranica (TMS) al fine di approfondire le
conoscenze riguardanti i meccanismi neurali alla base della coordinazione
visuomotoria. Un particolare esempio di coordinazione visuomotoria è rappresentato
dall’intercettamento di oggetti in movimento. Affinché un oggetto
in movimento sia intercettato con successo, è necessario che l’istante in cui
l’oggetto attraversa il punto della traiettoria nel quale lo si vuole afferrare o
colpire sia stimato con precisione e in maniera predittiva, per evitare le conseguenze
dei ritardi nel circuito visuomotorio. I processi neurali alla base della
elaborazione di queste stime temporali non sono però ancora del tutto chiariti.
In particolare, un aspetto controverso riguarda il contributo delle informazioni
visive [Lee 1980; 1983] rispetto a quello di informazioni precostituite
circa caratteristiche invarianti dell’ambiente, quali ad esempio, l’effetto della
forza gravità sul moto degli oggetti [Lacquaniti, Maioli 1989; McIntyre et al.
2001; Zago et al. 2004].
In relazione alle aree del SNC candidate a svolgere un ruolo cruciale in
questi processi, è già nota da diverso tempo la centralità che riveste l’area
hMT/V5+ nella elaborazione di informazioni visive di moto [Tootell et al.
1995; Watson et al. 1993]. Invece, è più recente l’evidenza che l’attività di un
complesso di aree corticali peri-silviane (corteccia insulare e aree limitrofe
parieto-temporali) alle quali viene comunemente attribuita una funzione
vestibolare [Dieterich et al. 2003] possa, in realtà, rappresentare il correlato
neurale di una conoscenza implicita della forza di gravità [Indovina et al.
2005]. In tal senso la TMS può rappresentare una approccio metodologico
estremamente utile per studiare il contributo di aree corticali potenzialmente
coinvolte nell’elaborazione delle stime temporali necessarie per un intercettamento
corretto dell’oggetto. Diversi paradigmi di TMS, infatti, sono correntemente
utilizzati per interferire selettivamente con le funzioni di un’area
corticale di interesse (lesione virtuale) e studiarne gli effetti su un dato comportamento
[Pascual-Leone et al. 2000].
Il presente programma di ricerca ha quindi l’obiettivo di utilizzare questa
metodologia per studiare il contributo relativo delle informazioni visive
382 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
elaborate dall’area hMT/V5+ e di informazioni precostituite riguardanti la
forza di gravità elaborate dalla corteccia perisilviana della giunzione temporo-parietale
(TPJ) nell’intercettamento manuale di oggetti in movimento.
– Dieterich M, Bense S, Lutz S, Drzezga A, Stephan T, Bartenstein P, Brandt T (2003)
Cereb Cortex 13: 994-1007.
– Lacquaniti F, Maioli C (1989) J Neurosci 9(1): 134-159.
– Lee DN (1980). In: GE Stelmach and J Requin (eds) Tutorials in Motor Behavior,
Elsevier, Amsterdam, 281-296.
– Lee DN, Young DS, Reddish PE, Lough S, Clatyon TM (1983) Q J Exp Psychol 35A:
333-346.
– McIntyre J, Zago M, Berthoz A, Lacquaniti F (2001) Nat Neurosci 4: 693-694.
– Pascual-Leone A, Walsh V and Rothwell J (2000) Curr Opin Neurobiol 10: 232-237.
– Tootell RB, Reppas JB, Kwong KK, Malach R, Born RT, Brady TJ, Rosen BR, Belliveau
JW (1995) J Neurosci 15(4): 3215-3230.
– Watson JD, Myers R, Frackowiak RS, Hajnal JV, Woods RP, Mazziotta JC, Shipp S,
Zeki S (1993) Cereb Cortex 3(2): 79-94.
– Zago M, Bosco G, Maffei V, Iosa M, Ivanenko YP, Lacquaniti F (2004) J Neurophysiol
91(4): 1620-1634.
Risultati e prodotti conseguiti
L’attività sperimentale svolta nel corso dei periodi precedenti ha cercato
di chiarire alcuni aspetti riguardanti il contributo delle aree vestibolari perisilviane
della giunzione temporo-parietale (TPJ) e dell’area visiva hMT/V5+
nell’intercettamento di oggetti in caduta verticale. I risultati di esperimenti in
cui, mediante TMS, si è cercato di interferire reversibilmente con le funzioni
di queste due regioni corticali hanno evidenziato un nesso causale tra la loro
attività e la temporizzazione delle risposte motorie di intercettamento. In particolare,
è stato osservato come l’inattivazione temporanea di TPJ alteri selettivamente
l’intercettamento di moti gravitazionali.
Questo risultato è in accordo con la precedente evidenza sperimentale
ottenuta attraverso uno studio di neuroimmagini che la corteccia perisilviana
della giunzione temporo-parietale viene attivata preferenzialmente da moti
gravitazionali e suggerisce un ruolo per TPJ nel filtrare l’informazione visiva
riguardante il moto dell’oggetto in relazione alla sua congruenza o meno con
gli effetti della gravità. Invece, l’inattivazione temporanea dell’area hMT/V5+
altera la tempistica delle risposte di intercettamento indipendentemente dalla
legge di moto del bersaglio visivo. È stato, inoltre, osservato come gli effetti
della inattivazione di queste due aree corticali sui tempi di intercettamento
siano indipendenti dalla cinematica del moto dell’oggetto e risultino evidenti
solo quando l’inattivazione viene prodotta entro i primi 300 ms dall’inizio del
moto del bersaglio visivo.
Questi risultati, nel complesso, suggeriscono che il ruolo dell’area hMT/V5+
e di TPJ non sia limitato alla elaborazione di informazioni visive di moto ma
riguardi più direttamente il processo decisionale che produce la corretta temporizzazione
della risposta motoria per l’intercettamento dell’oggetto in caduta.
2008 383

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
Attività previste
Le ricerche svolte nel corso delle fasi precedenti del programma hanno
evidenziato un contributo differenziale di TPJ sulla temporizzazione di moti
accelerati dalla gravità rispetto a quelli non congruenti con la presenza di gravità.
Negli esperimenti precedenti, però, venivano presentati solo moti in
caduta verticale rendendo quindi difficile distinguere tra differenze legate alla
elaborazione e al riconoscimento neurale di attributi gravitazionali nello stimolo
visivo rispetto a differenze strettamente inerenti alla cinematica del
moto visivo (accelerazione rispetto alla decelerazione del bersaglio visivo). Su
un piano ancor più generale ci si potrebbe inoltre porre la domanda se gli
effetti ottenuti in seguito alla inattivazione temporanea di TPJ e dell’area
hMT/V5+ siano generalizzabili a contesti diversi rispetto a quelli di oggetti in
caduta verticale. A tal fine, nella successiva fase del programma di ricerca
amplieremo lo studio degli effetti dell’inattivazione temporanea dell’area
hMT/V5+ e di TPJ all’intercettamento di bersagli visivi in movimento lungo
una traiettoria orizzontale.
Il paradigma comportamentale non sarà dissimile da quello utilizzato in
esperimenti precedenti. I soggetti, posti davanti allo schermo di un computer,
osserveranno una scena realistica, riprodotta attraverso un programma
di simulazione grafica in 3D, in cui una moto percorre una strada rettilinea
finendo la propria corsa contro un muro. I soggetti dovranno intercettare
mediante la pressione del pulsante di un mouse l’istante in cui la ruota anteriore
della moto verrà a contatto con la superficie del muro. In blocchi di
trials separati, il moto del bersaglio visivo sarà uniformemente accelerato
ovvero uniformemente decelerato. Per uniformità rispetto agli studi precedenti,
il grado di accelerazione (o decelerazione) del bersaglio visivo espresso
in pixel/sec 2 sarà identico a quello della palla in caduta verticale utilizzata
negli esperimenti precedenti. Saranno inoltre adoperate 4 differenti durate
del moto del bersaglio visivo, distribuite in maniera casuale all’interno di ciascun
blocco in modo tale da evitare che i soggetti adattino le loro risposte
alla durata del moto. I soggetti dovranno mantenere lo sguardo fisso su un
punto di fissazione indicato da un cerchio di colore rosso presente in corrispondenza
del punto di intercettamento. Il mantenimento da parte dei
soggetti della fissazione sarà verificato mediante registrazione elettrooculografica.
Le prove in cui il soggetto non dovesse riuscire a mantenere la fissazione
verranno scartate.
La specificità degli effetti della TMS sul compito di intercettamento
sarà verificata mediante l’esecuzione di un compito di risposta in tempo di
reazione (RT) per il quale i soggetti dovranno premere il pulsante del
mouse in risposta all’espansione del punto di fissazione ad intervalli distribuiti
in maniera casuale rispetto all’inizio del trial. Il protocollo sperimentale
prevederà quindi, un blocco di trials del compito di RT interposto tra
blocchi di trials del compito di intercettamento con moti accelerati ovvero
decelerati. La TMS verrà effettuata mediante una bobina a doppia spira dal
diametro interno di 70 mm collegata ad uno stimolatore Magstim Super-
Rapid. La bobina verrà applicata sullo scalpo del soggetto in corrispon-
384 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
denza delle aree corticali di interesse attraverso una procedura di posizionamento
stereotassico assistito. Per stimolare la corteccia vestibolare
perisilviana (TPJ) dell’emisfero destro la bobina verrà posizionata in corrispondenza
delle seguenti coordinate MNI: 62, -36, 32; la stimolazione dell’area
hMT/V5+ dell’emisfero destro verrà invece effettuata in corrispondenza
delle coordinate MNI 51, -69, 3.
L’inattivazione reversibile delle due regioni corticali di interesse sarà ottenuta
mediante un paradigma di stimolazione ripetitiva a bassa frequenza
(1 Hz per 10 minuti, intensità pari al 70% dell’output dello stimolatore).
Tale paradigma di stimolazione permette lo studio degli effetti della inattivazione
corticale in maniera “ off-line ” rispetto al periodo di stimolazione,
poiché la riduzione dell’eccitabilità corticale prodotta dalla stimolazione ripetitiva
può estendersi per diversi minuti dopo la conclusione del treno di
impulsi di TMS. La stimolazione dei due siti corticali, TPJ e area hMT/V5+,
avverrà in due sedute sperimentali differenti, separate da almeno 24 ore, al
fine di escludere che eventuali effetti di lunga durata prodotti dalla stimolazione
di un primo sito di stimolazione possano interferire con quelli prodotti
dal sito di stimolazione successivo.
Nel corso di ciascuna seduta sperimentale i soggetti eseguiranno blocchi
di 80 trials del compito di intercettamento e di 20 trials del compito di
RT che verranno presentati in tre momenti successivi. Un primo blocco
verrà somministrato all’inizio della seduta sperimentale per addestrare il
soggetto sulla natura dei compiti da eseguire; un secondo blocco servirà
invece da controllo pre-TMS e verrà somministrato al termine delle procedure
preliminari (montaggio degli elettrodi EMG e successiva calibrazione,
procedura di acquisizione dei punti di repere anatomici per l’allineamento
della immagine anatomica del soggetto con la posizione della testa del soggetto
stesso nello spazio del laboratorio); un terzo blocco di trials verrà
somministrato immediatamente dopo la stimolazione ripetitiva a bassa frequenza
del sito corticale previsto per quella seduta sperimentale (blocco
post-TMS). L’ordine con cui verranno stimolati i due siti corticali e con cui
verranno presentati inizialmente trials del compito di intercettamento con
moti accelerati o decelerati verrà permutato tra i diversi soggetti al fine di
compensare per eventuali effetti d’ordine all’interno del campione di partecipanti.
Infine, gli effetti della inattivazione temporanea di TPJ e dell’area
hMT/V5+ verranno valutate statisticamente mediante di modelli di ANOVA
con misure ripetute applicate all’intero insieme dei dati raccolti dal campione
di partecipanti.
2008 385

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
B.8 – UTILIZZO DI TECNICHE INTEGRATE DI PSICOFISICA
E RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE (fMRI) NELLO STUDIO
DELLA RAPPRESENTAZIONE INTERNA DELLA GRAVITÀ
B.8.1 – Studio sul coinvolgimento della rappresentazione interna della
gravità nel moto biologico e nel moto apparente (Vincenzo Maffei)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Moto apparente, moto biologico, gravità.
Altre strutture dell’istituto coinvolte: Laboratorio di Neuroimmagini funzionali.
Descrizione
Quando ci troviamo ad interagire con il mondo esterno, ad esempio per
afferrare un oggetto che sta cadendo, potremmo pensare che l’input sensoriale
sia l’unica fonte di informazione utilizzata. Questa visione, che è stata
per molti anni predominante in ambito scientifico [Gibson 1966], è messa fortemente
in discussione. Difatti numerosi lavori supportano una diversa e
molto affascinante idea: le informazioni sensoriali, di per se stesse ambigue,
sono integrate con conoscenze a priori del mondo esterno [Helmholtz 1866].
Il lavoro svolto nel nostro laboratorio ha aggiunto nuove evidenze a questa
ipotesi. Infatti abbiamo mostrato che per intercettare un oggetto in caduta
verticale non si utilizzano solo le informazioni visive disponibili, ma queste
vengono integrate con un’ipotesi a priori sulle cause del moto: il modello
interno della legge di gravità [Mc Intyre et al. 2001; Zago et al. 2004].
Abbiamo poi indagato i possibili substrati neurali di tale modello. In recenti
studi di neuroimmagini funzionali [Indovina et al. 2005; Miller et al. 2007]
confrontando l’intercettamento di moti congruenti con la legge di gravità
(a=9.81m/s^2) verso moti anti-gravitari (a=-9.81m/s^2), abbiamo mostrato
l’attivazione differenziale della rete vestibolare: un complesso di aree corticali
peri-silviane (corteccia insulare e aree limitrofe parieto-temporali) alle quali
viene comunemente attribuita una funzione vestibolare [Dieterich et al. 2003].
In particolare questo network si pensa sia coinvolto nella elaborazione di
informazioni multisensoriali per la percezione dell’orientamento del corpo
rispetto alla verticale gravitaria [Brandt et al. 1994]. Questa rete può quindi
essere legittimamente pensata come la sede di una rappresentazione ‘astratta’
(un modello interno) della legge di gravità.
L’interesse scientifico è ora rivolto ad indagare altri fenomeni in cui il
modello interiorizzato di gravità è coinvolto ed in particolare nei casi dove
può contribuire a risolvere l’ambiguità sensoriale.
In primo luogo siamo interessati a studiare la relazione tra modello
interno e moti apparenti. Immaginiamo che uno stimolo statico sia fatto lampeggiare
in una posizione. Poi un altro stimolo, identico al primo, sia fatto
lampeggiare in una posizione diversa. Se i 2 stimoli si succedono in un oppor-
386 2008

Metodologie innovative in riabilitazione
tuno intervallo spazio-temporale, per l’osservatore questi ‘corrispondono’ ad
un unico stimolo in movimento. Questo tipo di percezione è definita: moto
apparente. Nel riconoscimento dei moti apparenti la salienza dello stimolo
ricopre un ruolo essenziale nel far ‘corrispondere’ a due (o più) stimoli statici
la percezione di un solo oggetto in moto apparente. Un’area chiave di questo
processo è stata individuata nel lobo parietale inferiore (IPL) [Claeys et al.
2003]. Noi ipotizziamo che data la rilevanza (salienza) biologica della gravità,
il modello interno cooperi nel riconoscimento dei moti apparenti. Allora moti
apparenti compatibili con la gravità risulteranno salienti e saranno in grado
di attivare maggiormente IPL.
Una seconda tematica di indagine riguarderà il rapporto tra il moto biologico
ed il modello interno di gravità. Con il termine moto biologico in genere
si definisce la traiettoria spazio-temporale generata dal movimento di un
essere vivente. La sola visione delle articolazioni illuminate di una persona in
movimento è in grado di generare la vivida impressione di una animazione
umana. Queste ridotte informazioni sono sufficienti anche per poter discriminare
diversi dettagli come il sesso, l’azione che sta svolgendo etc. Non appena
il movimento termina la percezione collassa in una insieme di luci sparse
senza significato. La percezione del moto biologico è però drammaticamente
compromessa quando questo è mostrato capovolto [Pavlova, Sokolov 2000] a
causa probabilmente delle alterate informazioni relative ai vettori gravitoinerziali
[Pavlova, Sokolov 2003; Shipley 2003; Troje et al. 2006]. Queste evidenze
mostrano una possibile interazione tra la gravità e la percezione del
moto biologico. Nostro scopo sarà quindi determinare se e come il modello
interno di gravità interviene nel riconoscere un moto biologico.
– Brandt T, Dieterich M, Danek A (1994) Ann Neurol 35: 403-412.
– Claeys KG, Lindsey DT, De Schutter E, Orban GA (2003) Neuron 40: 631-642.
– Dieterich M, Bense S, Lutz S, Drzezga A, Stephan T, Bartenstein P, Brandt T (2003)
Cereb Cortex 13: 994-1007.
– Gibson JJ (1966) The Senses Considered as Perceptual Systems. London: Allen &
Unwin, 335.
– Helmholtz H (1866) Handbuch der Physiologischen Optik, Vol III, Sec 32. Hamburg:
Voss.
– Indovina I, Maffei V, Bosco G, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2005) Science
308: 416-419.
– McIntyre J, Zago M, Berthoz A, Lacquaniti F (2001) Nature Neurosci 4: 693-694.
– Miller WL, Maffei V, Bosco G, Iosa M, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2007)
Vestibular nuclei and cerebellum put visual gravitational motion in context. J Neurophysiol
Dec 5.
– Pavlova M, Sokolov A (2000) Perception and Psychophysics 62: 888-899.
– Pavlova M, Sokolov A (2003) Perception 32: 937-946.
– Shipley TF (2003) Psychological Science 14: 377-380.
– Troje NF, Westhoff C (2006) Curr Biol 16: 821-824.
– Zago M, Bosco G, Maffei V, Iosa M, Ivanenko YP, Lacquaniti F (2004) J Neurophysiol
91: 1620-1634.
2008 387

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B
Attività previste
Nel corso del primo anno prevediamo di sviluppare la prima parte del
progetto legata al moto apparente. Un primo gruppo di soggetti sarà coinvolto
nello studio del moto apparente. Utilizzeremo stimoli prodotti al calcolatore
usando tecniche di grafica digitale. Lo stimolo sarà una palla in moto su di
uno sfondo realistico. I soggetti dovranno intercettare la palla in movimento
verticale premendo un pulsante. Ci saranno 3 leggi di moto: una congruente
con la gravità (moti 1g), una antigravitaria (moti -1g) ed infine moti a velocità
costante. Utilizzeremo sia moti apparenti (illusori) che moti reali. Nei moti
apparenti lo stimolo sarà presentato in 5 posizioni discrete (distanza > 2°
angolo visivo) ad una frequenza non superiore 12 Hz. Una prima sessione
sarà svolta nel laboratorio di psicofisica e servirà come allenamento per i
soggetti. A distanza di due giorni una seconda prova sarà svolta durante una
sessione di Risonanza Magnetica funzionale (fMRI) per studiare i substrati
neurali coinvolti in questo task. Alterneremo blocchi di trials con moti reali a
blocchi di trials con moti apparenti per un totale di 4 blocchi. Tra i vari blocchi
ci sarà una breve pausa. L’analisi delle neuroimmagini funzionali sarà
fatta utilizzando un modello ANOVA a misure ripetute entro soggetti.
Nella seconda parte del progetto svilupperemo poi le tematiche relative al
moto biologico e alla sua interazione con il modello interno di gravità.
388 2008

C–NEUROSCIENZE SPERIMENTALI
GIORGIO BERNARDI
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
C.1 –PLASTICITÀ DELLE CONNESSIONI NEURONALI IN RAPPORTO ALL’APPRENDIMENTO
E ALLA MEMORIA IN CONDIZIONI FISIOPATOLOGICHE
C.1.1 – Analisi stereo-morfologica di neuroni neocorticali in presenza di lesioni
cerebellari in animali allevati in ambiente arricchito (Laura Petrosini)
C.1.2 – Implicazione della trasmissione catecolaminergica mesolimbica
e mesocorticale nei disturbi cognitivi di origine genetica ed ambientale
(continuazione) (Stefano Puglisi-Allegra)
C.2 –STUDIO MULTIDISCIPLINARE DEI MECCANISMI CELLULARI E MOLECOLARI
ALLA BASE DI PATOLOGIE NEURODEGENERATIVE
C.2.1 – Stimolazione della neuroplasticità mediante attivatori delle Rho
GTPasi in modelli animali di malattie neurodegenerative
(Martine Ammassari-Teule)
C.2.2 – Analisi del ruolo della chinasi Mutata nell’Atassia Telangiectasia
(ATM) nella morte cellulare programmata, nella neurodegenerazione
e nel controllo della stabilità delle proteine (continuazione)
(Daniela Barilà)
C.2.3 – Alterazioni funzionali nella attività elettrica dei neuroni
dopaminergici della sostanza nera pars compacta: ruolo delle
afferenze sinaptiche estrinseche (continuazione) (Nicola Berretta)
C.2.4 – Ruolo delle Scaffolding Proteins e del recettore NMDA nella plasticità
sinaptica corticostriatale in modelli sperimentali di malattie
neurodegenerative (continuazione) (Paolo Calabresi)
C.2.5 –Studio delle alterazioni indotte dalle Cu,Zn superossido dismutasi
mutanti associate alla Sclerosi Laterale Amiotrofica di tipo familiare
(continuazione) (Maria Teresa Carrì)
C.2.6 – Analisi dello stress e della morte cellulare nella malattia di Alzheimer
in modelli animali e cellulari di nuova concezione (continuazione)
(Francesco Cecconi)
C.2.7 – Strategie terapeutiche per la Corea di Huntington. Il ruolo
di c-AMP-responsive element (CREB) (continuazione)
(Francesca Romana Fusco)
C.2.8 – Recettori metabotropici e ionotropici del glutammato: risposte
neuronali e canali transienti (TRP) (continuazione) (Ezia Guatteo)
C.2.9 – Ruolo della tossicità da glutammato in un modello sperimentale
di Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) (continuazione)
(Patrizia Longone)
C.2.10 – Modulazione della trasmissione GABAergica mediata dalle amine
in traccia in neuroni dopaminergici del mesencefalo ventrale
(continuazione) (Nicola Biagio Mercuri)
C.2.11 – Modulazione GABAergica e dopaminergica dell’eccitabilità
dei neuroni dopaminergici in colture organotipiche di mesencefalo
di topo (continuazione) (Nicola Biagio Mercuri)
C.2.12 – Caratterizzazione di “ marcatori di danno ” in modelli sperimentali
neurodegenerativi e di danno assonale (continuazione)
(Marco Molinari)
390 2008

Neuroscienze sperimentali
C.2.13 – Alterazioni patologiche della plasticità sinaptica nello striato come
modello di patologie neurodegenerative (continuazione)
(Antonio Pisani)
C.2.14 – Alterazioni di fosfodiesterasi specifiche nei neuroni striatali
in un modello di parkinsonismo sperimentale nel ratto
(continuazione) (Giuseppe Sancesario)
C.2.15 – Analisi della regolazione post-trascrizionale della espressione genica
nel differenziamento neuronale (continuazione) (Claudio Sette)
C.2.16 – Il Parkinsonismo sperimentale da blocco farmacologico del medial
forebrain bundle; un modello innovativo per studiare le interazioni
peptidi/dopamina endogena? (Alessandro Stefani)
C.2.17 –Investigazioni di Proteomica e Metabonomica nelle sindromi
neurodegenerative (continuazione) (Andrea Urbani)
C.2.18 – Studio molecolare e funzionale dei recettori purinergici P2
nel sistema nervoso e patologie neurodegenerative (continuazione)
(Cinzia Volonté)
C.3 –STUDIO MULTIDISCIPLINARE DELL’IMMUNOPATOGENESI
DELLA SCLEROSI MULTIPLA
C.3.1 – Studio delle caratteristiche fenotipiche e funzionali dei linfociti T
regolatori nella Sclerosi Multipla (continuazione) (Luca Battistini)
C.3.2 – Studio dell’attività neuronale e sinaptica in topi con encefalite allergica
sperimentale, modello animale di Sclerosi Multipla (continuazione)
(Diego Centonze)
C.3.3 – Studi di epidemiologia molecolare, caratterizzazione genotipo-fenotipo
ed identificazione di nuovi loci e geni malattia nelle malattie
neurologiche (continuazione) (Antonio Orlacchio)
2008 391

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
C.1 – PLASTICITÀ DELLE CONNESSIONI NEURONALI IN RAPPORTO
ALL’APPRENDIMENTO E ALLA MEMORIA IN CONDIZIONI FISIOPATOLOGICHE
C1.1 – Analisi stereo-morfologica di neuroni neocorticali in presenza
di lesioni cerebellari in animali allevati in ambiente arricchito
(Laura Petrosini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Arricchimento ambientale, cervelletto, ratto, struttura neuronale.
Altri Enti coinvolti: Università di Roma La Sapienza.
Descrizione
Numerose evidenze hanno ipotizzato un ruolo protettivo dei fattori
socio-culturali sull’incidenza di molte patologie del SNC e sulla velocità di
progressione delle manifestazioni cliniche. In particolare, un buon livello di
istruzione, un ambiente culturalmente ricco, un lavoro intellettualmente stimolante,
e l’attività fisica riducono il rischio di sviluppare malattie. Una
condizione sperimentale che riproduce queste situazioni umane di “ arricchimento
” è rappresentata dal paradigma di allevamento in “ ambiente
arricchito ”.
È stato dimostrato che l’esposizione ad un ambiente arricchito prima o
dopo una lesione comporta un miglior recupero in molti compiti sensorimotori.
Questi dati sperimentali suggeriscono che variate esperienze comportamentali
possono indurre cambiamenti plastici nelle circuitazioni neuronali,
rappresentando così un potenziale fattore protettivo nei confronti di eventuali
danni successivi. Su questa base proponiamo uno studio che analizzi gli
effetti dell’arricchimento ambientale in un modello sperimentale di lesione
cerebellare acquisita in età adulta. Dato che alterazioni strutturali dei neuroni
piramidali neocorticali potrebbero contribuire a disfunzioni cognitive, un
aspetto interessante da verificare riguarda la stereologia neuronale di aree
corticali in presenza di lesione cerebellare. Le modificazioni della morfologia
dendritica e della distribuzione sinaptica assumono particolare interesse sia
perché i dendriti rappresentano il target della maggioranza delle sinapsi, sia
perché sono soggetti a profondi rimaneggiamenti strutturali.
In sintesi, modificazioni nella geometria dendritica potrebbero essere un
indice di alterate proprietà di risposta dei neuroni, che contribuiscono ai cambiamenti
cognitivi.
Attività previste
Per lo studio stereo-morfologico di neuroni neocorticali in presenza di
lesioni cerebellari in animali allevati in ambiente arricchito, ratti albini Wistar
verranno allevati in ambiente arricchito secondo la procedura descritta da
Rosenzweig (1979) dallo svezzamento (21° giorno post-natale). A tal scopo, un
uguale numero di animali appartenenti alla stessa nidiata saranno casual-
392 2008

Neuroscienze sperimentali
mente assegnati ad uno di due gruppi sperimentali. Il primo gruppo sarà allevato
in ambiente arricchito, mentre l’altro in ambiente standard di laboratorio.
Gli animali saranno mantenuti nelle rispettive condizioni di allevamento
fino a 3 mesi di età.
Gli animali di entrambi i gruppi sperimentali verranno poi sottoposti a
lesione chirurgica cerebellare destra eseguita per aspirazione. A sintomatologia
stabilizzata (circa due settimane dopo l’intervento) i ratti saranno sottoposti
ad una testatura comportamentale, tesa ad evidenziare la comparsa di
deficit cognitivi e motori, alla fine della quale per ottenere una colorazione
neuronale tipo Golgi, gli animali saranno anestetizzati e riceveranno iniezioni
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 avidina-biotina
e analizzati alla Neurolucida. In particolare, dato l’interessamento
dei diversi strati corticali in circuiti diversi di afferenze ed efferenze con altre
strutture corticali e sottocorticali, ci si propone di analizzare i neuroni piramidali
del III e del V strato della corteccia parietale. Considerata inoltre la specificità
della funzionalità recettiva della 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. A tal
fine saranno analizzati 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. Tali parametri sono ritenuti indici di sinaptogenesi, fenomeno
plastico di fondamentale importanza nel SNC.
C.1.2 – Implicazione della trasmissione catecolaminergica mesolimbica
e mesocorticale nei disturbi cognitivi di origine genetica
ed ambientale (Stefano Puglisi-Allegra)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Corteccia prefrontale, sistema mesolimbico, dopamina,
noradrenalina, neuroplasticità, emozione, motivazione, attenzione, stress,
genotipo.
Altri Enti coinvolti: Dipartimento di Psicologia e Centro “ Daniel Bovet ”,
Università di Roma La Sapienza.
Descrizione
Nel corso del 2006 è stato approfondito lo studio del ruolo della trasmissione
noradrenergica prefrontale e della regolazione su quella dopaminergica
meso-accumbens nella ricomparsa della preferenza condizionata ad un
2008 393

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
ambiente precedentemente appaiato a sostanze d’abuso. A questo scopo sarà
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’appiamento 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. ClLi, 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso del 2007 abbiamo indagato il ruolo della trasmissione catecolaminergica
cortico-sottocorticale nell’acquisizione di una preferenza spaziale
condizionata (Conditioned Place Preference, CPP) indotta da stimoli naturali
(cibo) e farmacologici (cocaina) rinforzanti e di una avversione spaziale condizionata
(Conditioned Place Aversion, CPA) indotta da stimoli farmacologici
avversivi (litio). I risultati hanno mostrato che il sistema costituito dalla noradrenalina
in corteccia prefrontale mediale e dalla dopamina nel nucleus
accumbens è implicato in maniera determinante nell’attribuzione di salienza
motivazionale a stimoli connessi sia a stimoli positivi (naturali e farmacologici)
che negativi farmacologici [Ventura et al. 2007].
Il secondo obiettivo della nostra attività di ricerca è stato quello di indagare
il ruolo della trasmissione noradrenergica prefrontale nell’acquisizione di
una CPP e di una CPA indotte da stimoli naturali rinforzanti e avversivi,
rispettivamente, di diversa salienza. In particolare, l’ipotesi sottoposta a verifica
sperimentale era che la trasmissione noradrenergica prefrontale sia
necessaria per l’attribuzione di salienza motivazionale a stimoli condizionati
associati ad eventi primari (appetitivi o avversivi) solo in condizioni di alta
salienza dello stimolo incondizionato. La salienza degli stimoli incondizionati
è stata modulata modificando le caratteristiche intrinseche degli stimoli o lo
stato motivazionale dell’organismo (stress cronico), aumentando nell’ultimo
caso la “ salienza percepita ”. I risultati di questi esperimenti hanno dimostrato
che la trasmissione noradrenergica prefrontale media l’attribuzione di
salienza motivazionale agli stimoli condizionati solo in condizioni caratterizzate
da alta salienza dello stimolo incondizionato.
Questi studi sono rivolti alla comprensione del ruolo della corteccia prefrontale
mediale nella motivazione incentivante ed avversiva acquisita.
394 2008

Neuroscienze sperimentali
Attività previste
Nel corso del 2008 sarà sottoposta a verifica sperimentale l’ipotesi che
due diversi sistemi motivazionali, costituiti dalla trasmissione noradrenergica
prefrontale e dal nucleo peduncolopontino (PPT), determinano l’attribuzione
di salienza motivazionale a stimoli associati ad eventi primari altamente o
mediamente salienti, rispettivamente.
In particolare, sarà indagato il ruolo della trasmissione noradrenergica
prefrontale e del PPT nell’acquisizione di una preferenza spaziale condizionata
(Conditioned Place Preference, CPP) e di un’ avversione spaziale condizionata
(Conditioned Place Aversion, CPA) indotte da stimoli naturali rinforzanti
e avversivi di diversa salienza.
I risultati attesi sulla base dell’ipotesi sono che la trasmissione noradrenergica
prefrontale sia necessaria per l’attribuzione di salienza motivazionale
a stimoli condizionati associati ad eventi primari (appetitivi o avversivi) in
condizioni di alta salienza dello stimolo incondizionato, e che il PPT sia
necessario per l’attribuzione di salienza motivazionale a stimoli condizionati
associati ad eventi primari (appetitivi o avversivi) in condizioni di bassamedia
salienza dello stimolo incondizionato. La salienza degli stimoli incondizionati
sarà modulata modificando le caratteristiche intrinseche degli stimoli
o lo stato motivazionale dell’organismo (stress cronico), aumentando
nell’ultimo caso la “ salienza percepita ”.
Questi studi sono rivolti alla comprensione del ruolo che diverse aree
cerebrali, in interazione o in opposizione, giocano nella motivazione incentivante
ed avversiva acquisita.
2008 395

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
C.2 – STUDIO MULTIDISCIPLINARE DEI MECCANISMI CELLULARI E MOLECOLARI
ALLA BASE DI PATOLOGIE NEURODEGENERATIVE
C.2.1 – Stimolazione della neuroplasticità mediante attivatori delle Rho
GTPasi in modelli animali di malattie neurodegenerative
(Martine Ammassari-Teule)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Spine dendritiche, ippocampo, apprendimento, memoria,
Alzheimer, Rho GTPasi.
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Superiore di
Sanità.
Descrizione
L’attività di ricerca prevista per il periodo 2008-2011 rimane connessa al
tema della stimolazione della neuroplasticità strutturale in modelli animali di
malattie neurodegenerative. Sulla base di risultati preliminari sul ruolo di un
attivatore delle Rho GTPasi nello stimolare il grado di connettività dei circuiti
cerebrali, analizzeremo più in dettaglio gli effetti di questa molecola sia in
animali normali, sia in un modello murino della malattia di Alzheimer.
Infatti, il meccanismo tramite il quale la morfologia e la connettività dell’arborizzazione
dendritica vengono regolate dipende in gran parte dalla sintesi
di actina, che, a sua volta, è controllata da Rho GTPasi, una famiglia di piccole
“ GTP-binding proteins ” che includono Rho, Rac, and Cdc42. È stato
recentemente mostrato che il “ Cytotoxic necrotizing factor 1 (CNF1), una
proteina tossica derivata da Escherichia coli, attiva le Rho GTPasi costitutive,
porta al rimodellamento dello citoscheletro in cellule cerebrali embrionali
prelevate in animali sani. Inoltre, esistono evidenze che il CNF1 aumenta le
prestazioni di memoria in compiti ippocampo-dipendenti. Vogliamo quindi
verificare se una modulazione dell’attività di RhoA e Rac1 mediante iniezione
i.c.v. di CNF1 in animali adulti è in grado di:
• rimodellare il citoscheletro dei neuroni piramidali ippocampali e corticali;
• stimolare la plasticità sinaptica in queste aree;
• incrementare le prestazioni cognitive di animali sani;
• ritardare e/o correggere i deficit strutturali e comportamentali presenti
in modelli animali di malattie neurodegenerative che impattano sulla sfera
cognitiva quale la malattia di Alzheimer.
Risultati e prodotti conseguiti
Pubblicazioni.
Attività previste
Ricerca, Congressi, Corsi di formazione.
396 2008

Neuroscienze sperimentali
C.2.2 – Analisi del ruolo della chinasi Mutata nell’Atassia
Telangiectasia (ATM) nella morte cellulare programmata,
nella neurodegenerazione e nel controllo della stabilità
delle proteine (Daniela Barilà)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Atassia telangiectasia (ATM), apoptosi, recettore di morte Fas,
Ubiquitinazione, Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA).
Descrizione
L’obiettivo dei nostri studi è definire i meccanismi molecolari con cui la
serina/treonina chinasi ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) la cui assenza
di funzione è associata allo sviluppo di una patologia genetica rara, l’Atassia
Telangiectasia (AT), contribuisce al controllo della morte cellulare programmata.
I pazienti AT manifestano precocemente atassia cerebellare, telangiectasia
e difetti a carico del sistema immunitario che comprendono
immunodeficienza ed elevata predisposizione allo sviluppo di linfomi e leucemie.
ATM ha un ruolo fondamentale nella risposta a stress che generano
danno al DNA ed in particolare rotture a doppio filamento. Tali danni sono
prodotti da radiazioni ionizzanti (IR), in seguito a forti stress ossidativi, da
agenti radiomimetici tra cui molti chemioterapici, ma anche da eventi fisiologici
come la ricombinazione VDJ delle immunoglobuline a carico delle
cellule del sistema immunitario. In ogni caso, l’attivazione di ATM è necessaria
per segnalare il danno ed attivare una risposta che prevede il blocco
del ciclo cellulare e il riparo del DNA, oppure l’induzione della morte cellulare
programmata. Entrambe le risposte sono controllate dall’attività chinasica
di ATM che ha come substrati proteine importanti nel controllo del
ciclo cellulare e dell’apoptosi.
Da diversi anni il nostro laboratorio studia la risposta apoptotica indotta
da attivazione del recettore di morte Fas, risposta che ha un ruolo importante
nel sistema immunitario. Dal momento che il sistema immunitario è seriamente
compromesso nei pazienti AT, il primo obiettivo che ci siamo posti è
definire il possibile ruolo di ATM nell’apoptosi indotta da Fas.
Inoltre, visto il coinvolgimento importante di ATM nel controllo della
risposta apoptotica in risposta a stress e considerato che l’alterazione di questa
risposta è spesso indicata come causa della degenerazione neuronale associata
a diverse patologie neurodegenerative, ci proponiamo di indagare se ATM
viene attivata e partecipa alla traduzione del segnale indotta in alcuni modelli
sperimentali di tali patologie. In particolare in un modello murino di Sclerosi
Laterale Amiotrofica (SLA) è stata recentemente descritta un’aberrante fosforilazione
ed accumulo di uno dei substrati fondamentali di ATM, p53, un importante
modulatore del ciclo cellulare e dell’apoptosi. Pertanto verificheremo se
in tale sistema è presente un’attivazione aberrante di ATM e in caso positivo,
ne definiremo il contributo nella degenerazione dei motoneuroni.
2008 397

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
Risultati e prodotti conseguiti
Il primo scopo della nostra ricerca è caratterizzare il ruolo di ATM nella
morte cellulare programmata indotta da Fas, un programma apoptotico fondamentale
nel sistema immunitario, seriamente compromesso nell’AT. A tale
scopo, partendo da linee linfoblastoidi A-T che avevamo dimostrato essere
fortemente resistenti a Fas, sono state generate in laboratorio tre importanti
linee cellulari:
– ricostituite per l’espressione di ATM AT-ATM-wt;
– ricostituite per l’espressione di una forma di ATM cataliticamente
inattiva, AT-ATM-Kin-;
– transfettate con un vettore vuoto di controllo, AT-pcDNA3.
Utilizzando queste linee abbiamo quindi confermato che l’attività chinasica
di ATM sensibilizza le cellule alla morte indotta da Fas. La resistenza a
Fas delle cellule A-T o delle cellule ricostituite con ATM cataliticamente inattivo
correla con la presenza in queste cellule di livelli proteici significativamente
più elevati dell’inibitore di apoptosi FLIP. Ciò suggerisce che l’attività
endogena basale di ATM è sufficiente a modulare i livelli di FLIP. Inoltre, coerentemente
con questa osservazione, l’attivazione di ATM da IR o da radiomimetici
induce l’abbassamento dei livelli di FLIP nelle cellule che esprimono
ATM cataliticamente competente con conseguente sensibilizzazione all’apoptosi
indotta da Fas. Al contrario, l’inibizione di ATM mediante approcci genetici
(utilizzando specifici siRNA) o farmacologici (utilizzando uno specifico
inibitore dell’attività enzimatica, Ku-55399) determina un aumento dell’espressione
di FLIP associato ad inibizione dell’apoptosi Fas-dipendente.
Questo studio dimostra quindi un coinvolgimento diretto di ATM nella
risposta apoptotica trasdotta dal recettore Fas e suggerisce quindi un nuovo
meccanismo alla base dell’immunodeficienza e dell’alta incidenza di linfomi e
leucemie caratteristici dell’AT. Utilizzando linee di linfomi di Hodgkin (un
linfoma con alta incidenza nei pazienti A-T) che esprimono alti livelli di FLIP e
bassi livelli di ATM e che sono caratterizzati da Fas resistenza, abbiamo dimostrato
che la riattivazione di ATM è sufficiente ad indurre l’abbassamento dei
livelli di FLIP ed a sensibilizzare queste cellule all’apoptosi, indicando quindi il
coinvolgimento di questo meccanismo sia nella tumorigenesi che nella resistenza
di questi tumori a trattamenti terapici. Inoltre evidenze sperimentali
suggeriscono che ATM possa modulare i livelli di FLIP mediante il controllo
della sua stabilità proteica di FLIP. In particolare ATM induce la degradazione
di FLIP attraverso la via dell’ubiquitina e del proteosoma. Ciò suggerisce un
nuovo ruolo importante di questa chinasi nella modulazione della stabilità
proteica, il cui difetto potrebbe contribuire in modo importante all’A-T.
– Stagni V, di Bari MG, Condò I, Cursi S, Cencioni MT, Testi R, Cundari E, Barilà D
(2008) Blood 111: 829-837.
Attività previste
• Identificazione di altre proteine la cui ubiquitinazione è modulata da ATM
e definizione del meccanismo molecolare con cui ATM ne modula la stabilità.
398 2008

Neuroscienze sperimentali
• Analisi dell’esistenza della modulazione ATM dipendente dei livelli di
alcune proteine nel sistema nervoso.
• Analisi dell’attività di ATM in un modello murino di SLA.
C.2.3 – Alterazioni funzionali nella attività elettrica dei neuroni
dopaminergici della sostanza nera pars compacta:
ruolo delle afferenze sinaptiche estrinseche (Nicola Berretta)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Parkinson, sostanza nera, neurotrasmettitori.
Descrizione
I neuroni dopaminergici della Sostanza Nera pars compacta (SNc) ricevono
afferenze GABAergiche e glutammatergiche da varie aree dei Gangli
della Base. Ambedue queste afferenze svolgono un ruolo centrale nel modificare
l’eccitabilità dei neuroni dopaminergici e quindi il rilascio di dopamina
nelle loro aree di proiezione. Per questo motivo si ritiene che modificazioni a
livello di queste afferenze giochino un ruolo determinante nell’insorgenza dei
disturbi motori associati al Morbo di Parkinson. I nostri studi hanno dunque
come obiettivo quello di comprendere i meccanismi attraverso cui gli input
eccitatori ed inibitori afferenti alla SNc siano in grado di modificare le proprietà
di scarica della popolazione neuronale dopaminergica di quest’area
cerebrale.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso di questo anno abbiamo proseguito nella nostra indagine sui
meccanismi di modulazione presinaptica del rilascio sinaptico di GABA su
cellule dopaminergiche della sostanza nera pars compacta (SNc), in seguito a
stimolazione di recettori GABA B
e metabotropici glutammatergici (mGluRs),
con tecniche elettrofisiologiche di registrazione in whole-cell patch-clamp, su
preparati slice di mesencefalo ventrale, mantenuti con procedure standard.
Esperimenti precedenti avevano suggerito l’ipotesi secondo cui i recettori
GABA B
agirebbero a livello dei meccanismi di rilascio vescicolare calcio-indipendente,
mentre i recettori mGluRs-III su quello di tipo calcio-indipendente.
A conferma di questa ipotesi abbiamo osservato che l’agonista mGluRs AP4
(100 mM), pur non essendo in grado di inibire la frequenza delle IPSCs in
miniatura (mIPSCs) in presenza di TTX (1 mM), diviene invece efficace in
esperimenti condotti in presenza di TTX (1 mM) e bario (1 mM). Questa procedura
sperimentale permette infatti di aumentare il calcio nel terminale presinaptico,
pur in assenza di potenziali d’azione. L’osservazione dunque di una
efficacia dei recettori mGluRs in queste condizioni sperimentali conferma l’azione
di questi recettori su meccanismi di rilascio calcio-dipendente.
Allo scopo di comprendere se l’azione dell’agonista mGluRs si esercitasse
sui canali calcio voltaggio-dipendenti (VDCCs), oppure su vie metaboliche
2008 399

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
successive all’ingresso di calcio, abbiamo ripetuto esperimenti analoghi in
presenza di ionomicina (2 mM). Questo antibiotico permette di creare dei pori
calcio-permeabili nelle membrane, determinando dunque un innalzamento
nei livelli di calcio, indipendente dall’apertura dei VDCCs. Contrariamente a
quanto osservato in presenza di TTX e bario, l’AP4 non modificava le IPSCs
spontanee in presenza di TTX e ionomicina. Questo dato ha dunque permesso
di dimostrare che i recettori mGluRs di tipo III esercitano una azione inibitoria
sul rilascio sinaptico di GABA attraverso una inibizione dei canali del calcio
voltaggio-dipendenti.
Al contrario, i recettori GABA B
inibiscono il rilascio di GABA agendo attraverso
meccanismi calcio-indipendenti, infatti, tutte le procedure sperimentali
sopra descritte non prevengono l’effetto inibitorio esercitato dal baclofen. Ad
ulteriore conferma, abbiamo eseguito esperimenti in presenza di a-Latratossina
(0.3 nM), un peptide in grado di promuovere un rilascio vescicolare calcio-indipendente.
In queste condizioni sperimentali il baclofen è ancora in
grado di inibire la frequenza delle IPSCs spontanee, mentre l’AP4 è inefficace.
Si può dunque affermare che il GABA ed il glutammato inibiscono il rilascio
di GABA attraverso meccanismi distinti: il primo si realizza sulla machinery
di rilascio vescicolare ed il secondo sui canali calcio-voltaggio-dipendenti,
attivati dal potenziale d’azione presinaptico.
Attività previste
Allo scopo di completare la nostra analisi dei meccanismi di inibizione
presinaptica mediata dai recettori GABA B
e mGluRs del gruppo III, verificheremo
se questi due meccanismi di inibizione presinaptica si verifichino a
livello degli stessi terminali GABAergici, oppure esista una segregazione funzionale
tra terminali modulati da recettori GABA B
e da mGluR III. Questo
obiettivo potrà essere raggiunto mediante esperimenti di occlusione. In particolare
eseguiremo esperimenti nei quali l’agonista degli mGluRs verrà applicato
in continua presenza di baclofen, agonista dei recettori GABA B
. Al fine di
amplificare gli effetti mediati dai recettori mGluR di gruppo III, gli esperimenti
verranno condotti in presenza di bario (1 mM) ed in assenza di TTX.
Dal momento che il meccanismo d’azione dei recettori GABA B
agisce “ a
valle ” rispetto a quello innescato dai recettori mGluR III, è ragionevole supporre
che l’inibizione GABA B
-mediata, se espressa in modo massimale, impedisca
ulteriori effetti mediati dagli mGluR III, qualora i due recettori fossero
colocalizzati. Per contro, se la riduzione degli IPSCs spontanei a seguito di
perfusione in baclofen (10 mM) sarà seguita da una ulteriore inibizione da
parte di AP4 (100 mM), questo risultato sarà indicativo del fatto che i due
recettori sono invece localizzati su terminali differenti.
A seguito di questo studio effettuato su singola cellula, effettueremo ulteriori
indagini prendendo in considerazione popolazioni di cellule dopaminergiche
e non-dopaminergiche della sostanza nera. In particolare effettueremo
analisi del firing spontaneo registrato con multielectrode array. Valuteremo
come agonisti ed antagonisti di recettori mGluRs siano in grado di modulare
l’attività autorigenerativa spontanea dei neuroni di quest’area.
400 2008

Neuroscienze sperimentali
Dapprima dunque effettueremo una caratterizzazione funzionale delle
cellule registrate con questa tecnica innovativa, allo scopo di individuare
peculiarità funzionali e farmacologiche che permettano di distinguere tipi cellulari
discreti.
Dopo questa fase, valuteremo come agonisti di recettori glutammatergici
e GABAergici siano in grado di influenzare l’attività della singola cellula, il
loro pattern di scarica e il grado di correlazione tra le scariche autorigenerative
dei diversi neuroni esaminati.
I risultati ottenuti permetteranno di valutare il ruolo funzionale delle afferenze
estrinseche glutammatergiche, in termini di modificazioni nell’output
finale del segnale che origina dalle cellule dopaminergiche della pars compacta,
diretto in prevalenza sullo striato, e da quelle non-dopaminergiche
della pars reticolata, dirette in prevalenza al talamo.
C.2.4 – Ruolo delle Scaffolding Proteins e del recettore NMDA
nella plasticità sinaptica corticostriatale in modelli sperimentali
di malattie neurodegenerative (Paolo Calabresi)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Plasticità sinaptica striatale, Scaffolding Proteins, recettore
NMDA.
Descrizione
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.
2008 401

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
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. 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 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 .
Risultati e prodotti conseguiti
Alla luce dei risultati ottenuti sugli animali Dys e Non-Dys, nel corso del
secondo anno del nostro progetto di ricerca abbiamo studiato il profilo farmacologico
dei peptidi disaccoppianti TAT2A e 2B sugli animali di controllo nella
caratterizzazione della plasticità sinaptica delle terminazioni corticostriatali.
A tal fine, sono state effettuate registrazioni elettrofisiologiche intracellulari
che hanno permesso di evidenziare come l’applicazione di entrambi i tipi di
disaccoppianti delle subunità del recettore NMDA blocchino l’induzione del
potenziamento a lungo termine del terminale sinaptico mentre gli antagonisti
selettivi delle subunità NR2A e 2B, (NVP-AAM077-NX-5 ed ifenprodil rispettivamente),
non alterino questa forma fisiologica di plasticità sinaptica. Inoltre,
è interessante notare che l’applicazione di TAT2A e 2B dopo la stimolazione
ad alta frequenza delle terminazioni corticostriatali non provoca alcuna variazione
sul mantenimento dell’LTP.
In conclusione, risulta evidente il ruolo fondamentale delle MAGUK nel
corretto assemblaggio del recettore NMDA e che l’insorgenza delle discinesie
sia correlata ad una modificazione della localizzazione delle subunità nel
complesso recettoriale nel compartimento postsinaptico.
Fra le scaffolding proteins presinaptiche la proteina Bassoon (Bsn) rappresenta
un elemento fondamentale della citomatrice altamente specializzata che
si trova in prossimità delle zone attive, coinvolta nel corretto assemblaggio e
fusione delle vescicole presinaptiche nel processo di rilascio neurotrasmettitoriale.
In particolare, la delezione funzionale di questa proteina altamente
espressa nelle sinapsi eccitatorie glutammatergiche è associata all’insorgenza
di crisi epilettiche spontanee con alterazioni nell’attività neuronale e nella
morfologia di corteccia ed ippocampo. Dato che ricevono numerose afferenze
corticali attraverso lo striato, i gangli della base (GB) sono stati implicati nella
patogenesi dell’epilessia, anche se il loro ruolo, e in particolare quello del
microcircuito striatale, nel limitare la propagazione dell’attività epilettogena è
ancora argomento di discussione. Per studiare il ruolo dei GB nell’epilessia
402 2008

Neuroscienze sperimentali
abbiamo ipotizzato che la propagazione delle scariche epilettiche dalla corteccia
verso lo striato potesse indurre, come meccanismo adattativo, un’alterazione
dell’eccitabilità a lungo e breve termine di due sottopopolazioni
neuronali del microcircuito striatale: i neuroni di proiezione spinosi e gli
interneuroni GABAergici fast-spiking (FS).
A questo scopo ci siamo proposti di caratterizzare il fenotipo epilettico e
le capacità di apprendimento dei mutanti Bsn e di studiarne la plasticità striatale
ed ippocampale tramite registrazioni elettrofisiologiche, saggi molecolari
e analisi morfologiche. Le crisi epilettiche dei mutanti sono state quindi
monitorate e classificate e l’apprendimento procedurale valutato attraverso
una batteria di test comportamentali. Le registrazioni intracellulari sono state
effettuate in vitro da fettine corticostriatali. L’espressione di proteine associate
al compartimento postsinaptico è stata poi valutata tramite analisi del
Western blot mentre uno studio morfologico dei neuroni spinosi e degli interneuroni
FS è stato effettuato con la colorazione di Golgi e tecniche di immunoistochimica.
I nostri risultati mostrano che i topi mutanti per la proteina
Bsn sviluppavano crisi epilettiche ad insorgenza precoce che negli adulti
erano associate a un riarrangiamento della plasticità sinaptica all’interno del
microcircuito striatale. Sebbene infatti la depressione a lungo termine (LTD)
fosse espressa ugualmente nei due genotipi, il potenziamento a lungo termine
indotto nei neuroni spinosi dei mutanti era ridotto rispetto ai controlli, mentre
la LTP ippocampale era completamente assente. L’alterazione striatale era
associata a un aumento significativo delle ramificazioni dendritiche e delle
spine immature nei neuroni spinosi e a profonde alterazioni di alcune proteine
postsinaptiche di importanza fondamentale per la LTP. Le analisi molecolari
hanno rilevato infatti che la composizione in subunità del recettore
NMDA era profondamente cambiata, i livelli di BDNF ridotti mentre l’espressione
di recettore TrkB nella membrana postsinaptica era significativamente
aumentata. Tuttavia, l’aspetto più interessante del pattern di modificazioni
osservate in striato era che gli interneuroni FS dei mutanti Bsn presentavano
una forma di potenziamento a breve termine della trasmissione sinaptica,
non presente nei controlli. Questa forma di plasticità emergente era NMDA- e
BDNF-dipendente e si accompagnava a un aumento significativo del numero
degli interneuroni nello striato dei topi epilettici rispetto agli animali di controllo.
Infine i test comportamentali hanno mostrato che gli animali mutanti
non solo mantenevano le proprie capacità di apprendimento striato-dipendente
ma presentavano un aumento significativo delle risposte condizionate,
dimostrando una iperfunzionalità della memoria procedurale. L’aspetto interessante
di questi risultati è che data l’insorgenza precoce della sintomatologia
epilettica, il riarrangiamento della connettività neuronale nello striato e
della plasticità sinaptica corticostriatale che si osserva negli adulti potrebbero
essere interpretati come meccanismi di adattamento volti a proteggere la funzionalità
dei GB.
– Calabresi P, Picconi B, Tozzi A, Di Filippo M (2007) Trends Neurosci 30: 211-219.
– Di Filippo M, Picconi B, Costa C, Bagetta V, Tantucci M, Parnetti L, Calabresi P
(2006) Eur J Pharmacol 545: 65-72.
2008 403

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
– Gardoni F, Picconi B, Ghiglieri V, Polli F, Bagetta V, Bernardi G, Cattabeni F, Di
Luca M, Calabresi P (2006) J Neurosci 26: 2914-2922.
– Picconi B, Paille V, Ghiglieri V, Bagetta V, Barone I, Lindgren HS, Bernardi G,
Angela Cenci M, Calabresi P (2008) Neurobiol Dis 29: 327-335.
– Picconi B, Tortiglione A, Barone I, Centonze D, Gardoni F, Gubellini P, Bonsi P,
Pisani A, Bernardi G, Di Luca M, Calabresi P (2006) Stroke 37: 1895-1901.
Attività previste
• Studio comportamentale in vivo del possibile ruolo terapeutico della
somministrazione sistemica cronica del peptide TAT2A sulle discinesie indotte
nei ratti parkinsoniani trattati cronicamente con L-DOPA e nei ratti di controllo.
Il peptide nella sua forma inattiva, TAT2A-SDV, verrà somministrato
come controllo.
• Per validare la nostra ipotesi sulla natura adattativa delle modificazioni
postsinaptiche osservate nello striato ci proponiamo di studiare le modificazioni
dell’attività del microcircuito striatale in topi Bsn ko trattati cronicamente
con valproato dalla nascita (trattamento cronico delle madri in allattamento e
in seguito degli animali stessi). In questi animali l’insorgenza delle crisi
dovrebbe essere inibita permettendoci di discriminare tra l’effetto adattativo
alle crisi e un effetto della mancanza funzionale della proteina Bsn, per sé.
• Per meglio definire la funzione del BDNF nelle modificazioni striatali
osservate e per avere un correlato comportamentale di quanto osservato nelle
registrazioni elettrofisiologiche, valuteremo inoltre gli effetti comportamentali
della somministrazione intrastriatale di antagonisti del recettore TrkB sui processi
mnemonici di tipo procedurale.
• Per completare lo studio estenderemo poi la caratterizzazione alla
struttura ippocampale studiandone la plasticità sinaptica in vitro e il correlato
comportamentale attraverso una batteria di test per valutare la memoria ippocampo-dipendente.
C.2.5 – Studio delle alterazioni indotte dalle Cu,Zn superossido
dismutasi mutanti associate alla Sclerosi Laterale Amiotrofica
di tipo familiare (Maria Teresa Carrì)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Sclerosi laterale amiotrofica, superossido dismutasi, neurodegenerazione,
neuro infiammazione.
Altri Enti coinvolti: Università di Sassari.
Descrizione
Obiettivo del progetto è di 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
404 2008

essere raggruppate almeno in due sottoclassi per quello che riguarda le loro proprietà
chimico-fisiche [Valentine et al. (2005) Annu Rev Biochem 74: 563-593] e
che i danni derivanti dall’aggregazione e/o 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-kB.
Ci proponiamo di studiare ulteriormente il dialogo molecolare tra cellule
neuronali e non neuronali in un nuovo modello murino in cui la componente
neuroinfiammatoria viene prevenuta mediante inibizione del fattore di trascrizione
NF-kB mediante espressione della variante costitutiva dominante
del suo inibitore IkBa.
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 e prodotti conseguiti
Neuroscienze sperimentali
Obiettivo di questa ricerca è di 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.
In particolare, la nostra attenzione si è focalizzata sulla analisi dei segnali
scambiati fra cellule neuronali e non neuronali nel dialogo molecolare che
sottende la patogenesi della SLA.
Nel secondo anno del progetto, la nostra attenzione si è focalizzata sulla
analisi dei segnali che sono in grado di indurre l’aggregazione ed un aumento
di accumulo delle proteine mutanti nel compartimento mitocondriale. Questo
accumulo si riflette in un accresciuto deficit energetico che innesca processi
di morte neuronale. Utilizzando un modello cellulare costituito dalla linea
motoneuronale murina NSC34 trasfettata per l’espressione inducibile di
diverse FALS-SOD1 mutanti, abbiamo dimostrato che la tendenza di queste
proteine a formare oligomeri è mediata dalle condizioni redox dei residui di
cisteina. In particolare, la Cys111 esercita un ruolo fondamentale nel processo
di formazione di ponti disolfuro aberranti, e la sua rimozione mediante tecniche
di ingegneria genetica previene sia la aggregazione che localizzazione e
danno mitocondriale.
Parallelamente, abbiamo prodotto due nuove linee di topi transgenici nei
quali l’attivazione del fattore di trascrizione NF-kB è impedita dalla espres-
2008 405

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
sione costitutiva del suo inibitore IkBa selettivamente negli astrociti o nella
microglia. Queste linee murine, che non presentano un chiaro fenotipo tossico
sono state utilizzate per l’incrocio con topi transgenici che esprimono la
SOD1 mutante G93A, allo scopo di valutare la rilevanza del processo neuroinfiammatorio
nella patogenesi della SLA. I nostri dati preliminari suggeriscono
che l’inibizione in cronico dell’attivazione dell’infiammazione non è sufficiente
a prevenire o a rallentare il decorso della paralisi, in accordo con
recenti pubblicazioni sull’inefficacia del trattamento con minociclina nei
pazienti [Gordon et al. (2007) Lancet Neurol 6(12): 1045-1053] e sulla esistenza
di una fase di esordio ed una di progressione ben distinte dal punto di
vista patologico [Boillée et al. (2006) Neuron 52(1): 39-59].
Attività previste
1. Ulteriore analisi dei meccanismi che sottendono all’induzione di localizzazione
mitocondriale delle SOD1 mutate in cellule neuronali trattate con
citochine infiammatorie.
2. Ulteriore caratterizzazione di due linee di topi doppio trasgenici, che
esprimono SOD1 mutata G93A ubiquitariamente e IkBa selettivamente negli
astrociti o nella microglia.
3. Valutazione quantitativa degli effetti della inibizione di processi infiammatori
sulla sopravvivenza del modello murino di SLA.
C2.6 – Analisi dello stress e della morte cellulare nella malattia
di Alzheimer in modelli animali e cellulari di nuova concezione
(Francesco Cecconi)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Alzheimer, apoptosi, autofagia, caspasi, malattie neurodegenerative,
transgenesi.
Descrizione
I meccanismi alla base delle neurodegenerazioni sono ancora in gran
parte sconosciuti. La disfunzione di specifiche regioni del cervello è dovuta
all’inabilità delle cellule che costituiscono tali regioni. È ora noto che il quadro
patologico di numerose malattie neurodegenerative è causato da morte
cellulare inappropriata. Per questo motivo, la comprensione e l’identificazione
dei mediatori molecolari della morte cellulare programmata nonché la verifica
dei loro ruoli nella regolazione della morte rappresentano un passaggio
essenziale verso la cura di queste malattie.
Obiettivo del progetto è utilizzare modelli animali e cellulari nei quali l’apoptosi
o altri meccanismi di morte o sopravvivenza cellulare siano stati
manipolati geneticamente allo scopo di osservarne, previo incrocio o confronto
con modelli di neurodegenerazione, la capacità compensativa.
406 2008

Neuroscienze sperimentali
Risultati e prodotti conseguiti
La malattia di Alzheimer (Alzheimer’s Disease, AD) è una malattia neurodegenerativa
associata a progressiva perdita neuronale, accumulo di placche di b-
amiloide (Ab) ed un graduale deterioramento nelle funzioni cognitive e comportamentali.
Evidenze sempre maggiori indicano che, sia nei pazienti AD sia nei
modelli murini di malattia, la morte del neurone e la formazione delle placche
di Ab sia preceduta da disfunzioni neuronali e degenerazione sinaptica. La perdita
della connettività neuronale è una delle maggiori caratteristiche cliniche
della fase iniziale della malattia di Alzheimer, caratterizzata dall’assenza di
demenza conclamata e conosciuta come Mild Cognitive Impairment (MCI).
Nel nostro laboratorio stiamo utilizzando, come modello murino di AD,
la linea transgenica Tg2576 che esprime il gene per l’APP (Amyloid Precursor
Protein) umano portatore della mutazione Swedish, caratteristica di una delle
forme familiari di AD. Studi condotti su questo modello hanno evidenziato un
deficit di memoria spaziale a 6-11 mesi di età, mentre le prime placche non
sono rivelabili prima dei 18 mesi. Inoltre, studi di volumetria e stime di densità
neuronale non hanno rivelato perdita di neuroni: la linea transgenica
Tg2576 può quindi essere considerata un buon modello di MCI.
Stiamo valutando la possibilità che una iniziale e locale attivazione della
cascata apoptotica, alle sinapsi, possa condurre ad una progressiva degenerazione
sinaptica. A tal fine, nell’arco della seconda annualità del progetto,
abbiamo studiato molecole dell’apoptosi e, in particolare, la forma attiva della
caspasi-3 nelle sinapsi dell’ippocampo del modello Tg2576 mediante differenti
tecniche: microscopia elettronica, Western blotting, saggio di attività della
caspasi-3 su sinaptosomi ippocampali (il sinaptosoma è un buon modello di
sinapsi in vitro, costituito dal complesso pre e post-sinaptico e derivante da un
particolare processo di omogeneizzazione dell’ippocampo) e loro analisi al
FACS. Al fine di comprendere i meccanismi molecolari che portano all’attivazione
della cascata apoptotica abbiamo quindi generato un modello cellulare:
neuroni corticali primari preparati da embrioni derivanti da incroci tra
maschi Tg2576 eterozigoti per Apaf1 (Apaf1+/-), un gene chiave dell’apoptosi,
e femmine Apaf1+/-. In questo sistema abbiamo osservato: maggiore attività
della caspasi-3 nelle cellule transgeniche per l’APPswe; accumulo di caspasi-3
attiva nelle frazioni sinaptosomale; assenza di caspasi-3 attiva nelle cellule
prive della proteina Apaf1. Questi risultati indicano che la caspasi-3 attiva si
accumulerebbe alle sinapsi e che la sua attivazione sarebbe mitocondriodipendente.
Al momento stiamo valutando quali possano essere i marcatori
molecolari precoci di degenerazione sinaptica.
L’autofagia è un processo catabolico atto alla degradazione di proteine ed
organelli in una grande varietà di organismi. Nei vertebrati, questo processo
agisce come un meccanismo pro-morte in diverse condizioni fisio-patologiche,
compresa la neurodegenerazione ed il cancro. Nonostante ciò, i ruoli dell’autofagia
nella neurodegenerazione sono ancora oscuri.
Abbiamo recentemente identificato Ambra-1 (molecola attivatrice dell’autofagia
mediata da Beclin-1) come una nuova grande proteina che regola l’autofagia
e gioca un ruolo cruciale nell’embriogenesi. Abbiamo infatti scoperto
2008 407

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
che Ambra-1 è un regolatore positivo del programma di autofagia dipendente
da Beclin-1 mediante esperimenti di interferenza dell’RNA e sovraespressione
in vitro e, soprattutto, che l’inattivazione di Ambra-1 in embrioni di topo
porta a difetti gravi della neurulazione, associati a disfunzione dell’autofagia,
proliferazione sbilanciata, eccessiva morte cellulare ed accumulo di proteine
ubiquitinate. Poiché quest’ultimo fenomeno è un segno distintivo dell’inattivazione
condizionale dell’autofagia nel sistema nervoso adulto, che culmina in
una grave forma di neurodegenerazione, ci proponiamo di studiare i ruoli
svolti da Ambra-1 nel contesto dell’AD. Lo sviluppo di questa parte del progetto
è previsto nella terza annualità.
Attività previste
• Modulazione in vivo ed in vitro dei livelli della caspasi-3 e valutazione
della presumibile efficacia terapeutica di tale modulazione mediante test
comportamentali e indagini elettrofisiologiche. (a) La modulazione in vitro
prevede il trattamento di slices di ippocampo dissezionato da individui transgenici
(di 3 mesi di età e per i quali è stata dimostrata un riduzione dell’LTP,
Long Term Potentiation) con inibitori selettivi della caspasi-3 e successiva
registrazione elettrofisiologica di LTP, al fine evidenziare un’eventuale rescue
elettrofisiologica. (b) La valutazione dell’importanza della caspasi-3 nei processi
di sinapto-tossicità verrà saggiata in vivo mediante la caratterizzazione
morfologica, biochimica e comportamentale di topi transgenici per APP ma
privi della caspasi-3. Tali animali saranno ottenuti attraverso incroci di topi
Tg2576 con topi knockout per la caspasi-3.
• Identificazione di eventuali inibitori endogeni (ad esempio XIAP) della
caspasi-3 che ne impedirebbero in vivo la sua attività proteasica e che, nel
corso di malattia, potrebbero venire degradate. In parallelo verrà valutata la
possibilità che il peptide b-amiloide possa in qualche maniera interferire nel
legame inibitore-caspasi promuovendone la dissociazione e consentendo
un’aumentata attività caspasica a livello sinaptico.
C.2.7 – Strategie terapeutiche per la corea di Huntington.
Il ruolo di c-AMP-responsive element (CREB)
(Francesca Romana Fusco)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: HD, CREB, Therapy.
Descrizione
Modulazione della CREB come strategia terapeutica per la corea di Huntington
– La c-AMP-responsive-element (CREB) è una proteina regolatrice di
varie funzioni cellulari, recentemente dimostrata essere coinvolta nei processi
degenerativi dell’HD. Il gruppo ha recentemente dimostrato una correlazione
tra i livelli di CREB e le diverse sottopopolazioni neuronali striatali
408 2008

Neuroscienze sperimentali
coinvolte nella degenerazione nell’HD [Giampà et al. 2006]. Il progetto, di
durata triennale, è 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, svoltasi
nel 2006, ha dato risultati incoraggianti sull’uso del rolipram per l’incremento
dell’attività della CREB e nella riduzione del danno striatale da
lesione eccitotossica [DeMarch et al. (2007) Neurobiology of Diseas 25(2):
266-273].
Nel 2007 l’uso del rolipram è stato applicato al modello transgenico (topi
R 6/2) di corea di Huntington. Sono stati valutati, nei topi R 6/2 trattati e non
e nei topi wild type, parametri istologici quali l’area ed il volume dello striato,
la sopravvivenza degli animali e l’insorgenza di segni neurologici. Successivamente
verranno valutati, con metodi immunoistochimici, gli effetti di rolipram
sui livelli di CREB attivata e sulla sopravvivenza delle singole sottopopolazioni
neuronali dello striato.
Risultati e prodotti conseguiti
Abbiamo dimostrato che l’inibitore della fosfodiesterasi-4 rolipram è in
grado di ridurre l’area della lesione striatale eccitotossica e di aumentare l’attività
della CREB nei neuroni superstiti. È quindi plausibile che l’effetto
benefico del rolipram da noi dimostrato sia dovuto proprio ad un aumento
dell’attività di CREB. Questi dati sono stati pubblicati su De March et al.
[2007]. Abbiamo in seguito dimostrato che il rolipram è altrettanto efficace
nella neuroprotezione e nell’attenuazione dei sintomi neurologici nel modello
murino di corea di Huntington [DeMarch et al. (2008) Neurobiol of Disease].
Attività previste
Nel 2008 gli animali transgenici ed i controlli verranno trattati con rolipram
1.15 mg/kg o veicolo quotidianamente fino al raggiungimento di 12 settimane
di età. Gli animali verranno esaminati da un punto di vista comportamentale
attraverso test quali active and passive avoidance, rotarod, open field,
plaze maze. Gli animali saranno sacrificati mediante perfusione transcardiaca
ed i loro cervelli verranno trattati secondo il nostro protocollo di routine per
l’istologia. Le sezioni ottenute verranno incubate con anticorpo anti SP ed
ENK per evidenziare i neuroni di proiezione striatali, e contro i vari markers
degli interneuroni; inoltre, un gruppo di animali verrà utilizzato per la misurazione
della proteina BDNF attraverso il metodo ELISA.
C.2.8 – Recettori metabotropici e ionotropici del glutammato:
risposte neuronali e canali transienti (TRP) (Ezia Guatteo)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Canali TRP, cellule dopaminergiche, cellule non-dopaminergiche
mesencefaliche, gangli della base, neurodegenerazione.
2008 409

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
Descrizione
Durante quest’anno concentreremo la nostra ricerca sul coinvolgimento
dei recettori ionotropici glutammatergici nella degenerazione dei neuroni
dopaminergici. A tale riguardo, sia fattori genetici che epigenetici sono ritenuti
essere responsabili della neurodegenerazione che caratterizza i sintomi
della malattia di Parkinson (PD). Sebbene la ricerca biomedica abbia cominciato
a delineare le alterazioni geniche responsabili di alcune forme di PD
[Polymeropulos et al. 1997], il ruolo dei fattori ambientali non è ancora pienamente
conosciuto. A tale riguardo, lo scopo della presente ricerca è quello di
definire i meccanismi fisiopatologici che caratterizzano i neuroni dopaminergici
quando sono esposti a sostanze presenti nell’ambiente aventi potenziale
attività neurotossica [Betarbet et al. 2000].
Obiettivi
Ci proponiamo di eseguire uno studio elettrofisiologico, microfluorometrico
e morfologico delle cellule dopaminergiche di roditore della sostanza
nera parte compatta allo scopo di definirne le proprietà quando esposte a tossine
in quantità note e per tempi definiti. La tossina oggetto dello studio sarà
la L-BMAA (b-N-methylamino-L-alanine). La L-BMAA, presente nei semi della
Cycas circinalis, palma di cui si cibano le popolazioni delle isole del Pacifico
occidentale, stimolerebbe i recettori glutammatergici non-NMDA [Durlach et
al. 1997]. La sua specifica tossicità per le cellule dopaminergiche ci induce a
comprendere i meccanismi neuropatologici che essa genera. Si cercherà di
capire se la cascata di eventi negativi indotta dalla tossina nelle cellule dopaminergiche
utilizzi meccanismi patologici comuni a quelli utilizzati dall’agonista
dei recettori metabotropici già studiata in passato nel nostro laboratorio.
Un probabile evento unificante responsabile, almeno nelle fasi iniziali, del
danno cellulare indotto dalle sostanze potrebbe essere un eccessivo e prolungato
aumento dei livelli di calcio citoplasmatico [Brownson et al. 2002], che
potrebbe occorrere sia per apertura di canali specifici voltaggio- e recettoredipendenti,
o da liberazione da stores citoplasmatici e mitocondriali.
Le informazioni derivanti dal presente studio ci permetteranno di comprendere
perché i neuroni dopaminergici siano più vulnerabili di altre cellule
ad alcuni tipi di tossine ambientali ed eventualmente ci permetterà di disegnare
specifiche strategie preventive e riparative.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso dell’anno 2007 abbiamo iniziato la caratterizzazione degli effetti
di L-BMAA. Abbiamo studiato l’attivazione del recettore metabotropo glutammatergico
di gruppo I (mGluR I) e AMPA nei neuroni dopaminergici della
substantia nigra mediante la tossina L-BMAA (β-N-methylamino-L-alanine) e
l’agonista selettivo DHPG. Mentre quest’ultimo agonista è altamente selettivo
per il recettore mGluR 1, la tossina agisce sia su questo che sui recettori AMPA.
Inoltre, la quantità di calcio rilasciata nel citoplasma durante l’applicazione di
L-BMAA è minore rispetto a quello rilasciato dopo applicazione di DHPG. Inoltre
l’effetto di L-BMAA sembra distinguere due popolazioni neuronali. In un
410 2008

Neuroscienze sperimentali
tipo cellulare la tossina attiva principalmente i recettori mGluR1, infatti la corrente
“ inward ” è bloccata quasi totalmente da antagonisti selettivi per i recettori
mGluR. In un’altra popolazione essa attiva prevalentemente i recettori
AMPA, essendo bloccata da antagonisti selettivi per questi recettori.
Attività previste
• Nelle fasi successive andremo a caratterizzare meglio le due popolazioni
cellulari discriminate dall’effetto di L-BMAA. In particolare, andremo a valutare
l’espressione di calbindina, tirosina idrossilasi, recettori D2 e DAT, per capire se
tutt’e due le popolazioni siano effettivamente cellule dopaminergiche.
• Procederemo all’analisi di altri parametri elettrofisiologici che potrebbero
essere diversi nelle due popolazioni (Ampiezza della corrente Ih, firing
frequency, ampiezza della corrente indotta da dopamina e da DHPG).
• Andremo a verificare se la corrente “ inward ” prodotta da L-BMAA è
dovuta ai canali TRP accoppiati al recettore mGluR 1.
• Effettueremo un’analisi morfologica delle due popolazioni cellulari
mediante caricamento con biocitina inserita nella soluzione di riempimento,
per capire se l’arborizzazione dendritica e il suo orientamento potrebbero
risultare differenti.
• Successivamente valuteremo il danno eccitotossico dopo trattamento prolungato
(2, 4, 6 ore) di fettine con la tossina, misurando il rilascio di citocromo c.
• Infine valuteremo l’effetto neuroprotettivo di antagonisti dei recettori
AMPA e mGluR durante trattamento cronico con la tossina.
Tecniche utilizzate
Elettrofisiologia – Utilizzeremo le procedure standard già descritte [Guatteo
et al. 2000; Guatteo et al. 2005] per la preparazione delle fettine acute del
mesencefalo di topo e ratto. Le registrazioni di patch-clamp sono effettuate su
neuroni visualizzati mediante un sistema di contrasto differenziale interferenziale
a infrarossi (IR-DIC), per mezzo di un obiettivo a immersione 40X e una
telecamera (Hamamatsu, Japan).
Microfluorimetria – Le misurazioni di [Na+] e [Ca2+] intracellulare verranno
ottenute da neuroni caricati rispettivamente con SBFI o Fura-2 (0.25
mM, Molecular Probes) aggiunti alla soluzione di riempimento dell’elettrodo
di registrazione. La loro eccitazione si realizzerà attraverso luce UV emessa
da un monocromatore (Till Photonics) a 340 e 380 nm. La luce emessa sarà
monitorata con un filtro a 500 nm e captata da una camera CCD.
Immunoistochimica – Per misurare la quantità di rilascio di citocromo c.
– Betarbet R et al. (2000) Nat Neurosci 3: 1301-1306.
– Brownson D et al. (2002) J Ethnopharmacol 82(2-3): 159-167.
– Durlach J et al. (1997) Magnes Res 10(4): 339-353.
– Guatteo E et al. (2000) J Neurosci 20(16): 6013.
– Guatteo E et al. (2005) J Neurophysiol 94(5): 3069-3080.
– Polymeropulos MH et al. (1997) Science 276: 2045-2047.
2008 411

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
C.2.9 – Ruolo della tossicità da glutammato in un modello
sperimentale di Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA)
(Patrizia Longone)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Sclerosi Laterale Amiotrofica, glutammato, eccito tossicità.
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Roma.
Descrizione
Il topo transgenico che overesprime la SOD1 umana mutata nella posizione
93 (G93A) e che, intorno al quarto mese di età, presenta degenerazione
dei motoneuroni superiori ed inferiori è considerato attualmente un buon
modello per lo studio della Sclerosi Laterale Amiotrofica [Gurney et al. 1994].
Sono sempre più numerose le descrizioni cliniche di pazienti SLA, che
oltre alla principale degenerazione del sistema motorio, presentano anomalie
nel sistema nervoso centrale accompagnate da vari disturbi cognitivi, e deficit
fronto-temporale.
Lo scopo del nostro progetto è di verificare se anomalie di tipo molecolare
e/o cellulare dei neuroni della corteccia precedono o si sviluppano
parallelamente alle anomalie dei neuroni spinali e al deficit motorio nel
topo G93A.
Nella patogenesi della SLA il sistema di neurotrasmissione di tipo glutammatergico,
ricopre un ruolo centrale. In un precedente lavoro abbiamo
osservato un incremento dell’mRNA e della proteina per la subunità GluR1
del recettore AMPA, nell’area ippocampale dei topi G93A [Spalloni et al.
2006]. Inoltre, in un modello in vitro di colture primarie nuronali, abbiamo
osservato, in seguito a tossicità con il kainato, una maggiore vulnerabilità
dei motoneuroni G93A rispetto ai controlli, ma non si è osservata invece
alcuna differenza nelle cellule corticali G93A rispetto al controllo [Spalloni
et al. 2004a; 2004b].
Alla luce dei dati finora ottenuti, ci proponiamo di analizzare, in particolare
nella corteccia motoria dei G93A, i livelli di espressione di proteine coinvolte
nel pathway glutammatergico (ad es. le subunità dei recettori AMPA, dei
recettori NMDA, la subunità mGluR5 dei recettori metabotropici) e di proteine
implicate nel rilascio della vescicola sinaptica.
Inoltre ci proponiamo di estendere gli studi di eccitotossicità, con l’utilizzo
dell’agonista NMDA in colture di cellule corticali e di motoneuroni, di
approfondire i possibili meccanismi molecolari della mortalità neuronale, ed
infine il relativo ruolo svolto dalle cellule gliali.
– Gurney et al. (1994) Science 17(264): 1772-1775.
– Spalloni et al. (2004a) Neurobiol Dis 15: 340-350.
– Spalloni et al. (2004b) Neuroreport 15(16): 2477-2480.
– Spalloni et al. (2006) Exp Neurol 197: 505-514.
412 2008

Neuroscienze sperimentali
Risultati e prodotti conseguiti
Durante il 2007 abbiamo analizzato i livelli di espressione di alcune proteine
del citoscheletro (β-tubulina, Miosina IIB, α-actinina) e di proteine caratteristiche
della post-synaptic density (PSD, PSD95, Shank-1. Homer e GIT1) e
proteine coinvolte nell’assemblaggio e nel funzionamento del recettore NMDA
(CAMKII isoforme α e β e SAP97). Abbiamo trovato un significativo aumento
della isoforma α di CAMKII e di SAP97 nella corteccia motoria dei topi
SOD1G93A. Entrambe le proteine modulano la attività del recettore NMDA,
questi dati supportano l’ipotesi di una alterata espressione e funzionalità del
recettore NMDA nella corteccia motoria dei topi SOD1G93A.
Gli esperimenti in vitro sono proseguiti sia su colture neuronali che miste
(neuroni più cellule gliali in co-coltura). I dati indicano che la presenza delle
cellule gliali aumenta la tossicità NMDA-mediata nelle colture preparate da
topi SOD1WT con o senza zinco, mentre protegge le colture SOD1G93A dalla
tossicità NMDA mediata ma ne aumentano la mortalità quando pretrattate con
zinco. Questo dato indica che la over-espressione della SOD1 wild-type sia nei
neuroni che nelle cellule gliali intensifica la tossicità NMDA-mediata, mentre la
over-espressione della SOD1 mutata intensifica il ruolo tossico dello zinco.
Attività previste
• Studio di meccanismi intracellulari e molecolari coinvolti nella aumentata
mortalità dei neuroni corticali SOD1WT e SOD1G93A, in colture pure e
miste, in seguito ad esposizione con zinco ed NMDA.
• Analisi morfologica e funzionale della corteccia motoria dei topi
SOD1G93A.
C.2.10 – Modulazione della trasmissione GABAergica mediata
dalle amine in traccia in neuroni dopaminergici
del mesencefalo ventrale (Nicola Biagio Mercuri)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Dopamina, amine in traccia, mesencefalo, morbo di Parkinson,
elettrofisiologia, meccanismi presinaptici, GABA.
Descrizione
Le amine in traccia (TA) sono amine endogene presenti in dosi minime
nel cervello dei mammiferi. Tra esse abbiamo: la tiramina (TYR), la b-fenilalanina
(b-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 bPEA. 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 com-
2008 413

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
pacta (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
che b-PEA sono in grado di ridurre l’inibizione mediata dalla stimolazione dei
recettori GABA B
, attraverso un meccanismo dipendente da proteine G.
Dal momento che i recettori GABA B
esercitano significative azioni
anche a livello presinaptico, attraverso la nota inibizione del rilascio sia di
GABA che di glutammato, risulta dunque interessante verificare se le TA
siano in grado di modulare l’azione anche di questi recettori GABA B
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.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso di questa prima fase del lavoro sperimentale è stato studiato il
ruolo che le amine in traccia esercitano sui meccanismi inibitori GABA B
dipendenti, in particolare su quelli che si esplicano a livello presinaptico.
È stato prima di tutto necessario misurare il livello basale di tale effetto inibitorio,
misurando le variazioni di frequenza delle correnti postsinaptiche
inibitorie spontanee (sIPSCs). Il verificarsi di tali correnti è un effetto diretto,
rilevato e misurato sul neurone postsinaptico, del rilascio di neurotrasmettitore
da parte del terminale presinaptico; le eventuali variazioni dell’entità di
tale rilascio inducono proporzionali e consensuali variazioni della frequenza
e dell’ampiezza delle sIPSCs.
Nei nostri esperimenti abbiamo osservato che l’applicazione di baclofen
(1mM) riduce significativamente la frequenza basale delle sIPSCs; tuttavia, se
successivamente si aggiunge tiramina (100mM), si osserva l’aumento della frequenza
delle sIPSCs, ad un valore prossimo a quello iniziale. Inoltre, alla
sospensione della tiramina, la continuazione della perfusione con il solo
baclofen riduce nuovamente la frequenza delle sIPSCs, in maniera statisticamente
significativa. È interessante notare che l’applicazione della tiramina da
sola non induce alcuna variazione della frequenza delle sIPSCs. Un effetto del
tutto sovrapponibile si osserva per la β-fenilalanina (100mM): anche questa
riduce l’effetto inibitorio sulle sIPSCs indotto dal baclofen, senza tuttavia causare
alcuna variazione quando applicata in assenza di baclofen.
I risultati di questa fase del nostro studio estendono il ruolo delle amine
414 2008

Neuroscienze sperimentali
in traccia, riconoscendole anche come modulatori delle variazioni, indotte da
altre sostanze, del rilascio di neurotrasmettitore dal terminale presinaptico.
Tale effetto è ascrivibile, come è stato dimostrato nel nostro laboratorio, ad un
disaccoppiamento nella trasduzione del segnale tra recettore GABAB ed il suo
effettore finale, il canale per il potassio accoppiato alle proteine G.
Attività previste
Nelle prossime fasi del nostro lavoro verranno studiate le modalità di passaggio
transmembrana delle amine in traccia, per poter meglio definire a
quale livello effettivamente queste interagiscono nei processi di trasduzione
del segnale; verranno inoltre indagate le eventuali variazioni dell’omeostasi
ionica intracellulare indotta dalle trace amine.
C.2.11 – Modulazione GABAergica e dopaminergica dell’eccitabilità
dei neuroni dopaminergici in colture organotipiche
di mesencefalo di topo (Nicola Biagio Mercuri)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Dopamina, trace-amine, GIRK, IPSP.
Descrizione
Nel nostro laboratorio abbiamo recentemente messo a punto le co-colture
organotipiche di mesencefalo e striato. Tale sistema è rappresentato da unopochi
strati di neuroni e cellule gliali che mantengono le connessioni tra loro
e possono essere mantenute in vitro per diverse settimane. Esso presenta il
grosso vantaggio di poter essere trattato farmacologicamente per diversi
giorni prima di effettuare lo studio elettrofisiologico e microfluorometrico. È
possibile ad esempio studiare l’effetto di farmaci neuroprotettivi verso insulti
ischemici/anossici, oppure quello di farmaci neurotossici. Infine è possibile
studiare l’effetto di diverse condizioni di coltura (la presenza del tessuto target)
sullo sviluppo neuronale.
Scopo del presente progetto è quello di studiare la vulnerabilità selettiva
dei neuroni dopaminergici mesencefalici, identificati mediante la proteina
GFP, a neurotossine dopo averne caratterizzate le proprietà intrinseche ed
estrinseche nel modello di coltura organotipica.
Risultati e prodotti conseguiti
Durante l’anno 2007, abbiamo caratterizzato le proprietà elettrofisiologiche
intrinseche ed estrinseche dei neuroni dopaminergici nelle colture organotipiche
di mesencefalo e striato. In particolare, abbiamo trovato che esse
presentano un firing spontaneo, che risulta dipendente anche dal rilascio di
glutammato. Infatti, in presenza di antagonisti dei recettori AMPA si osserva
una diminuzione della frequenza di scarica di potenziali d’azione e una iper-
2008 415

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
polarizzazione della membrana plasmatica. Per quanto concerne la risposta
inibitoria all’applicazione di dopamina esogena e all’attivazione di recettori
GABAB abbiamo visto che le risposte sono variabili, in funzione dell’età della
coltura. Inoltre i neuroni in coltura non esprimono i canali responsabili della
corrente Ih. D’altra parte, abbiamo visto che >80% dei neuroni GFP+ esprimono
la TH e il DAT, quindi si possono considerare dopaminergici. I neuroni
dopaminergici in coltura organotipica ricevono un forte input glutammatergico,
infatti registrando un neurone post-sinaptico si possono misurare numerosi
correnti entranti spontanee, sensibili all’antagonista dei recettori AMPA
(CNQX).
Attività previste
• Studio della modulazione del rilascio di glutammato da parte di recettori
metabotropici II/III pre-sinaptici, cannabinoidi e GABAB. Mediante l’utilizzo
di antagonisti selettivi per i suddetti recettori è possibile verificare se la
frequenza delle correnti spontanee viene modificata, indicando la presenza di
tali recettori nella coltura organotipica.
• Effetto della dopamina sulla trasmissione sinaptica glutammatergica.
• Studio del profilo di espressione dei recettori D2 nelle cellule dopaminergiche
in coltura. Tale studio potrebbe rivelare un profilo di espressione
transiente che potrebbe spiegare la scarsa sensibilità delle cellule alla dopamina
dopo 15-20 giorni in coltura.
• Studio della natura delle oscillazioni di potenziale prodotte da inibizione
della trasmissione sinaptica inibitoria mediante picrotossina. Verrà
indagato il sincronismo di tale attività tra neuroni differenti, e la comunicazione
elettrica tra le singole unità verrà indagata mediante l’utilizzo di inibitori
delle gap-junction.
C.2.12 – Caratterizzazione di “ marcatori di danno ” in modelli
sperimentali neurodegenerativi e di danno assonale
(Marco Molinari)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Stress ossidativo e nitrosativo, danno assonale, sistemi nitrergici
e purinergici.
Descrizione
Obiettivo del progetto è lo studio di alcune molecole coinvolte nei meccanismi
legati alla morte cellulare in modelli sperimentali di neurodegenerazione.
Tali molecole vengono definite genericamente “ marcatori di danno ”
perché vengono indotte o si attivano dopo danno cellulare. 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
416 2008

Neuroscienze sperimentali
esperimenti sono stati organizzati in quattro progetti principali con un grado
di avanzamento 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 un’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).
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.
I nostri obiettivi sono volti alla definizione della curva temporale di induzione
di marcatori di danno 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.
Nel quarto esperimento si valuterà la connettività, la citoarchitettonica del
cervelletto del topo Reeler attraverso l’utilizzo di marcatori anatomici e citologici.
Il nostro obiettivo è di acquisire informazioni sui meccanismi istodismorfici
prodotti dalla mutazione della proteina reelin.
Risultati e prodotti conseguiti
Primo esperimento – Studio sull’induzione di marcatori di danno dopo
assotomia. Sono stati prodotti una serie di dati nel nostro laboratorio che
dimostrano come il sistema nitrergico e purinergico risultino attivati dopo
lesione in neuroni e glia. In particolare, in un modello di assotomia del centrale
sono state osservate attivazioni dell’enzima NOS e delle subunità P2X1 e
P2X2 ristrette alle popolazioni neuronali i cui assoni erano stati danneggiati
dalla lesione. Tali attivazioni coincidevano spazialmente e temporalmente
suggerendo la presenza di un’interazione tra i due sistemi nella risposta neuronale
al danno assonale. Il significato di questa interazione non è ancora
stato chiarito, e sono stati suggeriti sia effetti neuroprotettivi che degenerativi
[Florenzano et al., in preparazione].
Secondo esperimento – Studio sull’induzione di marcatori di danno in un
modello di neurotossicità. Abbiamo utilizzato un modello di lesione sperimentale
neurotossica sviluppato in collaborazione con l’Istituto di Anatomia
della Università Cattolica. In questo modello viene ottenuta una
lesione neurochimica selettiva in alcune aree attraverso la somministra-
2008 417

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
zione di “ trimethyltin ” (trimetil stagno) che induce citotossicità ed un conseguente
stato epilettico. Abbiamo messo a punto la valutazione del danno
citotossico attraverso l’analisi della morte neuronale nell’area ippocampale
ed abbiamo incominciato ad analizzare l’espressione di alcuni marcatori di
danno come l’enzima NOS ed i recettori purinergici nell’area di danno neuronale.
Terzo esperimento – Studio sull’espressione e la distribuzione in condizioni
di base di marcatori fisiologici e di danno nel sistema orexinergico. È
stato svolto uno studio, con metodiche di immunoistochimica ed ibridizzazione
in situ, nel quale abbiamo osservato la presenza della subunità P2X2,
e solo quella, su tutti i neuroni orexinergici presenti nell’area dell’ipotalamo
laterale. La presenza della subunità P2X2 presenta un particolare interesse, in
quanto essa ha dimostrato di essere un fattore di attivazione della risposta
cellulare in diversi paradigmi di lesione.
Quarto esperimento – Studio sull’espressione dei trasportatori del glutammato
nel cervelletto dei topi Reeler. Nel topo Reeler omozigote adulto abbiamo
osservato modificazioni connettivali e citoarchitettoniche. Per la connettività
abbiamo valutato i trasportatori del glutammato. L’immunoreattività per
VGlut1 si presentava conservata rispetto al topo wild type, mentre l’immunoreattività
per VGlut2 si presentava profondamente alterata. La presenza di
contatti glutammatergici VGluT2 positivi eterotopici e dismorfici indica una
grave disorganizzazione della connettività cerebellare estrinseca. Per la citoarchitettonica
abbiamo valutato sia gli elementi neuronali che gliali. Gli elementi
gliali, gli astrociti, si presentavano con una distribuzione profondamente
alterata con aree di astrocitosi diffusa ed aspecifica che suggeriva la
presenza di uno stato infiammatorio cronico.
– Amadio S, Tramini G, Martorana A, Viscomi MT, Sancesario G, Bernardi G,
Volonté C (2006) Neuroscience 141(3): 1171-1180.
– Florenzano F, Viscomi MT, Cavaliere F, Volonté C, Molinari M (2006) Advance Exp
Med Biol 557: 77-100.
– Florenzano F, Viscomi MT, Mercaldo V, Longone P, Bernardi G, Bagni C, Molinari M
and Carrive P (2006) J Comp Neurol 498(1): 58-67.
– Marinelli S, Di Marzo V, Florenzano F, Viscomi MT, Fezza F, van der Stelt M, Bernardi
G, Molinari M, Maccarrone M and Mercuri NB (2007) Neuropsychopharmacol
32: 298-308.
– Martorana A, Giampà C, DeMarch Z, Viscomi MT, Patassini S, Sancesario G, Bernardi
G, Fusco FR (2006) Europ J Neurosci 24(3): 732-738.
Attività previste
Nell’ambito della programmazione del III anno (2008) verranno sviluppati
i seguenti punti:
Primo esperimento – Studio sull’espressione dei marcatori di flogosi dopo
danno assonale e del ruolo dei fenomeni infiammatori nel meccanismo di
degenerazione remota. Durante il terzo anno si concluderà tale studio effet-
418 2008

Neuroscienze sperimentali
tuando le valutazioni quantitative e statistiche in relazione al trattamento
con MPSS. Si procederà quindi alla stesura del manoscritto relativo. I dati
ottenuti dopo trattamento con Minociclina sono già stati oggetto di pubblicazione.
Secondo esperimento – Studio sull’induzione di marcatori di flogosi e di
danno neuronale dopo lesione ippocampale TMT-mediata. Durante il terzo
anno si proseguirà con lo studio in oggetto diretto ad indagare il coinvolgimento
del sistema nitrergico e purinergico nel mediare la risposta cellulare
dei neuroni ippocampali al danno indotto in seguito a somministrazione di
trimetil stagno (TMT). I dati ottenuti permetteranno di valutare il ruolo di
questi due sistemi nel meccanismo di degenerazione e/o sopravvivenza neuronale.
In dettaglio, nel periodo in oggetto, andremo ad analizzare quantitativamente
i rapporti spaziali e temporali nell’induzione dell’enzima nNOS
ed alcune subunità dei recettori purinergici ionotropi, nonché il fenotipo
cellulare coinvolto nell’attivazione in una finestra temporale post-lesione
ben definita (3-7-14-21 giorni). Per la valutazione dell’attivazione dei due
sistemi verranno utilizzate metodiche di microscopia confocale di Western
blotting. I dati saranno elaborati quantitativamente e sottoposti ad indagine
statistica.
Terzo esperimento – Studio sull’espressione e la distribuzione in condizioni
di base di recettori del sistema purinergico. Lo studio in oggetto che ha
interessato durante il 2007 l’analisi della distribuzione dei recettori purinergici
a livello della corteccia cerebrale sarà diretto nel corso del 2008 allo studio
delle strutture cerebellari. Tale studio sarà condotto con metodiche di
immunoistochimica ed ibridizzazione in situ, per indagare l’espressione e la
distribuzione del recettore purinergico ionotropo P2X 1
nel sistema cerebellare
di ratto. La distribuzione della subunità P2X 1
appare di particolare interesse,
in quanto questo recettore nel SNC sembra avere una distribuzione
spaziale e cellulare piuttosto selettiva. Infatti, nel proencefalo di ratto P2X 1
è
selettivamente espresso nelle aree coinvolte nell’integrazione delle funzioni
cognitive, limbiche e autonomiche, mentre ancora oscura rimane la distribuzione
nei circuiti cerebellari. In dettaglio, nel nostro studio, andremo a
caratterizzare innanzitutto la distribuzione del recettore nei diversi strati
della corteccia cerebellare e successivamente i fenotipi cellulari capaci di
esprimere P2X 1
nonché il compartimento cellulare dove esso è localizzato.
Per la valutazione dell’espressione e della distribuzione del recettore
saranno utilizzate metodiche di tripla immunofluorescenza e il materiale
sarà analizzato al microscopio confocale.
C.2.13 – Alterazioni patologiche della plasticità sinaptica nello striato
come modello di patologie neurodegenerative (Antonio Pisani)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, striato, plasticità sinaptica.
2008 419

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
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 ed è caratterizzata dall’esordio in
età avanzata. Sono però note anche rare forme genetiche a trasmissione autosomica
recessiva, che sono caratterizzate da mutazioni nei geni DJ-1, Pink1,
Parkin e si caratterizzano per l’esordio giovanile.
Poiché si ritiene che i fenomeni di plasticità sinaptica a lungo termine
(potenziamento, LTP, e depressione, LTD) a carico dei neuroni di proiezione
dello striato costituiscano il meccanismo cellulare sottostante l’apprendimento
e la memoria motoria, abbiamo ipotizzato che alterazioni
nell’espressione di plasticità striatale possano sottendere la sintomatologia
della malattia di Parkinson, caratterizzata dall’insorgenza di disordini del
movimento. A sostegno di questa ipotesi, in un modello animale ben caratterizzato
della forma sporadica di malattia di Parkinson avevamo osservato
che i neuroni striatali avevano perso la capacità di esprimere entrambe
le forme di plasticità sinaptica.
Durante il primo anno della ricerca, per verificare se alterazioni della
plasticità sinaptica striatale possano costituire una caratteristica fisiopatologica
comune alle varie forme di malattia di Parkinson, abbiamo esteso
queste osservazioni ad un modello di topi con la delezione del gene Pink1.
Benché le proprietà intrinseche dei neuroni striatali fossero analoghe a
quelle osservate nei topi di controllo, i fenomeni di plasticità sinaptica
erano significativamente alterati. Nei topi Pink1 i neuroni di proiezione
dello striato esprimevano un LTP di ampiezza significativamente ridotta
rispetto ai controlli. Inoltre, non esprimevano LTD, l’altra forma di plasticità
sinaptica a lungo termine osservabile nei controlli.
Risultati e prodotti conseguiti
Durante il secondo anno di attività è stato effettuato uno studio farmacologico
della plasticità sinaptica in neuroni spinosi (MS) striatali nel
modello genetico dei topi knock-out per il gene Pink1. Inoltre è stata effettuata
un’analisi della trasmissione sinaptica GABAergica striatale nel
modello di topi con la delezione del gene Parkin.
In una prima serie di esperimenti è stata analizzata la capacità di molecole
ad azione dopamino-agonista di ripristinare una normale plasticità
sinaptica nei topi Pink1-/-, la cui espressione, dai dati ottenuti durante il
primo anno di ricerca, è risultata severamente compromessa. L’applicazione
esogena dell’agonista del recettore dopaminergico di tipo D1, SKF38393, era
sufficiente per ripristinare un normale LTP nei neuroni MS dei topi Pink1-/-,
mentre era necessaria l’applicazione simultanea degli agonisti D1, SKF38393,
e D2, quinpirolo, per ripristinare pienamente l’LTD, poiché in questo caso la
stimolazione di ciascun recettore singolarmente dava luogo ad un ripristino
parziale. L’analisi autoradiografica di preparati striatali ottenuti da animali
Pink1-/- e topi di controllo ha permesso di escludere la possibilità che tali
420 2008

osservazioni fossero dovute ad un’alterazione nella densità dei recettori
dopaminergici di tipo D1 e D2 nello striato dei topi Pink1-/-, suggerendo che
i recettori dopaminergici siano in realtà funzionali ed espressi a livelli normali
nei topi Pink1-/-. Dunque è possibile ipotizzare che le alterazioni nell’espressione
della plasticità sinaptica siano causate da un ridotto rilascio
sinaptico di dopamina.
Per verificare questa ipotesi è stato analizzato l’effetto di agenti che
aumentano la disponibilità di dopamina sull’espressione della plasticità sinaptica
nei topi Pink1-/-. Sia l’anfetamina, che causa un aumento di dopamina
nello spazio sinaptico, sia il precursore L-dopa, che ne aumenta la sintesi,
producevano un ripristino completo dell’LTD [Kitada et al. 2007].
Successivamente è stata analizzata la trasmissione sinaptica nel modello
genetico dei topi con la delezione del gene Parkin. Sono state utilizzate
tecniche di patch-clamp per studiare nei neuroni MS striatali le correnti
postsinaptiche inibitorie spontanee (sIPSC) GABAergiche. L’analisi di questi
eventi sinaptici spontanei ha mostrato che, mentre l’ampiezza degli sIPSC
non differisce tra topi Parkin-/- e di controllo, la frequenza degli sIPSC è
significativamente più elevata nel primo gruppo rispetto al secondo. Questa
osservazione indica che la delezione del gene Parkin-/- causa un aumento
presinaptico della trasmissione GABAergica. In presenza di tetrodotossina
(TTX), per escludere la componente del rilascio sinaptico indotto da potenziali
d’azione, si registrano eventi sinaptici GABAergici di ampiezza ridotta,
mIPSC. Sia la frequenza che l’ampiezza dei mIPSC erano simili nei due
gruppi di animali. È noto che la dopamina, mediante l’attivazione di recettori
presinaptici di tipo D2, riduce la frequenza di sIPSC nei neuroni MS di
animali di controllo. Nei topi Parkin-/-, però, l’agonista del recettore D2,
quinpirolo, non causava nessun effetto significativo sui sIPSC, indicando
che la modulazione dopaminergica sulla trasmissione GABAergica è compromessa
in questi animali.
– Bonsi P, Cuomo D, Ding J, Sciamanna G, Ulrich S, Tscherter A, Bernardi G, Surmeier
DJ, Pisani A (2007) Neuropsychopharmacology 32(8): 1840-1854.
– Bonsi P, Sciamanna G, Mitrano DA, Cuomo D, Bernardi G, Platania P, Smith Y,
Pisani A (2007) Eur J Neurosci 25(5): 1319-1331.
– Kitada T, Pisani A, Porter DR, Yamaguchi H, Tscherter A, Martella G, Bonsi P,
Zhang C, Pothos EN, Shen J (2007) PNAS 104: 11441-11446.
– Martella G, Spadoni F, Sciamanna G, Tassone A, Bernardi G, Pisani A, Bonsi P
(2008) Neuroscience 152(2): 469-476.
Attività previste
Neuroscienze sperimentali
Durante il terzo anno di attività verrà affrontato lo studio della plasticità
sinaptica dei neuroni spinosi striatali nel modello genetico dei topi knock-out
per il gene Parkin. In particolare verrà analizzata l’espressione dei fenomeni
del potenziamento e della depressione a lungo termine (LTP e LTD), e confrontata
sia con le forme fisiologiche di plasticità a lungo termine espresse dai
neuroni spinosi negli animali di controllo, sia con le alterazioni osservate
2008 421

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
durante l’anno precedente nel modello dei topi Pink1-/-. Il riscontro di eventuali
alterazioni della plasticità sinaptica tra topi Parkin-/- e animali di controllo
non portatori di mutazione costituirà la base per un successivo studio
più prettamente farmacologico della plasticità sinaptica. Farmaci specifici,
quali agonisti ed antagonisti dopaminergici e glutammatergici, verranno utilizzati
per caratterizzare in dettaglio la natura delle alterazioni riscontrate al
fine di tentare di ripristinare una normale funzionalità sinaptica.
In considerazione dei dati ottenuti nel corso di questo anno che rivelano
un’alterazione della trasmissione sinaptica GABAergica nello striato dei topi
Parkin-/-, nel corso del terzo anno di progetto, utilizzando tecniche di patchclamp,
verrà approfondito lo studio della trasmissione sinaptica mediante
analisi delle correnti postsinaptiche spontanee di tipo glutammatergico
eccitatorio (sEPSC). Il confronto di parametri quali ampiezza e frequenza
degli eventi registrati dai topi transgenici o dai rispettivi controlli fornirà
ulteriori indicazioni sulla natura delle eventuali alterazioni della trasmissione
sinaptica.
C.2.14 – Alterazioni di fosfodiesterasi specifiche nei neuroni striatali
in un modello di parkinsonismo sperimentale nel ratto
(Giuseppe Sancesario)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Morbo di Parkinson, L-DOPA, fosfodiesterasi.
Altri Enti coinvolti: Università dell’Aquila.
Descrizione
Le discinesie da levo-dopa rappresentano un effetto collaterale che compare
dopo un trattamento a lungo termine con questo precursore della dopamina
o con farmaci dopamina agonisti D1 e D2 sia nei pazienti parkinsoniani
sia negli animali con una lesione sperimentale della sostanza nera. Le discinesie
non dipendono dall’azione della levo-dopa di per se stessa, ma dalla azione
della dopamina che nello striato viene sintetizzata dai terminali dopaminergici
residui ed in sede extraneuronale anche dopo lesione della sostanza nera.
È necessario tuttavia un trattamento a lungo termine con levo-dopa affinché
l’abbondante sintesi di dopamina nello striato denervato, non fisiologica per
intensità e durata, determini un’abnorme risposta dei neuroni striatali ed una
disfunzione indotta de novo nei circuiti cortico-strio-pallidali. I neuroni striatali
infatti deprivati della normale innervazione dopaminergica e sottoposti
cronicamente al carico di una stimolazione pulsatile con dopamina, sviluppano
stabilmente delle alterazioni plastiche, che sottendono la loro abnorme
risposta alla levo-dopa. In modelli animali con lesione della sostanza nera
sono state infatti descritte molteplici modificazioni biochimiche nei neuroni
striatali che comprendono: (1) ipersensibilità dei recettori D1 e riduzione dei
recettori NMDA tipo 1; (2) alterazioni dei livelli dei neuropeptidi sostanza P
422 2008

ed enchefalina; (3) modificazioni di fondamentali modulatori intracellulari
quali “ protein kinase A” (PKA), “ cAMP response element-binding protein ”
(CREB), DARP-32; (4) infine l’espressione di numerosi geni coinvolti nella
omeostasi del calcio e nella plasticità cellulare e sinaptica.
Tuttavia, questi effetti, riscontrabili dopo un trattamento cronico con
levo-dopa, in ultima analisi non sono l’espressione di una raggiunta tossicità
dei livelli di dopamina, ma rappresentano l’estremo risultato delle azioni proprie
della dopamina, capace di indurre nei neuroni striatali sia effetti acuti,
rappresentati da modificazioni ioniche e sintesi del secondo messaggero
cAMP, sia effetti di lunga durata attraverso la modulazione genica. Gli uni e
gli altri sono certamente strettamente collegati, ma conoscere gli uni non
basta a conoscere anche gli altri. Sebbene l’insorgenza delle discinesie presupponga
una lunga fase di induzione con levo-dopa e quindi lo sviluppo di alterazioni
a lungo termine nei neuroni striatali, la manifestazione delle discinesie
è solitamente di breve durata, legata ai livelli di levo-dopa/dopamina nello
striato e quindi probabilmente dipendente dagli effetti a breve termine della
dopamina sulla attività della adenilato ciclasi e sulla sintesi del secondo messaggero
cAMP attraverso la sua azione sui recettori D1 e D2.
Tuttavia, difficoltà metodologiche hanno finora precluso lo studio di probabili
variazioni dei secondi messaggeri in vivo ed in vitro verosimilmente
secondarie all’uso della levo-dopa: il rapido catabolismo del cAMP da parte
delle fosfodiesterasi ha indotto l’uso sistematico di inibitori dell’attività di
questi enzimi nei diversi studi dedicati all’argomento.
Risultati e prodotti conseguiti
Neuroscienze sperimentali
In un nostro lavoro recente abbiamo esplorato i livelli dei secondi messaggeri
cAMP e cGMP nello striato di ratti con lesione unilaterale della
sostanza nera dopo trattamento cronico con levo-dopa, senza utilizzare inibitori
delle fosfodiesterasi in nessuna fase dell’esperimento, lasciando quindi
che i livelli dei secondi messaggeri fossero il libero risultato dei processi di
sintesi e di catabolismo. Sebbene in questo “ setting ” sperimentale i livelli dei
due nucleotidi ciclici siano ovviamente bassi, i risultati sono tuttavia altamente
significativi nel dimostrare come rispetto agli animali eucinetici negli
animali discinetici si verifichi un drammatico crollo dei livelli di cAMP e
cGMP al picco dell’effetto dell’ultima somministrazione di levo-dopa. L’apparente
inibizione dei secondi messaggeri potrebbe essere il risultato di una
ridotta sintesi di cAMP e cGMP oppure di un aumentato catabolismo da parte
delle fosfodiesterasi.
Questo risultato è assolutamente inatteso ma non sorprendente se teniamo
presente il lavoro di Rolf Kotter [2004], sulla integrazione post-sinaptica dell’azione
del glutammato e della dopamina nello striato. La convergenza del
“ release ” di glutammato e dopamina sui neuroni striatali può interagire in
modo sinergico su vie intracellulari comuni che attraverso rispettivamente
l’influsso di calcio e la stimolazione della adenilato ciclasi conduce alla sintesi
di cAMP, i cui livelli sono mantenuti costanti allo “ steady state ” attraverso la
degradazione da parte delle fosfodiesterasi. Tuttavia un eccesso di influsso di
2008 423

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
calcio al di sopra di 1 µm riduce in modo drammatico i livelli di cAMP attraverso
un effetto combinato di inibizione della adenilato ciclasi e di attivazione
della fosfodiesterasi calcio dipendente.
Alla luce del lavoro di Kotter potremmo pertanto considerare le discinesie
come il risultato di un processo bifasico nell’azione della levodopa/dopamina,
caratterizzato da una prima fase di equilibrio tra i processi di sintesi e di
degradazione del cAMP e da una seconda fase quando il processo di degradazione
del cAMP prevale sulla sintesi. Questa ipotesi aspetta di essere verificata:
ha tuttavia il vantaggio di mettere insieme armonicamente tutti i dati
sperimentali finora accumulati nel campo del parkinsonismo sperimentale,
che per alcuni aspetti potrebbero apparire tra loro contraddittori. Infatti, l’iperattività
glutammatergica negli animali con lesione della via nigrostriatale
può convergere sia con una iperstimolazione dei recettori D1 sia dei D2 nel
determinare l’inversione dei processi di sintesi del cAMP con quelli del catabolismo,
spiegando in tal modo i bassissimi livelli di cAMP da noi riscontrati
negli animali discinetici. Inoltre un accentuato catabolismo dei secondi messaggeri
nello striato denervato potrebbe essere sostenuto dalla fosfodiesterasi
1B calcio/calmodulina dipendente, selettivamente espressa nello striato ed i
cui livelli ed attività sono marcatamente aumentati dopo lesione della via
nigrostriatale [Sancesario et al. 2004].
Attività previste
Lo scopo del nostro progetto è di valutare se il catabolismo del cAMP e
cGMP da parte delle fosfodiesterasi (PDE), durante il picco delle discinesie
indotte da levo-dopa, possa rappresentarne un nuovo target terapeutico. Questa
nuova ipotesi è sostenuta da una serie di osservazioni vecchie e nuove
dopo lesione della sostanza nera nel ratto: (a) l’aumento di espressione e di
attività della fosfodiesterasi calcio/calmodulina dipendente (PDE1B), che
idrolizza il cAMP e il cGMP [Sancesario et al. 2004]; (b) la drammatica riduzione
dei livelli di entrambi i nucleotidi ciclici al picco delle discinesie indotte
da levo-dopa rispetto ad animali senza discinesie [Giorgi et al. Submitted];
(c) il pretrattamento degli animali con un inibitore delle PDE prima della
levo-dopa riduce l’intensità delle discinesie e aumenta i livelli di cAMP e
cGMP nello striato [Giorgi et al. Submitted].
Pertanto noi ci proponiamo di approfondire con tecniche di biologia molecolare
e di biochimica l’attività e la distribuzione comparativa di diverse
isoforme di PDE nello striato e nel globo pallido, nel modello di parkinsonismo
sperimentale indotto con 6-idrossidopamina. Inoltre, valuteremo se esista una
correlazione tra la severità delle discinesie, i bassi livelli di nucleotidi e/o l’espressione
di PDE. Infine, valuterà i correlati biochimici di diversi inibitori selettivi
delle PDE nel trattamento preventivo delle discinesie indotte da L-DOPA.
L’identificazione di distinte isoforme di PDE, responsabili di un alterato
metabolismo dei nucleotidi ciclici nel caudato-putamen privo della innervazione
dopaminergica, può aiutare a scoprire l’utilità clinica di appropriati inibitori
delle PDE nel trattamento del parkinsonismo e delle discinesie indotte
da L-DOPA nel ratto.
424 2008

Neuroscienze sperimentali
– Giorgi M, D’Angelo V, Esposito Z, Bonomo G, Martorana A, Bernardi G, Sancesario
G. Lowered cAMP and cGMP signalling in the brain during L-DOPA dyskinesias in
rat: a unifying concept in the pathogenetic mechanisms? Movement Disorders, submitted.
– Kotter R (2004) Progress in Neurobiology 44: 163-196.
– Sancesario G, Giorni M, D’Angelo V, Modica A, Martorana A, Morello M, Bengtosn P,
Bernardi G (2004) Eur J Neurosci 20: 989-1000.
C.2.15 – Analisi della regolazione post-trascrizionale
della espressione genica nel differenziamento neuronale
(Claudio Sette)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Metabolismo degli mRNA, differenziamento, Sam68, trans
genesi.
Altri Enti coinvolti: Università di Roma Tor Vergata.
Descrizione
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 post-trascrizionale 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
traduzionale. 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 post-traduzionalmente
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
2008 425

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
traduzione in risposta a segnali di progressione del ciclo cellulare, suggerendo
un ruolo di controllo traduzionale 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
Bcl-x, 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Abbiamo caratterizzato la regolazione post-trascrizionale di uno dei bersagli
di Sam68: Bcl-x. Esperimenti di silenziamento genico e di espressione
transiente di forme di Sam68 mutate hanno dimostrato che questa proteina
modula la scelta dei siti di splicing alternativo di Bcl-x. In particolare, un
aumento di espressione di Sam68 induce l’espressione della forma Bcl-x(s), ad
attività pro-apoptotica. L’azione di Sam68 su Bcl-x correla con la capacità
della proteina di indurre apoptosi in cellule trasfettate in modo transiente.
L’attività di Sam68 richiede la sua associazione con hnRNP A1 ed è contrastata
dallo splicing factor ASF/SF2. Inoltre, abbiamo dimostrato che la tirosin
chinasi Fyn reverte l’azione di Sam68, trasformandola da pro-apoptotica a
anti-apoptotica. L’effetto di Fyn è mediato dalla fosforilazione di Sam68 su
residui di tirosina localizzati all’estremità C-terminale della proteina. La fosforilazione
influenza anche la localizzazione sub-nucleare di sam68 ed interferisce
con la sua capacità di associare con hnRNP A1.
Visto il coinvolgimento di Bcl-x nello sviluppo embrionale del sistema
nervoso centrale, i nostri studi mettono in luce una possibile azione di Sam68
sulla genesi delle isoforme necessarie alla sopravvivenza dei neuroni.
Per verificare questa ipotesi, abbiamo messo a punto condizioni colturali
per ottenere un efficiente differenziamento delle cellule staminali
embrionali (ES) in neuroni. Al momento, stiamo effettuando esperimenti
di silenziamento per RNA interference di Sam68 al fine di valutare il ruolo
di questa proteina in tale differenziamento. In particolare, seguiremo
l’espressione dei bersagli molecolari di Sam68 descritti sopra.
In questo anno abbiamo anche descritto il ruolo di Sam68 sulla sopravvivenza
cellulare delle cellule LNCaP, un tumore di prostata di derivazione
neuroendocrina. Abbiamo anche prodotte linee di cellule ES eterozigoti per
Sam68 e stiamo producendo linee knock out per questo gene.
Attività previste
• Studio del ruolo di Sam68 nel differenziamento neuronale delle cellule
ES.
• Caratterizzazione dei bersagli molecolari di Sam68 coinvolti in questo
processo.
• Approfondimento del meccanismo di azione di Sam68 sui bersagli
molecolari identificati.
426 2008

Neuroscienze sperimentali
C2.16 – Il Parkinsonismo sperimentale da blocco farmacologico
del medial forebrain bundle; un modello innovativo
per studiare le interazioni peptidi/dopamina endogena?
(Alessandro Stefani)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 2 anni
Parole chiave: Dopamina, Parkinson, pattern, oscillazioni.
Altri Enti coinvolti: Università di Roma Tor Vergata.
Descrizione
Questo progetto mira a chiarire in che misura le alterazioni elettro-fisiologiche
dei gangli della base in corso di Parkinsonismo siano attribuibili a complesse
cascate biochimiche cellulari (e fenomeni di plasticità) e non piuttosto ad alterazioni
“ acute ” del pattern di scarica della via nigrostriatale. Pertanto si provvederà
a ri-attualizzare una metodica desueta (iniezione di tetrodotossina direttamente
nel MFB) e registrare dallo striato, pallido, nigra e sottotalamo omolaterali ma
anche (mediante elettrocorticogramma) dalla corteccia. Il progetto si concentrerà
su ratti giovani adulti (8300 gr.) registrati con tecniche di single units in vivo.
In pratica, comprenderemo in che misura le note oscillazioni patologiche
(la ipersincronia tra strutture corticali e low frequency oscillations intorno a
1 Hz in corteccia) siano risultato pressoché immediato della denervazione.
Le implicazioni sono molteplici ed intuibili; basti considerare che si
potrebbe ottenere un modello rapido e flessibile delle transizioni ON-OFF in
clinica (sorta di modello reversibile del wearing-off). Il progetto si comporrà
di corollari numerosi, sia sul versante farmacologico che immunoistochimico
(tra gli altri identificazione mediante neurobiotina iuxtacellulare dei fenotipi
cellulari coinvolti).
Un aspetto qualificante sarà quello di registrare quanto predetto nel c.d.
lato sano di animali che controlateralmente abbiano subito (circa due settimane
prima) la lesione standard della via nigrica mediante 6-OHDA.
Attività previste
• Elettrofisiologia sperimentale con almeno n = 20 neuroni da ciascuna
delle strutture in esame.
• Microdialisi in vivo con sample extracellulari e conseguente HPLC da
eluato di striato e globo pallido prima e durante iniezione di TTX.
• Riscontro istochimico/neuropatologico del danno (o del risparmio cellulare)
nella sostanza nera e VTA del ratto.
• Immunoistochimica con doppia o tripla marcatura nei neuroni “ a
valle ” (implicita identificazione di ENK vs. SP+ MS).
Quanto predetto sarà ausilio tecnico fondante per:
– Messa a punto del modello di lesione acuta del MFB, comprensivo di
studio comparativo con bloccanti diversi dei canali del sodio voltaggio-dipendenti
(i.e. riluzolo).
2008 427

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
– Definizione comparativa del grado di sincronia tra corteccia e globo
pallido (e corteccia e sottotalamo) nel modello standard da 6-OHDA e nel
modello acuto.
– Identificazione del ruolo specifico del sottotalamo nell’imporre ritmo
periodico patologico nel GP dell’animale sotto anestesia da urtano.
– Modelli comportamentali innovativi.
C.2.17 – Investigazioni di Proteomica e Metabonomica
nelle sindromi neurodegenerative (Andrea Urbani)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Alzheimer, Sclerosi Multipla, malattie neurodegenerative, proteomica,
metabonomica.
Altri Enti coinvolti: Università di Roma Tor Vergata, Università di Chieti
G. D’Annunzio.
Descrizione
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 e la demenza di Alzheimer, oltre
a patologie infiammatorie di controllo assolutamente non correlate a queste
stesse. 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. Per il programma sul morbo di Alzheimer verranno
realizzate delle indagini differenziali con altri gruppi clinici di
demenze.
Una validazione funzionale dei meccanismi molecolari messi in luce
mediante questa tecnologia verrà realizzata attraverso lo studio di modelli
cellulari in-vitro ed ex-vivo da modelli animali disponibili all’interno
del CERC.
428 2008

Neuroscienze sperimentali
Risultati e prodotti conseguiti
Le tecnologie allo stato dell’arte di spettrometria di massa sono il nostro
punto di forza nello sviluppare indagini multivariate di biochimica clinica
sia nel campo nello studio del Proteoma che del profilo Metabolico. In particolare
ci siamo concentrati nello studio di campioni clinici (plasma, CSF) di
pazienti. L’investigazione del liquor cerebro spinale (CSF) e del plasma dei
pazienti arruolati è stata 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 con una segregazione significativa
(p

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
– Mantini D, Petrucci F, Pieragostino D, Del Boccio P, Di Nicola M, Di Ilio C, Federici
G, Sacchetta P, Comani S, Urbani A (2007) BMC Bioinformatics 8: 101. PMID:
17386085 [PubMed - indexed for MEDLINE]
– Musante L, Candiano G, Petretto A, Bruschi M, Dimasi N, Caridi G, Pavone B, Del
Boccio P, Galliano M, Urbani A, Scolari F, Vincenti F, Ghiggeri GM (2007) J Am
Soc Nephrol 18(3): 799-810. Epub 2007 Feb 7. PMID: 17287427 [PubMed - indexed
for MEDLINE]
Attività previste
• Messa a punto della fase analitica e pre-analitica per l’analisi di Metabonomica
e Proteomica per plasma, siero e CSF.
• Analisi multivariata di “ protein profiling ” dei gruppi clinici. A questa
seguirà una prima indagine di Metabonomica. Indagini di 2DE PAGE del
repertorio 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 multivariata 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.
C.2.18 – Studio molecolare e funzionale dei recettori purinergici P2
nel sistema nervoso e patologie neurodegenerative (Cinzia Volonté)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Recettori P2, oligomerizzazione recettoriale, neuroni, microglia,
neurodegenerazione, neuroinfiammazione.
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche.
Descrizione
I recettori purinergici P2 per i nucleotidi extracellulari sono notevolmente
conservati a livello filogenetico e sono ampiamente distribuiti in svariati fenotipi
cellulari di vari organi e tessuti, compreso il sistema nervoso centrale e periferico.
L’esistenza di molteplici recettori per l’ATP extracellulare, il loro ruolo in
fenomeni biologici che spaziano dal differenziamento, alla duplicazione o addirittura
alla morte cellulare, ed il loro coinvolgimento in funzioni quali, ad esempio,
spermatogenesi, neurogenesi, contrazione muscolare, secrezione epiteliale,
aggregazione piastrinica, attestano quindi che i nucleotidi extracellulari assolvono
importanti e fondamentali ruoli fisiologici. Di conseguenza, l’alterazione
dei meccanismi purinergici contribuisce all’eziologia molecolare di diverse condizioni
patologiche, fra le quali tumori, traumi, ischemia, disordini neurodegenerativi,
e disfunzioni di tipo infiammatorio mediate dal sistema immunitario.
La famiglia dei recettori P2 si divide in due sottofamiglie: recettori ionotropici
ad attivazione veloce, denominati P2X, dei quali sono stati fino ad
430 2008

Neuroscienze sperimentali
ora identificate sette subunità diverse (P2X 1-7
), e recettori metabotropici
accoppiati alle proteine G, denominati P2Y, dei quali sono state clonate otto
subunità fra loro differenti (P2Y 1-2,4,6,11-14
). Pur essendo distinti da caratteristiche
farmacologiche ben definite, da struttura primaria-terziaria, ulteriori
eterogeneità fra tali recettori si manifestano anche a livello di struttura quaternaria.
Nel nostro laboratorio, abbiamo dimostrato che l’ATP extracellulare
esplica una diretta azione tossica nel sistema nervoso centrale ed è in grado di
aggravare il danno neuronale di tipo ipoglicemico/ipossico. Conseguentemente,
vari antagonisti dei recettori P2 si sono dimostrati neuro-protettivi sia
verso elevate concentrazioni di glutammato, sia verso fenomeni apoptotici,
sia ipoglicemia ed ipossia chimica, in vari modelli cellulari di colture primarie
ed organotipiche.
Il presente progetto di ricerca si prefigge pertanto di analizzare ulteriormente
in modelli in vitro ed in vivo alcuni dei meccanismi molecolari che
coinvolgono i recettori P2 e contribuiscono alla neurodegenerazione. I nostri
studi ci permetteranno di comprendere come le dinamiche recettoriali di tipo
purinergico P2 possano modulare in particolare alcuni eventi neurodegenerativi-neuroinfiammatori.
Attività previste
Il ruolo neuroinfiammatorio nella progressione di alcune malattie neurodegenerative
è ormai ben accertato, ma non sussistono ancora complete evidenze
molecolari dei mediatori coinvolti nell’attivazione microgliale indotta
durante tali patologie. Tuttavia, l’ATP che costituisce una molecola segnale di
primaria importanza, essendo rilasciato nello spazio extracellulare in quantità
massicce durante fenomeni di neurodegenerazione, è anche un noto attivatore
microgliale in vivo.
Pertanto, il contributo dei recettori purinergici alla neuroinfiammazione
esercitata dall’attivazione della microglia in modelli in particolare di sclerosi
laterale amiotrofica familiare (fSLA) è di primaria rilevanza e sarà pertanto lo
scopo principale del presente progetto di ricerca che verterà sulla:
• Caratterizzazione delle subunità di recettori P2 espresse in linee microgliali
di topo immortalizzate N9 (-/-), e sovraesprimenti il gene umano normale
per la SOD1 (wt-hSOD1) od il gene umano portante la mutazione G93A
(G93A-hSOD1).
• Analisi funzionale di quelle subunità di recettori P2 che saranno risultate
espresse in maniera differenziale nelle tre linee cellulari in esame per la fSLA.
• Identificazione ed analisi comparata fra le tre linee cellulari di alcune
citochine/chemochine pro-infiammatorie potenzialmente rilasciate nello spazio
extracellulare in seguito a modulazione dei recettori purinergici P2 con
specifici agonisti/antagonisti.
• Analisi dei potenziali meccanismi molecolari che sottendono alla
diversa risposta neuroinfiammatoria indotta dai ligandi purinergici rispettivamente
nelle tre linee cellulari in esame per la fSLA.
2008 431

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
• Messa a punto di colture primarie di microglia da topi transgenici -/-,
wt-hSOD1 and G93A-hSOD1.
Il raggiungimento dei risultati previsti sarà di notevole rilevanza ed
impatto nell’elucidazione dei meccanismi molecolari del processo neuroinfiammatorio
che caratterizza la SLA. Tali risultati potrebbero anche contribuire
ad identificare nuovi target molecolari e strategie terapeutiche innovative
per la cura di tale patologia.
432 2008

Neuroscienze sperimentali
C.3 – STUDIO MULTIDISCIPLINARE DELL’IMMUNOPATOGENESI
DELLA SCLEROSI MULTIPLA
C.3.1 – Studio delle caratteristiche fenotipiche e funzionali
dei linfociti T regolatori nella Sclerosi Multipla (Luca Battistini)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Sclerosi Multipla, Linfociti T regolatori, autoimmunità, terapia
cellulare.
Altri Enti coinvolti: Max-Delbrück-Center for Molecular Medicine (MDC),
Berlino.
Descrizione
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 soggetti 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Il primo passo è stato quello di applicare la citofluorimetria policromatica
allo studio della popolazione regolatoria timica CD4+CD25high, al fine di
approfondirne la caratterizzazione fenotipica e scovare marker che potessero
condurre ad un’identificazione sempre più specifica di questo subset cellulare.
L’analisi a 6 colori ci ha permesso di testare la correlazione tra nuovi
marker e recettori la cui espressione è da tempo associata alla popolazione
regolatoria, quali il CD25, il CD4 e il fattore di trascrizione FOXP3. Questo
studio ha condotto all’identificazione del CD39, un’ectonucleotidasi la cui presenza
identifica specificamente il subset CD25high, differenziandolo dalla
popolazione linfocitaria CD4 recentemente attivata e da quella naive. L’analisi
dell’intensità media di espressione di questo enzima ha inoltre evidenziato
una stretta correlazione tra il CD39 e il FOXP3, unico fattore finora davvero
associato in modo specifico alla popolazione regolatoria timica.
2008 433

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
Il subset CD4+CD25highCD39+ è stato di seguito testato in saggi in vitro
che permettessero di valutarne le proprietà regolatorie. Abbiamo infatti messo
a punto assays di proliferazione che hanno rivelato come sia proprio la popolazione
CD39 positiva quella effettivamente in grado di bloccare la crescita di
cellule CD4 responder quando attivate.
A questo punto abbiamo esteso l’analisi fenotipica e funzionale della
popolazione regolatoria CD39 positiva ai pazienti affetti da Sclerosi Multipla.
I dati ottenuti in pazienti in fase stabile e non sottoposti a trattamenti farmacologici
hanno evidenziato una minore espressione, statisticamente significativa,
della popolazione CD4+CD25highCD39+ nei pazienti stessi rispetto ai
donatori sani.
Ulteriori studi sono in corso su pazienti al fine di confermare i dati ottenuti
finora e cercare una correlazione tra il comportamento della popolazione
regolatoria e le varie fasi della malattia. L’attenzione di molteplici gruppi di
ricerca nell’ambito delle patologie autoimmuni è focalizzata sullo studio delle
popolazioni regolatorie linfocitarie, il cui ruolo nella patogenesi di tali malattie
è stato da tempo attestato. Di fatto però molto ancora resta da scoprire
riguardo tanto il comportamento di queste popolazioni quanto la loro esatta
identificazione. L’assenza di marker che le definiscano in modo specifico,
infatti, non permette di monitorarne con esattezza la frequenza né la funzionalità,
e ciò lascia adito a visioni controverse e spesso in disaccordo riguardo
la loro associazione con il processo autoimmune.
Alla luce di ciò è chiara l’importanza dell’identificazione di un marker quale
il CD39, che permette appunto di individuare in modo specifico le cellule regolatorie
timiche. Quello che resta da approfondire è senz’altro l’aspetto concernente
la funzione di questo recettore nel processo immunomodulatorio, funzione a
parer nostro probabilmente correlata alla attività enzimatica del recettore.
Attività previste
Le attività previste includono:
– lo studio della sottopopolazioni linfocitarie autoreattive e regolatorie
nei pazienti affetti da Sclerosi Multipla;
– l’associazione dei biomarkers alla funzione delle cellule T regolatorie;
– l’identificazione di markers immunologici caratteristici della sottopopolazione
di linfociti T che rilasciano Interleukina 17 e il rapporto tra tali cellule
e le T regolatorie CCR6+/CD39+/FoxP3+.
C.3.1 – Studio dell’attività neuronale e sinaptica in topi
con encefalite allergica sperimentale, modello animale
di Sclerosi Multipla (Diego Centonze)
Anno: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Sclerosi Multipla, EAE, plasticità sinaptica, elettrofisiologia.
Altri Enti coinvolti: Ospedale San Raffaele, Milano; Università di Teramo.
434 2008

Neuroscienze sperimentali
Descrizione
I rimaneggiamenti del funzionamento sinaptico 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 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, abbiamo voluto colmare tale lacuna valutando,
mediante registrazioni elettrofisiologiche da singoli neuroni, il
funzionamento della trasmissione sinaptica eccitatoria ed inibitoria in un
accreditato modello animale di sclerosi multipla: il topo con encefalite allergica
sperimentale (EAE).
Risultati e prodotti conseguiti
Le nostre registrazioni hanno evidenziato un’abnorme sensibilità neuronale
alla stimolazione dei recettori NMDA nei topi EAE, in cui la frequenza
delle correnti spontanee glutammato-mediate e l’ampiezza dei potenziali postsinaptici
eccitatori si sono rivelate essere significativamente ridotte in presenza
di antagonisti dei recettori NMDA. Al contrario, nei topi di controllo la
riduzione è stata minima e non statisticamente significativa. 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.
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.
In conclusione, il nostro studio evidenzia la presenza di specifiche alterazioni
della funzionalità delle sinapsi glutammatergiche e GABAergiche nel
SNC di topi con SM sperimentale. Ancora non è chiaro in che rapporto tali
alterazioni siano con la abnorme risposta immunitaria che è alla base della
SM, ma forniscono importanti informazioni per lo sviluppo di strategie neuroprotettive
in tale grave condizione patologica.
Attività previste
In questa nuova fase della ricerca indagheremo le alterazioni del sistema
endocannabinoide in corso di sclerosi multipla e sclerosi multipla sperimentale.
Il sistema endocannabinoide potrebbe essere coinvolto tanto nel danno
infiammatorio che in quello neurodegenerativo in corso di SM. Esistono
infatti consistenti evidenze a supporto del ruolo benefico della stimolazione
dei recettori per i cannabinoidi in tale condizione patologica. Non è stato tut-
2008 435

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C
tavia mai indagato se il sistema endogeno dei cannabinoidi (endocannabinoidi)
si trova a essere alterato nei pazienti con SM e nei topi con SM sperimentale.
Le alterazioni della trasmissione sinaptica da noi descritte nei topi
con EAE potrebbero essere secondarie a un rimaneggiamento del sistema
endocannabinoide cerebrale.
1. Misurazione dei livelli di endocannabinoidi nel sangue periferico e nel
liquor di pazienti con SM.
2. Misurazione dei livelli di endocannabinoidi nel cervello di topi con SM
sperimentale.
3. Correlazione di tali livelli con la presenza del danno degenerativo e
infiammatorio evidenziato alla RM dell’encefalo.
4. Misurazioni delle attività di sintesi, trasporto e degradazione dei principali
endocannabinoidi nei linfociti di pazienti con SM e nel cervello dei topi
con encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE).
5. Misurazione degli effetti elettrofisiologici delle stimolazione dei recettori
per gli endocannabinoidi nel cervello di topi con EAE.
C.3.3 – Studi di epidemiologia molecolare, caratterizzazione
genotipo-fenotipo ed identificazione di nuovi loci e geni malattia
nelle malattie neurologiche (Antonio Orlacchio)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Neurogenetica, malattie neurologiche, analisi di linkare, analisi
mutazionale, genotipo-fenotipo, epidemiologia molecolare.
Descrizione
L’attività di ricerca del Laboratorio di Neurogenetica, CERC-IRCCS Santa
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, vengono studiate 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.
Risultati acquisiti
Tra i risultati raggiunti ricordiamo: (a) l’identificazione di un nuovo locus
genetico per una variante di paraparesi spastica ereditaria a trasmissione
436 2008

Neuroscienze sperimentali
autosomica dominante, la sindrome di Silver (SPG38); (b) l’identificazione di
un nuovo locus genetico per una nuova forma di paraparesi spastica ereditaria
a trasmissione autosomica dominante (SPG29); (c) 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; (d) 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; (e) 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 familiari. 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;
(f) 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, Atassia con aprassia oculomotoria 2 (AOA2).
Attività previste
• Ampliamento del database clinico istituito nei primi due anni con la
caratterizzazione fenotipica dei casi familiari e sporadici; acquisizione di ulteriori
campioni di DNA e linee cellulari da pazienti con malattie neurologiche
a carattere ereditario.
• Acquisizione di dati di epidemiologia molecolare aggiuntivi a quelli dei
primi due anni 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.
• Determinazione della frequenza di mutazioni in geni di norma e non di
norma associati con fenotipo Paraparesi Spastica Ereditaria, Demenza di
Alzheimer, Demenza Fronto-Temporale, Sclerosi Laterale Amiotrofica, Morbo
di Parkinson, Neuroacantocitosi, Roussy-Levy Syndrome, Atassia con aprassia
oculomotoria 2 (AOA2).
• Identificazione di nuovi loci malattia: analisi di linkage in famiglie
nucleari informative, selezione di pool di famiglie che condividono peculiarità
fenotipiche.
2008 437

D–NEUROPSICOLOGIA
LUIGI PIZZAMIGLIO
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.1 –DISTURBI DELLA MEMORIA TOPOGRAFICA
D.1.1 – Relazioni tra memoria spaziale di percorsi e deficit di generazione
e memorizzazione di mappe cognitive nel neglect immaginativo
(Cecilia Guariglia)
D.1.1 – Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello di partecipazione
sull’outcome riabilitativo (continuazione) (Cecilia Guariglia)
D.2 –DISTURBI DEL LINGUAGGIO IN CEREBROLESI ADULTI E IN ETÀ EVOLUTIVA
D.2.1 – Sviluppo del comportamento di lettura: analisi dei movimenti oculari
(continuazione) (Maria De Luca)
D.2.2 – La neuroanatomia delle parole composte: uno studio voxel-based
lesion-symptom mapping con pazienti afasici (Fabrizio Piras)
D.2.3 – Comorbilità tra dislessia, discalculia e disortografia in età evolutiva
(Pierluigi Zoccolotti)
D.3 –PERCEZIONE E ATTENZIONE SPAZIALE E TEMPORALE
D.3.1 – Studi elettrofisiologici su pazienti neglect (Francesco Di Russo)
D.3.2 – Correlati anatomici e funzionali dei deficit percettivi e visuoproduttivi
in pazienti cerebrolesi destri (Fabrizio Doricchi)
D.3.3 – Studio del ruolo funzionale delle aree parietali e prefrontali
nella rappresentazione spaziale dei numeri (Fabrizio Doricchi)
D.3.4 – Attenzione spaziale e temporale: uno studio comportamentale
e di risonanza magnetica funzionale (Luigi Pizzamiglio)
D.4 –RUOLO DELLA CORTECCIA CEREBRALE NELLA COGNIZIONE DEL CORPO
D.4.1 – Influenza dell’esperienza visiva-linguistica e motoria nell’osservazione
di azioni sportive (Salvatore Maria Aglioti)
D.4.2 – Percezione tattile e neglect personale (Luigi Pizzamiglio)
D.4.3 – Il basket in carrozzina: effetti dello sport sul cervello dell’atleta
(Donatella Spinelli)
D.5 –STRUMENTI DI VALUTAZIONE DEI DISTURBI NEUROPSICOLOGICI
D.5.1 – Costruzione di una batteria per lo studio della cognizione sociale
(Gabriella Antonucci)
D.5.2 – Valutazione quantitativa dei deficit della memoria prospettica
(Cecilia Guariglia)
440 2008

Neuropsicologia
D.1 – DISTURBI DELLA MEMORIA TOPOGRAFICA
D.1.1 – Relazioni tra memoria spaziale di percorsi e deficit
di generazione e memorizzazione di mappe cognitive
nel neglect immaginativo (Cecilia Guariglia)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Memoria spaziale, memoria navigazionale, mental imagery
visiva, neglect immaginativo.
Descrizione
Un recente studio, che utilizzava una versione modificata del Morris
Water Maze in ambiente reale, ha messo in evidenza che esiste una relazione
tra neglect immaginativo e capacità navigazionale [Guariglia et al. 2005].
Infatti i pazienti che presentano neglect immaginativo non sono in grado di
costruire una rappresentazione adeguata dell’ambiente nel quale sono chiamati
a navigare. In particolare, non sanno ritrovare un punto-target nell’ambiente
privo di landmark, quando cioè sono costretti ad utilizzare un sistema
di navigazione che si basa sull’uso della forma geometrica dell’ambiente. La
loro incapacità di generare una rappresentazione delle caratteristiche geometriche
dell’ambiente si riflette anche nella loro incapacità di scegliere la forma
corretta della stanza nella quale hanno svolto la prova quando questa gli viene
presentata graficamente, tra una serie di distrattori [Nico et al. in press]. La
presenza di landmark non migliora le prestazioni di questi pazienti, che risultano
comunque incapaci di costruire e memorizzare mappe cognitive [Nico et
al. in press].
Ancor più recentemente lo stesso gruppo di ricerca ha sviluppato un paradigma
sperimentale che indaga la memoria spaziale dell’ambiente paragonandola
con quella utilizzata per memorizzare oggetti disposti su un piano. Il
paradigma è stato sviluppato attraverso un confronto tra le prestazioni in test
impiegati classicamente nell’attività clinica, ovvero Corsi Block Test e Corsi
Supra-span Test che richiedono al soggetto di memorizzare e riprodurre
sequenze di cubi indicandole con il dito, e quelle in una loro versione modificata
(Walking Corsi Test), che richiede al soggetto di memorizzare e riprodurre
sequenze di passi camminando in un ambiente.
Dati raccolti in studi precedenti condotti presso lo stesso laboratorio
hanno consentito di affermare che esistono differenze significative nella
memoria a breve termine e nell’apprendimento e rievocazione differita di
sequenze supra-span tra il Corsi Test standard e il Walking Corsi Test sia in
soggetti normali [Piccardi et al. in press] che in pazienti cerebrolesi [Piccardi
et al. in preparazione]. Questi dati suggeriscono che la memoria spaziale sia
divisibile in due sottocomponenti, una misurabile con il Corsi Test e relativa
alla memoria di posizioni di oggetti, e l’altra misurabile con il Walking Corsi
Test e relativa alla memoria di percorsi.
2008 441

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
Il presente progetto intende analizzare le relazioni tra capacità di generare
e memorizzare mappe cognitive e memoria di percorsi comparando le
prestazioni di pazienti con neglect immaginativo al Walking Corsi test e alla
versione modificata del Morris Water Maze.
Se è vero, infatti, che una memoria navigazionale sottende le prestazioni
al Walking Corsi test e che i pazienti con neglect immaginativo hanno difficoltà
specifiche a rievocare mappe cognitive, ci si potrebbe aspettare che questi
pazienti cadano selettivamente in ambedue i tipi di prove, o quantomeno
abbiano performance significativamente peggiori rispetto a pazienti con solo
neglect percettivo o senza neglect o lesione, nonché rispetto ad un gruppo di
controllo costituito da soggetti per i quali sia possibile escludere eventi neurologici
e/o psichiatrici.
Metodo
Soggetti – Saranno selezionati 4 gruppi di soggetti: cerebrolesi destri
senza neglect (N-), cerebrolesi destri con neglect percettivo senza neglect
immaginativo (N+R-), cerebrolesi destri con neglect immaginativo affetti o
meno da neglect percettivo (R+) e soggetti di controllo appaiati per sesso, età
e scolarità ai pazienti cerebrolesi. Tutti i pazienti saranno inseriti nella ricerca
dopo aver firmato un consenso informato approvato dal Comitato Etico
Locale.
I pazienti cerebrolesi saranno sottoposti ad un esame neuroradiologico e
ad una valutazione neuropsicologica che escluda la presenza di deterioramento
cognitivo o di amnesia globale. Saranno quindi sottoposti alla batteria
standard per la valutazione dell’eminattenzione [Pizzamiglio et al. 1990], e a
due test di neglect immaginativo: la descrizione di luoghi familiari [derivata
da Bisiach e Luzzatti 1978] e l’O’Clock Test [Grossi et al. 1986].
Tutti i soggetti di controllo saranno sottoposti ad una breve intervista e al
M.O.D.A. per escludere la presenza di precedenti neurologici e/o psichiatrici
nonché la presenza di deterioramento mentale.
Procedura – Tutti i soggetti saranno sottoposti alla versione modificata del
Morris Water Maze, al Walking Corsi test e al Corsi Test. L’ordine di somministrazione
dei test sarà bilanciata tra i soggetti.
• Versione umana del Morris Water Maze. Ogni soggetto sarà sottoposto
alla prova in una stanza rettangolare (8x5 m). Al centro del soffitto è posta
una fonte sonora e sulla diagonale del soffitto, a 3 m dalla fonte sonora, è
posizionata una fotocellula diretta verso il basso, non visibile ai soggetti, e collegata
ad una fonte sonora che emette un segnale acustico ogni volta che il
soggetto passa sotto la fotocellula collegata interrompendone il fascio. Le
pareti della stanza sono completamente coperte da tende di colore omogeneo
ed il pavimento coperto da una particolare vernice, in modo da renderne
omogeneo il colore. In corrispondenza degli angoli del soffitto sono poste
quattro scatole identiche, una delle quali contiene una micro-telecamera, fornita
di grandangolo,collegata ad un monitor e ad un videoregistratore posti in
una stanza adiacente. La prova sarà eseguita da due sperimentatori, uno controllerà
la videoregistrazione dalla stanza adiacente, l’altro seguirà la carroz-
442 2008

Neuropsicologia
zina, stando sempre alle spalle del soggetto, e provvederà a bendare, disorientare,
sbendare il soggetto, nonché posizionare la carrozzina all’inizio di ogni
prova. Durante la prova i soggetti eseguiranno 3 compiti:
a) Ricerca del target – Lo sperimentatore posiziona i soggetti bendati
esattamente al centro della stanza e toglie loro la benda. Compito dei
soggetti è muoversi liberamente per cercare il punto-target della stanza (in
corrispondenza della fotocellula) passando per il quale si attiverà il
segnale acustico.
b) Reperimento immediato del target – Una volta localizzato il target, i
soggetti sono nuovamente bendati, disorientati e condotti dallo sperimentatore
al centro della stanza. Vengono poi sbendati e devono ritornare al target,
in cui avevano precedentemente ascoltato il segnale acustico, seguendo il percorso
più breve e diretto. Il compito prevede 6 trial: in 3 il soggetto viene posizionato
nella stessa posizione di partenza della prova di ricerca e in 3 in una
posizione diversa. Al termine di ogni trial il soggetto viene bendato, disorientato
e riposizionato al centro della stanza.
c) Reperimento differito del target – Alla fine delle prove i soggetti
sono bendati e condotti nella stanza adiacente. Dopo una pausa di 30 min, i
soggetti bendati sono riportati nella stanza sperimentale. Lo sperimentatore li
posiziona al centro della stanza, li sbenda e chiede loro di ritornare al target
seguendo la via più breve e diretta.
Posizione del target e ordine di somministrazione delle prove saranno
randomizzate tra i soggetti. Saranno valutati: il tempo necessario per raggiungere
il target, la strategia navigazionale utilizzata e la capacità di generare e
memorizzare una mappa cognitiva dell’ambiente.
• Corsi test. Il Test di Corsi valuta la memoria visuo-spaziale a breve e
lungo termine, utilizzando un piano rettangolare (30x25 cm) sul quale sono
dislocati in posizioni casuali 9 cubi; lo sperimentatore mostra al soggetto la
sequenza che il soggetto deve riprodurre toccando un cubo alla volta.
a) Memoria a breve termine – L’esaminatore mostra sequenze di cubi
di lunghezza crescente (da 2 a 10 cubi). Per ogni lunghezza sono presentate 5
sequenze. La prova viene interrotta quando il soggetto fallisce a riprodurre 3
sequenze su cinque di una data lunghezza. Il punteggio corrisponde al
numero dei cubi della lunghezza massima che il soggetto è in grado di riprodurre
correttamente.
b) Apprendimento – L’esaminatore mostra al soggetto una sequenza
di 8 cubi che il soggetto ripete. La sequenza viene mostrata fino a quando il
soggetto non la riproduce senza alcun errore in tre prove consecutive o per un
massimo di 18 volte. Il punteggio è costituito dal numero di cubi riprodotti
senza errori (aggiungendo quelli delle prove non presentate dopo che il soggetto
ha appreso la sequenza).
c) Rievocazione differita – Dopo un intervallo di 5 minuti al soggetto
viene chiesto di riprodurre la sequenza appresa. Il punteggio è costituito dal
numero di cubi correttamente toccati.
• Walking Corsi test. Su un tappeto di 6x4 metri, posto in una stanza
completamente vuota, sono dislocati 9 quadrati di feltro, le cui posizioni rela-
2008 443

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
tive sono le stesse del test di Corsi. La somministrazione del test segue la
stessa procedura utilizzata nel test di Corsi. Lo sperimentatore cammina sul
tappeto fermandosi per 1 sec su ogni posizione della sequenza che sta eseguendo.
Il soggetto ripete la sequenza camminando sul tappeto o, se non
deambulante, indicando con un puntatore laser i quadrati toccati dall’esaminatore
nella sequenza.
a) Memoria a breve termine – Come nel test di Corsi, all’inizio si
userà una sequenza di 2 quadrati che aumenterà gradualmente ogni volta che
il soggetto replicherà correttamente 3/35 sequenze di una data lunghezza. Il
test terminerà quando il soggetto sbaglierà nel replicare 3/5 sequenze. Il punteggio
è costituito dalla lunghezza massima che il soggetto riesce a riprodurre
correttamente.
b) Apprendimento – L’esaminatore mostra al soggetto un percorso
che tocca 8 quadrati e il soggetto lo riproduce. La sequenza viene mostrata
fino a quando il soggetto non la riproduce senza alcun errore in tre prove consecutive
o per un massimo di 18 volte. Il punteggio è costituito dal numero di
quadrati toccati senza errori durante i percorsi (aggiungendo quelli delle
prove non presentate dopo che il soggetto ha appreso il percorso).
c) Rievocazione differita – Dopo un intervallo di 5 minuti al soggetto
viene chiesto di riprodurre il percorso appreso. Il punteggio è costituito dal
numero di quadrati correttamente toccati durante il percorso.
Risultati attesi
Ci si attende di osservare un deficit specifico dei pazienti affetti da neglect
immaginativo nel memorizzare la posizione target nella versione umana del
Morris Water Maze. Se la capacità di generare e memorizzare mappe cognitive
condivide le stesse basi neurali della capacità di memorizzare percorsi, come
misurata dal Walking Corsi Test, allora i pazienti con neglect immaginativo
mostreranno deficit specifici anche in questo test. In ogni caso ci si aspettano
maggiori difficoltà nel reperimento immediato e in quello differito del Morris
da parte dei pazienti che mostrino prestazioni deficitarie al Walking Corsi Test.
– Bisiach E, Luzzatti C (1978) Cortex 14: 129-133.
– Grossi D, Orsini A, Modafferi A, Liotti M (1986) Brain Cogn 5: 255-267.
– Guariglia C, Iaria G, Piccardi L, Nico D, Pizzamiglio L (2005) Neuropsychologia 43:
1138-1143.
– Nico D, Piccardi L, Iaria G , Bianchini F, Zompanti L, Guariglia C (in press) Landmark
based navigation in brain damaged patients with neglect. Neuropsychologia.
– Piccardi L, Iaria G, Ricci M, Bianchini F, Zompanti L, Guariglia C (in press) Walking
in the Corsi test: Which type of memory do you need? Neuroscience Letters.
– Pizzamiglio L, Frasca R, Guariglia C, Incoccia C, Antonucci G (1990) Cortex 26: 535-540.
Attività previste
Nel corso del 2008 verrà messa a punto e standardizzata la batteria di test
mediante il reclutamento di un gruppo di soggetti di età superiore ai 60 anni.
444 2008

Neuropsicologia
La standardizzazione fornirà valori normativi per la valutazione delle prestazioni
dei soggetti sperimentali. In questo campione di controllo verrà anche
valutata l’eventuale influenza che variabili come il sesso, l’età e la scolarità
hanno sulle prestazioni. Verrà quindi iniziata la raccolta di dati sul campione
sperimentale che verrà proseguita e conclusa nel corso del 2009.
D.1.2 – Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello di partecipazione
sull’outcome riabilitativo (Cecilia Guariglia)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Motivazione alla riabilitazione, fattori che influenzano il recupero
funzionale, partecipazione alla terapia.
Descrizione
È noto che la presenza di disturbi di consapevolezza influenza negativamente
il processo riabilitativo agendo sul livello di partecipazione (o compliance)
alle attività riabilitative sia di tipo fisiokinesiterapico sia tipo cognitivo
[Zoccolotti et al. 1992; Schonberger et al. 2006]. Il problema dei deficit di consapevolezza
nei pazienti neurologici può essere attribuito ad un danno neuropsicologico
della consapevolezza di malattia (o anosognosia) o di autoconsapevolezza
(osservabile ad es. in caso di lesioni frontali) [McGlynn e Scachter 1989].
D’altro canto il livello di partecipazione/adesione alla terapia è molto
variabile nella popolazione [Meichenbaum e Turk 1987] e può essere influenzato
da fattori psicologici e di personalità [Katz et al. 2002]. Altro fattore che
potrebbe intervenire è la presenza di disturbi del tono dell’umore reattivi allo
stato di malattia o di forme iniziali di decadimento cognitivo.
Uno studio recente [Lenze et al. 2004] ha correlato il livello di partecipazione
alla riabilitazione con gli outcome della riabilitazione motoria in fase
acuta in una popolazione di 242 pazienti affetti da disordini motori di origine
neurologica, ortopedica o dipendenti da debilitazione di origine non meglio
definita (ad esempio in conseguenza di malattie cardiopolmonari). Lenze et
al. [2004] hanno trovato un’alta correlazione tra livello di partecipazione
misurato dai fisioterapisti e livello di efficacia del trattamento riabilitativo. Il
presente studio intende:
– valutare l’incidenza dei disturbi di partecipazione alla terapia in corso
di riabilitazione fisioterapica;
– valutare la natura dei fattori che incidono sul livello di partecipazione
(ad es., presenza e sede di lesione cerebrale).
Metodo
Verranno inseriti nello studio pazienti neurologici ed ortopedici ricoverati
consecutivamente presso l’Ospedale Santa Lucia per un ciclo di FKT.
Tutti i pazienti saranno sottoposti ad una valutazione fisiatrica che valuti
il livello di deficit motorio e ad una valutazione neuropsicologica che per-
2008 445

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
metta di evidenziare la presenza di forme iniziali di deterioramento mentale,
la presenza ed il tipo di deficit cognitivi, la presenza di disturbi del tono dell’umore
(tramite il Neuropsychiatric Inventory) [Angelelli et al. 2004]. Il livello di
partecipazione alla riabilitazione verrà misurato utilizzando la Pittsburgh
Rehabilitation Partecipation Scale [Lenze et al. 2004]. La PRPS è una scala
Lickert a 6 punti che verrà utilizzata dal fisioterapista. Nello studio di Lenze
et al. [2004] la scala veniva compilata al termine di ogni seduta di riabilitazione.
Nel presente studio questa procedura verrà applicata solo nelle prime
due settimane di riabilitazione. A partire dalla terza settimana la scala verrà
compilata una volta a settimana al termine della quinta seduta settimanale.
Al termine del ricovero il paziente sarà di nuovo sottoposto alla valutazione
fisiatrica.
I dati verranno analizzati utilizzando le procedure statistiche già adottate
da Lenze ed al. [2004]. Inoltre, il tipo di diagnosi iniziale, la presenza ed il
grado di deficit cognitivi, di disturbi del tono dell’umore e/o di deterioramento
demenziale verranno correlati con l’indice di partecipazione e con la misura
dell’outcome funzionale.
– Angelelli P, Paolucci S, Bivona U, Piccardi L, Ciurli P, Cantagallo A, Antonucci G,
Fasotti L, Di Santantonio A, Grasso MG, Pizzamiglio L (2004) Acta Psychiatrica
Scandinavica 110: 55-63.
– Katz N, Fleming J, Keren N, Lightbody S, Hartman-Malir A. (2002) Canadian Journal
of Occupational Therapy 69: 281-292.
– Lenze EJ, Munin MC, Quear T, Dew MA, Rogers JC, Belgey AE, Reynolds CF
(2004) Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 85(10): 1599-1601.
– McGlynn SM, Schacter DL (1989) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology
11: 143-205.
– Meichenbaum D, Turk DC (1989) Canadian journal of behavioural science 21(11):
116-117.
– Schonberger M, Humle F, Teasdale TW (2006) Brain Injury 20(12): 1271-1282.
– Zoccolotti P, Guariglia C, Pizzamiglio L, Judica A, Razzano C, Pantano P (1992)
International Journal of Neuroscience 63(1-2): 93-104.
Risultati e prodotti conseguiti
Al momento sono stati reclutati 114 pazienti con disturbi della mobilità di
varia etiologia. Di questi 46 hanno completato lo studio e 9 hanno interrotto lo
studio a causa di trasferimento in struttura di primo intervento o di decesso.
Analisi statistiche preliminari sono state condotte sul livello di partecipazione
in 96 pazienti che hanno completato le prime due settimane di osservazione.
I dati indicano una forte correlazione tra presenza di depressione e
livelli bassi di partecipazione alla riabilitazione. Sul livello di partecipazione
all’ingresso influiscono in modo significativo, oltre alla depressione, l’età
(maggiore è l’età minore è il livello di partecipazione), la frequenza delle visite
dei familiari (maggiore è la frequenza maggiore risulta il livello di partecipazione)
e lo stato lavorativo del paziente (pazienti non ancora in pensione
mostrano livelli maggiori di partecipazione). L’analisi preliminare dei dati sui
46 pazienti che hanno completato la terapia mostrano un incremento del
446 2008

Neuropsicologia
livello di partecipazione nei pazienti che hanno un buon livello di partecipazione
all’ingresso ed in gran parte di quelli con livelli bassi di partecipazione
all’ingresso.
I risultati finora ottenuti sono comunque insufficienti per considerare
questi risultati poco più che indicativi e rendono impossibile qualsiasi correlazione
tra tipo di patologia e livello di partecipazione.
Nel 2008 il campione di pazienti inseriti nello studio verrà incrementato
fino a raggiungere livelli di numerosità sufficienti per sottoporre a verifica statistica
le ipotesi dello studio.
L’ipotesi di una forte relazione tra depressione e livello di partecipazione
verrà sottoposta ad indagine specifica: se il livello di partecipazione influenza
l’output funzionale della riabilitazione e dipende a sua volta dalla presenza e
dalla gravità della depressione appare evidente che per migliorare l’output
funzionale un intervento (farmacologico o psicoterapico) volto a ridurre la
depressione è fondamentale per migliorare la prognosi funzionale dei pazienti
con alterato tono dell’umore.
Attività previste
Nel 2008 il campione di pazienti inseriti nello studio verrà incrementato
fino a raggiungere livelli di numerosità sufficienti per sottoporre a verifica statistica
le ipotesi dello studio.
L’ipotesi di una forte relazione tra depressione e livello di partecipazione
verrà sottoposta ad indagine specifica: se il livello di partecipazione influenza
l’output funzionale della riabilitazione e dipende a sua volta dalla presenza e
dalla gravità della depressione appare evidente che per migliorare l’output
funzionale un intervento (farmacologico o psicoterapico) volto a ridurre la
depressione è fondamentale per migliorare la prognosi funzionale dei pazienti
con alterato tono dell’umore.
2008 447

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.2 – DISTURBI DEL LINGUAGGIO IN CEREBROLESI ADULTI
E IN ETÀ EVOLUTIVA
D.2.1 – Sviluppo del comportamento di lettura:
analisi dei movimenti oculari (Maria De Luca)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Movimenti oculari, lettura, dislessia.
Descrizione
Nel corso dell’apprendimento scolastico, l’acquisizione e l’evoluzione
delle competenze di lettura è quantificabile con test standard. L’evoluzione
della lettura nel bambino è stata esaminata anche attraverso studi sperimentali
che hanno rilevato come già dalle prime classi della scuola primaria
vi sia una sensibile riduzione dell’effetto lunghezza: con l’esperienza, il bambino
impara a leggere i vocaboli in modo efficiente indipendentemente dalla
loro lunghezza. Gli elementi discreti responsabili di questo cambiamento
possono essere identificati a livello dei movimenti oculari e quantificati con
parametri di base come il numero e la durata delle fissazioni. Il movimento
degli occhi durante la lettura è, infatti, caratterizzato da momenti d’immobilità
(fissazioni), e da rapidi spostamenti orizzontali (saccadi). Durante la
fissazione avviene l’elaborazione dell’informazione linguistica contenuta
nelle parole, mentre la saccade permette l’avanzamento dello sguardo. I
movimenti oculari sono modulati in funzione dell’abilità del lettore (età,
scolarità, livello di lettura, efficienza del sistema visivo, fattori cognitivi e
attenzionali, ecc.), delle caratteristiche linguistiche (morfologiche, semantiche,
sintattiche, ecc.) e percettive (spazio tra le parole, lunghezza delle
parole) del testo.
Lo studio longitudinale di alcuni bambini a partire dalla prima classe
della scuola primaria cercherà di delineare i passaggi critici dell’evoluzione
del comportamento di lettura di lingua italiana, rilevando come i cambiamenti
nella lettura funzionale si riflettono sul pattern dei movimenti oculari. I
risultati potranno anche chiarire alcuni aspetti della dislessia evolutiva attualmente
studiati dal nostro gruppo.
Risultati e prodotti conseguiti
Lo studio dell’apprendimento della lettura in due bambine di sei anni nel
corso del primo anno della scuola primaria ha evidenziato una serie di cambiamenti
sia nella lettura funzionale che in prove sperimentali (registrazione dei
tempi di reazione vocale per la lettura di parole singole di diversa lunghezza;
tempo di lettura per liste di parole e non-parole) mirate a valutare fenomeni
come l’effetto lunghezza e l’effetto lessicalità. La registrazione dei movimenti
oculari con un sistema di rifrazione all’infrarosso (tecnica non invasiva applicata
allo studio dei processi sottostanti la decodifica del linguaggio scritto) è
448 2008

Neuropsicologia
stata utilizzata per individuare quali cambiamenti del pattern di lettura siano
maggiormente coinvolti nel miglioramento della prestazione in funzione del
tempo/grado di scolarità. Il miglioramento del comportamento di lettura evidente
nelle prove standard di livello e nei tempi di reazione vocale, si riflette in
progressivi cambiamenti del pattern dei movimenti oculari. Il parametro coinvolto
in misura più marcata è il numero di fissazioni per parola.
Attività previste
Come previsto dal progetto avviato lo scorso anno, saranno effettuati ulteriori
follow-up per verificare se nelle fasi successive al primo anno di scuola
sia sempre determinante il ruolo giocato dal numero delle fissazioni o se altri
parametri come l’ampiezza saccadica e la durata dei periodi di fissazione
modulino in modo differenziato la capacità di leggere in modo sempre più
efficiente.
Obiettivo
Si cercherà di individuare i viraggi nel pattern dei movimenti oculari che
accompagnano gli ulteriori decrementi dell’effetto lunghezza che sono attesi
con l’aumento del livello di scolarità [Zoccolotti P et al. (2005) Brain and Language
93(3): 367-373]. Si valuteranno anche i passaggi critici inerenti l’aumento
degli effetti lessicali.
Metodo
Le due bambine saranno sottoposte ad un controllo della funzione visiva.
Il livello di lettura conseguito sarà monitorato mediante prove standard di
livello [Cornoldi C, Colpo G (1998). Prove di lettura MT per la scuola elementare-2.
Manuale. Firenze, Organizzazioni Speciali]. Saranno effettuate prove
sperimentali di lettura, sia computerizzate che cartacee (rispettivamente, TR
vocale all’onset per liste di parole di lunghezza variabile e tempo di lettura per
liste di parole variate per frequenza e lunghezza e liste di non-parole variate
per lunghezza). I movimenti oculari saranno registrati con un campionamento
di 500 Hz con il sistema di eye tracking ET4 (AMTech GmbH;
Weinheim, Germania) basato sulla riflessione corneale a raggi infrarossi.
Per controllo, si effettueranno una tantum le prove basate su due compiti
non-verbali (fissazione di un bersaglio statico, esecuzione di saccadi multiple).
Per i compiti verbali (lettura funzionale di brani e lettura di liste di
parole e non-parole, in entrambi i casi senza limite di tempo) saranno utilizzati
materiali differenti ad ogni follow up. I brani saranno composti da brevi
frasi sviluppate in quattro righe di testo, e bilanciati tra loro per lunghezza e
frequenza delle parole costituenti. Per le liste, si utilizzeranno blocchi a contesto
bloccato contenenti ciascuno 16 elementi, variati ortogonalmente per lunghezza
e lessicalità. I principali parametri misurati comprenderanno la
durata e la posizione della prima fissazione sulla parola o non-parola, il
numero di fissazioni per parola (o non-parola), la durata dello sguardo, l’ampiezza
delle saccadi, la percentuale di regressioni ed eventuali altre misure
rilevanti ai fini della ricerca.
2008 449

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.2.2 – La neuroanatomia delle parole composte:
uno studio voxel-based lesion-symptom mapping
con pazienti afasici (Fabrizio Piras)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Afasia, parole composte, sostantivi, verbi.
Altri Enti coinvolti: Dipartimento di Neuroscienze, facoltà di Medicina e chirurgia,
Università Politecnica delle Marche.
Descrizione
Negli ultimi decenni, parte della ricerca neuropsicologica in ambito afasiologico
si è focalizzata su come le parole vengono immagazzinate ed elaborate
nel lessico mentale. Molti lavori, ad esempio, hanno tentato di stabilire se
le parole vengono rappresentate mentalmente in forma unitaria o in maniera
decomposta, tramite cioè, la scomposizione della parola stessa nelle sue costituenti
principali (ad esempio i morfemi). In quest’ottica, diversi studi hanno
indagato una categoria particolare di unità lessicali, le parole composte. Le
parole composte rappresentano una classe speciale di parole che derivano
dall’unione di due diverse unità lessicali che possono appartenere alla stessa
classe grammaticale (come nel caso di “ pescecane ”) o provenire da due classi
diverse (come nel caso di “ posacenere ”).
Diversi studi hanno ipotizzato che le parole composte, sebbene formalmente
siano un’unica entità lessicale, sono rappresentate mentalmente in
forma decomposta. Delazer e Semenza [1998] hanno descritto il caso di un
paziente il cui unico disturbo si manifestava nella denominazione di parole
composte. Tuttavia le parafasie prodotte dal paziente rispettavano sempre la
struttura composta degli stimoli, portando evidenza per una elaborazione
separata dei due costituenti. Da uno studio di gruppo di Mondini e collaboratori
[2004], è emerso che diversi pazienti che mostrano un deficit selettivo per
i verbi, presentano anche una netta difficoltà ad elaborare parole composte da
verbo-sostantivo. Nasti e Marangolo [2005] hanno descritto un paziente che,
in prove di lettura, sostituiva i componenti della parola composta presentata
con alternative semanticamente plausibili (ad esempio “ minicervello ” al
posto di “ microcefalo ”). Tutti questi dati sono a favore dell’ipotesi di un’elaborazione
decomposta delle parole composte a livello lessicale.
Lo scopo della presente ricerca è quello di individuare le aree cerebrali
coinvolte nella denominazione di parole composte. Nel dettaglio, verranno
indagate le possibili distinzioni anatomiche tra le aree cerebrali coinvolte
nella produzione di parole composte da verbo-sostantivo (ad esempio apribottiglie)
e sostantivo-sostantivo (ad esempio pescecane), paragonandole a quelle
coinvolte nella denominazione di semplici sostantivi e verbi. In accordo con la
letteratura neuropsicologica è infatti ipotizzabile che, sebbene appartenenti
alla stessa classe, le parole composte possano essere distinte a livello anatomico
in funzione della loro diversa composizione interna. Per fare ciò
verranno analizzate le lesioni cerebrali dei pazienti coinvolti nello studio attra-
450 2008

Neuropsicologia
verso una tecnica recente la voxel-based Lesion - Sympthom Mapping (VLSM)
[Bates et al. 2003] che permette di stabilire relazioni tra funzioni cognitive e
aree cerebrali su una base voxel-by-voxel come negli studi funzionali. 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.
Attività previste
Soggetti
Parteciperanno alla ricerca circa 20 pazienti con afasia in fase cronica
aventi lesioni vascolari unilaterali sinistre.
Materiale
La presenza dei disturbi di linguaggio verrà valutata sulla base di test
standardizzati quali Esame del Linguaggio II [Ciurli et al. 1996], BADA
[Miceli et al. 1996], Western Aphasia Battery [Kertesz 1979], e prove ad-hoc
che comprendono compiti in grado di valutare le diverse sottofunzioni linguistiche
e in particolar modo la produzione delle parole composte, dei verbi e
dei sostantivi.
Procedura sperimentale
Ai pazienti verrà chiesto di denominare 40 parole composte di cui 20 formate
da sostantivo-sostantivo e 20 formate da verbo-sostantivo. Verranno
inoltre somministrate delle liste per la denominazione di 40 sostantivi e 40
verbi la cui frequenza e lunghezza sarà paragonabile a quella delle parole
composte.
Il progetto prevede l’utilizzo della risonanza magnetica per ottenere delle
immagini strutturali ad alta definizione dell’anatomia cerebrale dei pazienti
inclusi nella ricerca. Le lesioni verranno visualizzate e localizzate sia su
mappe corticali bidimensionali che su uno spazio stereotassico standard, in
modo da permettere confronti con studi precedenti che hanno finora rappresentato
la sede lesionale tipica di afasia nello spazio 3-D di tipo Talairach.
Si tenterà quindi di correlare specifici tipi di sintomatologia, evidenziabili
tramite le prove presentate, con specifiche sedi lesionali tramite l’utilizzo della
tecnica Voxel-Based Lesion Symptom Mapping. Diversi studi hanno ipotizzato
che le parole composte, sebbene formalmente rappresentino un’unica
entità lessicale, sono rappresentate mentalmente in forma decomposta.
Lo scopo del presente studio è quello di individuare le aree cerebrali coinvolte
nella denominazione di parole composte da elementi appartenenti a
classi grammaticali differenti (ad esempio “ posacenere ” e “ pescecane ”) paragonandole
a quelle coinvolte nella denominazione di parole semplici.
2008 451

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
– Bates E, Wilson SM, Saygin AP, Dick F, Sereno MI, Knight RT, Dronkers NF (2003)
Nature Neuroscience 6: 448-450.
– Ciurli P, Marangolo P, Basso A (1996) Esame del Linguaggio II. Organizzazioni Speciali,
Firenze.
– Delazer M, Semenza C (1998) Brain and Language 61: 54-62.
– Kertesz A (1979) Aphasia and associated disorders: Taxonomy, localization, and
recovery. New York: Grune & Stratton.
– Miceli G, Laudanna A, Burani C, Capasso R (1994) Batteria per l’analisi dei deficit
afasici. BADA. Cepsag. Università Cattolica del Sacro Cuore Policlinico Gemelli.
– Mondini S, Luzzatti C, Zonca G, Pistarini C, Semenza C (2004) Brain and Language
90: 470-477.
– Nasti M, Marangolo P (2005) Brain and Language 92: 212-218.
D.2.3 – Comorbilità tra dislessia, discalculia e disortografia
in età evolutiva (Pierluigi Zoccolotti)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Dislessia, disortografia, discalculia, comorbilità.
Descrizione
La dislessia evolutiva è un disturbo che si manifesta nel momento dell’apprendimento
della lettura, nonostante istruzione adeguata, assenza di deficit
intellettivi, neurologici o sensoriali e con adeguate condizioni socioculturali
[Brizzolara e Stella 1996]. Una percentuale notevole di bambini italiani (stime
fra il 5 e il 10%) presenta disturbi di lettura [Faglioni et al. 1967; Lindgren et
al. 1985]. Questi disturbi costituiscono un serio impedimento al loro apprendimento
scolastico e la condizione dei bambini potrebbe essere aggravata
dalla compresenza di altre difficoltà specifiche dell’apprendimento.
Infatti, studi basati prevalentemente su partecipanti di madrelingua
inglese documentano una comorbilità tra disturbi evolutivi dell’apprendimento,
cioè tra dislessia, disortografia e discalculia. Sembra che sia raro
imbattersi nel disturbo isolato [Van der Sluis et al. 2004; Fuchs e Fuchs 2002].
Quindi, un bambino con dislessia, può manifestare anche problemi gravi nel
calcolo e/o avere difficoltà di scrittura. A ciò si aggiunge una comorbilità del
disturbo di iperattività con i disturbi specifici dell’apprendimento. Attualmente
non si dispone per l’Italia di dati sul grado di associazione tra i disturbi. Dato
che in letteratura è nota l’esistenza di differenze rilevanti tra lingue ad ortografia
opaca (per es., inglese e francese) e trasparente (per es., tedesco e italiano),
sarebbe importante analizzare in modo specifico per la lingua italiana l’associazione
tra disturbi dell’apprendimento. Un’importante base di partenza è
costituita dai dati acquisiti ultimamente separatamente per i singoli disturbi.
Obiettivi
La finalità di questo progetto è di delineare un quadro che ben rappresenti
per un ampio range di disturbi dell’apprendimento il loro grado di asso-
452 2008

Neuropsicologia
ciazione e/o dissociazione nei bambini italiani che frequentano la quinta
classe della scuola primaria. Inoltre, si intende fornire una stima della percentuale
di alunni della scuola dell’obbligo che cadono in almeno una delle aree
esaminate.
Metodi
Prenderanno parte alla ricerca 400-500 alunni provenienti dalla quinta
classe della scuola elementare, sia maschi che femmine. Tutti i ragazzi
saranno sottoposti ad uno screening preliminare comprendente prove di intelligenza
non-verbale (Matrici progressive di Raven), di livello di lettura (Prove
di Lettura MT) [Cornoldi e Colpo 1995; 1998], di ortografia (Batteria per la
valutazione della scrittura e della competenza ortografica nella scuola dell’obbligo)
[Tressoldi e Cornoldi 2000], di grafia (BHK) [Hamstra-Bletz et al. 2005]
e di calcolo (AC-MT) [Cornoldi et al. 2002]. Per identificare comportamenti di
disattenzione e iperattività, le insegnanti compileranno un questionario (DSM
IV; APA, 1995; Scale SDAG) [Cornoldi et al. 1996]. Successivamente saranno
proposti dei test di approfondimento specifici per tutte le aree analizzate
durante lo screening limitatamente agli alunni che ottengano un punteggio
deficitario (il cut-off è di 2.0 DS dalla norma di riferimento) in una qualsiasi
delle prove di lettura, scrittura, grafia e calcolo.
Lo scopo della fase di approfondimento è confermare la presenza di un
disturbo aumentando l’attendibilità della misurazione precedentemente realizzata
con lo screening iniziale; questa conferma è rilevante ai fini dell’identificazione
di doppie dissociazioni tra i disturbi. Inoltre, l’approfondimento
consente di fornire informazioni sulle caratteristiche specifiche del disturbo
presentato dall’alunno.
Le prove utilizzate in questa fase coprono le aree della lettura (sia decodifica
che comprensione), della scrittura (sia le componenti ortografiche che
quelle esecutive) e del calcolo. Per valutare la decodifica della lettura si utilizzerà
la Prova di lettura di parole e non-parole [Zoccolotti et al. 2005]. Per la
valutazione della comprensione sarà usato il subtest tratto dalle Prove di lettura
MT [Cornoldi e Colpo 1998]. Per le componenti ortografiche della scrittura
sarà adottato il Test per la diagnosi dei deficit di scrittura [Luzzatti et al.
1994]. Per le componenti esecutive della scrittura sarà eseguito il Test di disegno
del fiore (tratto dal Test Movement ABC). Infine, per verificare le componenti
di comprensione e produzione del sistema dei numeri si proseguirà la
somministrazione del test AC-MT già impiegato durante lo screening per valutare
la presenza di disturbi di calcolo.
– American Psychiatric Association (1995) DSM IV Diagnostic and Statistical Manual
of Mental Disorders, Fourth Edition, Text Revision.
– Brizzolara D, Stella G (1996) La dislessia evolutiva. In: G Sabbadini (a cura di)
Manuale di neuropsicologia infantile. Zanichelli, Bologna.
– Cornoldi C, Colpo G (1995) Prove di Lettura MT per la scuola elementare. Firenze,
Organizzazioni Speciali.
– Cornoldi C, Colpo G (1998) Prove di Lettura MT per la scuola elementare-2. Firenze,
Organizzazioni Speciali.
2008 453

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
– Cornoldi C, Gardinale M, Masi A, Pettenò L (1996) Scale SDAG. Trento, Erickson.
– Cornoldi C, Lucangeli D, Bellina M (2002) AC-MT. Test di valutazione delle abilità di
calcolo. Trento: Erickson.
– Faglioni P, Gatti B, Paganoni AM, Robutti A (1967) Infanzia anormale 81: 628-661.
– Fuchs LS, Fuchs D (2002) J Learn Disabil 35(6): 563-573.
– Hamstra-Bletz E, De Bie J, Den Brinker BPLM (1987) Beknopte Beoordelingsmethode
voor Kinderhandschriften [The concise assessment method for children’s
handwriting]. Lisse: Swets & Zeitlinger.
– Henderson SE, Sugden DA (1992) Movement ABC Test.
– Lindgren SD, De Renzi E, Richman LC (1985) Child Development 56: 1404-1417.
– Luzzatti C, Laiacona M, Allamano N, De Tanti A, Inzaghi MG, Lorenzi L (1994)
Ricerche di Psicologia 18: 137-160.
– Tressoldi P, Cornoldi C (2000) Batteria per la valutazione della scrittura e della competenza
ortografica nella scuola dell’obbligo. Firenze, Organizzazioni Speciali.
– Van der Sluis S., de Jong PF, van der Leij A (2004) Journal of Experimental Child
Psychology 87(3): 239-266.
– Zoccolotti P, De Luca M, Di Filippo G, Judica A, Spinelli D (2005) Prova di lettura di
parole e non parole. (Words and Non-words Reading test). Roma: IRCCS Fondazione
Santa Lucia, (http://www.hsantalucia.it/modules.php?name=Content&pa=
showpage&pid=1032).
454 2008

Neuropsicologia
D.3 – PERCEZIONE E ATTENZIONE SPAZIALE E TEMPORALE
D.3.1 – Studi elettrofisiologici su pazienti neglect (Francesco Di Russo)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: ERPs, neglect, percezione visiva.
Altri Enti coinvolti: Istituto Universitario di Scienze Motorie (IUSM), Roma.
Descrizione
Nei primi due anni del triennio 2006-2008 sono stati raggiunti molti
degli obiettivi proposti essendo state sviluppate ricerche riguardanti l’uso di
tecniche elettrofisiologiche per chiarire le capacità visuo-sensoriali dei
pazienti affetti da neglect. A coronamento delle ricerche prodotte, alla fine
del 2007 è stato pubblicato uno studio [Di Russo e al. 2007] che ha mostrato
anomalie nel processo di elaborazione visiva nei neglect. In particolare è
stata rilevata l’assenza di attività in un’area anatomicamente intatta in questi
pazienti situata nel solco interparietale posteriore (pIPS). Inoltre sono
state trovate risposte attenuate o ritardate nell’area visiva striata ed extrastriata.
Considerato che i pazienti finora selezionati sono stati studiati prima
del trattamento riabilitativo specifico per il neglect, obiettivo del 2008 sarà
di studiare anche pazienti in differenti fasi del processo riabilitativo. Se in
conseguenza della riabilitazione registreremo un ritorno di attività nell’area
pIPS e un ritorno alla normalità nelle aree visive, potrebbe essere possibile
creare uno strumento per la valutazione obiettiva del processo riabilitativo.
Lo strumento, costituito da un piccolo e semplice apparecchio
elettroencefalografico, potrebbe fornire un indice di funzionamento delle
aree cerebrali critiche per il paziente in esame. Tale indice dovrà variare in
funzione dell’esito della riabilitazione e quindi guidare l’operatore nel verificare
l’effettivo successo della terapia. La presenza di un indice oggettivo
potrebbe essere particolarmente utile nella fase di sperimentazione di terapie
nuove.
Attività previste
L’approccio sperimentale principale sarà basato sulla registrazione di
potenziali evocati visivi rilevati da molti sensori posti sullo scalpo (almeno
64), durante la registrazione saranno somministrati stimoli visivi disposti in
diverse locazioni del campo visivo. Inoltre, al fine di migliorare la risoluzione
anatomica dei risultati ed utilizzando lo stesso paradigma, i dati elettrofisiologici
saranno combinati con l’acquisizione d’immagini di risonanza magnetica
sia di tipo strutturale che funzionale.
Data la complessità del progetto che richiederà lo studio dei pazienti
durante il cammino riabilitativo, sicuramente le ricerche si estenderanno oltre
l’anno corrente.
2008 455

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.3.2. – Correlati anatomici e funzionali dei deficit percettivi
e visuoproduttivi in pazienti cerebrolesi destri (Fabrizio Doricchi)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Percezione dello spazio, deficit visuocostruttivi, eminegligenza,
emianopsia.
Descrizione
Nel 1953, nel suo scritto sui lobi parietali MacDonald Crichtley riportò
alcuni esempi grafici nei quali veniva messo in evidenza come in alcuni
pazienti con lesioni cerebrali unilaterali, si potesse presentare una saliente e
paradossale distorsione nel disegno a memoria di oggetti. Tale distorsione era
esemplificata nell’allargamento eccessivo della parte del disegno opposta al
lato della lesione, come nell’esempio riportato qui di seguito:
Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3
Fig. 1. Incompleteness of the left-hard side of a daisy head, drawn by a patient with a right-sided
parietal cyst. Fig. 2. Patient, when asked to draw a daisy, drew in a clockwise fashion, making
the left-hand petals disproportionately large. Right parietal tumour. Fig. 3. Patient’s drawing of a
daisy head, with inadequacies o the right-hand side. Case of left parietal syphilitic vascular
lesion. (Courtesy of Reinhold.)
Le determinanti funzionali di tale disturbo visuocostruttivo sono tuttora
oscure. Più recentemente, effetti di distorsione riproduttiva simili a quelli originariamente
descritti da Critchley sono stati imputati a diversi fattori:
a) la co-presenza di eminegligenza ed emianopsia per lo spazio controlesionale
[Doricchi e Angelelli 1999; Doricchi et al. 2005];
b) una percezione e rappresentazione patologicamente distorta dello spazio
orizzontale concomitante alla eminegligenza [Bisiach et al. 1994];
c) una rappresentazione “ iperschematica ” dello spazio extrapersonale
funzionalmente indipendente dalla eminegligenza e dalla emianopsia [Rode
et al. 2007].
Attività previste
Lo scopo del presente progetto di ricerca è quello di investigare le determinanti
funzionali ed anatomiche del disturbo visuocostruttivo originaria-
456 2008

Neuropsicologia
mente descritto da Critchley. In particolare, il nostro progetto ha lo scopo di
stabilire dei criteri diagnostici atti a distinguere i deficit di distorsione visuocostruttiva
controlesionale da altre cause funzionali che possono ingenerare
simili fenomeni di distorsione percettiva e/o produttiva, e cioè da: a) deficit di
distorsione percettiva dello spazio legati a lesioni delle aree extrastriate lateroventrali
[i.e. Emi-Metamorfopsie; Cohen et al. 1994]; b) inefficace allocazione
della attenzione verso lo spazio controlesionale (eminegligenza); c) perdita
della rappresentazione retinotopica dello spazio controlesionale (emianopsia).
A tal fine, il disegno sperimentale mirerà in particolare a valutare se al
deficit visuocostruttivo sia necessariamente associato un deficit di percezione
dello spazio (se, in altre parole, il paziente percepisca o meno l’erroneità della
sua riproduzione grafica).
Soggetti
Verrà valutato un campione di pazienti cerebrolesi destri, all’interno del
quale verranno distinti i seguenti sottogruppi:
a) pazienti con eminegligenza (N+);
b) pazienti con eminegligenza ed emianopsia (N+H+);
c) pazienti senza eminegligenza e con emianopsia (N-H+);
d) pazienti senza eminegligenza e senza emianopsia (N-H-).
Al campione di pazienti cerebrolesi, verrà appaiato un campione di soggetti
normali di controllo.
Compiti
Al fine di valutare le capacità di percezione e riproduzione dello spazio
verranno amministrati due compiti:
Compito di bisezione di linee – Nella condizione iniziale verrà richiesto ai
pazienti di effettuare la bisezione manuale di linee orizzontali di 2, 10 e 20
cm. Al fine di valutare se eventuali deviazioni patologiche dal centro oggettivo
delle linee dipendano da fattori percettivi od attentivi, le bisezioni effettuate
dai pazienti verranno loro ripresentate tramite un monitor, in due successive
condizioni sperimentali. In una prima condizione sperimentale, ai pazienti
verrà semplicemente chiesto di giudicare se le bisezioni precedentemente
effettuate siano errate o meno. Nella condizione successiva verrà richiesto lo
stesso giudizio, ma ai pazienti verrà anche chiesto di monitorare costantemente
gli estremi oggettivi delle linee, che saranno indicati dall’esaminatore,
ed eventualmente accomodare il punto di bisezione. È evidente che se nessun
cambiamento nel posizionamento del punto di bisezione sopraggiunge dopo
il richiamo attenzionale verso gli estremi della linea, ogni deviazione è imputabile
ad una percezione distorta della estensione orizzontale della linea
(come nel caso, ad esempio, di emi-metamorfopsia o rappresentazione anisometrica
dello spazio orizzontale). Se, d’altra parte, dopo il richiamo attentivo
si assiste ad una modificazione od al riposizionamento corretto del punto di
bisezione si è invece autorizzati a concludere che la deviazione iniziale del
punto di bisezione è imputabile a fattori squisitamente attenzionali in assenza
di fenomeni di distorsione percettiva o rappresentativa.
2008 457

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
Completamento di disegni – Ai pazienti verrà richiesto il completamento
grafico di semplici metà di figure. Verrà presentata la metà destra e/o sinistra
di semplici figure geometriche (a) cerchi, (b) quadrati; o di figure più complesse
(c) margherite, come nel test originale di Critchley o (d) alberi. L’estensione
orizzontale delle mezze figure sarà sistematicamente variata tra 1, 5 o
10 cm. Una volta completate tutte le figure, in una sessione sperimentale
separata esse saranno ripresentate una ad una ai pazienti. Ai pazienti verrà
richiesto di ispezionare il contorno delle figure completate e giudicare se il
proprio completamento di ciascuna figura è stato effettuato correttamente
(i.e. giudizio di simmetria della figura su una scala di tipo Lickert da 1 a 5); e
di ordinare i completamenti di ciascuna figura per ordine crescente di dimensione
(separatamente per gli stimoli di 1, 5 e 10 cm).
Sulla base dei risultati dei tests e del confronto con la performance agli
stessi tests dei soggetti normali, i pazienti saranno classificati come:
a) sofferenti solo di deficit di distorsione visuocostruttiva;
b) sofferenti solo di deficit di distorsione visuopercettiva;
c) sofferenti di deficit sia visuocostruttivi che visuopercettivi.
Una volta individuati questi tre gruppi di pazienti, verranno esplorati i correlati
funzionali (associazione con il neglect, neglect ed emianopsia, sola emianopsia
od assenza di neglect ed emianopsia). Verranno inoltre esplorati i correlati
anatomici con metodi di mappaggio e confronto delle aree di sovrapposizione
delle lesioni, valutate tramite risonanza strutturale ad alta risoluzione (mprage).
– Bisiach E, Rusconi ML, Peretti VA, Vallar G (1994) Neuropsychologia 32: 1431-1434.
– Cohen L, Gray F, Meyrignac C, Dehaene S, Degos JD (1994) J Neurol Neurosurg
Psychiatry 57(1): 73-78.
– Critchley M (1953) The parietal lobes. New York: Hafner.
– Doricchi F, Angelelli P (1999) Neurology 52: 1845-1852.
– Doricchi F, Guariglia P, Figliozzi F, Silvetti M, Bruno G, Gasparini M (2005) Brain
128(Pt 6): 1386-1406.
– Rode G, Michel C, Rossetti Y, Boisson D, Vallar G (2006) Neurology 67: 1801-1808.
D.3.3 – Studio del ruolo funzionale delle aree parietali e prefrontali
nella rappresentazione spaziale dei numeri (Fabrizio Doricchi)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Basi neurali delle abilità matematiche.
Descrizione
L’aritmetica è una fondamentale conquista concettuale del cervello
umano. Tale conquista deriva dallo sviluppo e controllo di un complesso
sistema di notazione dei numeri. Tuttavia, molte evidenze suggeriscono che
l’uomo condivide con gli animali un insieme di facoltà visuospaziali che
458 2008

Neuropsicologia
hanno evolutivamente preceduto e guidato lo sviluppo delle facoltà matematiche
legate all’uso del linguaggio [Dehaene et al. 2004]. Alcuni autori [Dehaene
et al. 2004; Walsh 2003] hanno infatti dimostrato che le operazioni di confronto
mentale tra quantità numeriche siano mediate dagli stessi circuiti cerebrali
dedicati alla rappresentazione dello spazio ed all’orientamento della
attenzione nello spazio. Si ritiene, in particolare, che la rappresentazione
semantica della grandezza e della distanza tra i numeri sia organizzata lungo
una “ linea mentale numerica ” orizzontale sulla quale le quantità più piccole
vengono collocate alla sinistra di quelle più grandi.
Vi sono due principali evidenze sperimentali a favore dell’isomorfismo
tra la rappresentazione neurale della “ linea mentale numerica ” e la rappresentazione
neurale di distanze fisiche. Innanzitutto, l’esistenza di effetti di
compatibilità spaziale in risposta a stimoli numerici [Dehaene et al. 1993]: i
tempi di reazione della mano sinistra sono più veloci per i numeri piccoli e
quelli della mano destra più veloci per i numeri grandi. Inoltre, un lavoro di
Zorzi e collaboratori [2002] riporta che se si chiede ai pazienti con neglect
di indicare quale numero si trova al centro tra altri due numeri, essi tendono
ad ignorare il lato sinistro degli intervalli numerici più lunghi, spostando
il centro soggettivo di tali intervalli verso destra (ad es. dicono che la
“ bisezione ” dell’intervallo numerico lungo “ 1-9 ” è “ 7 ” invece di “ 5 ”). Gli
stessi pazienti spostano il centro soggettivo degli intervalli numerici corti
verso sinistra (ad es. indicano in numero “ 1 ” invece del “ 2 ” nell’intervallo
“ 1-3 ”) simulando, in quest’ultimo caso, la deviazione paradossa controlesionale
(cross over) mostrata da alcuni pazienti eminegligenti nella bisezione di
linee fisiche corte (20-25 mm) [Doricchi et al. 2005].
In un nostro recente lavoro [Doricchi et al. 2005] abbiamo riscontrato che
solo alcuni pazienti con neglect (3 pazienti su 11) avevano una deviazione
ipsilesionale significativa nella bisezione degli intervalli numerici più lunghi
(9, 7, e 5 cifre). Inoltre, nel compito di bisezione delle linee fisiche le prestazioni
degli stessi pazienti non erano significativamente diverse da quelle
mostrate dal gruppo di controllo. Al contrario i pazienti con neglect che nel
compito di bisezione della linea fisica avevano le deviazioni ipsilesionali significativamente
maggiori, nel compito di bisezione della linea mentale numerica
non presentavano deviazioni significative. Da tali dati emerge chiaramente
che vi è una doppia dissociazione tra le prestazioni dei pazienti nel
compito di bisezione di linee fisiche e in quello di bisezione di intervalli
numerici. Inoltre si è rilevato che la deviazione nella bisezione degli intervalli
numerici è associata a lesioni coinvolgenti le aree prefrontali della working
memory spaziale.
Lo scopo del presente progetto di ricerca è duplice. Da un lato è nostra
intenzione replicare le osservazioni funzionali ed anatomiche sin qui compiute
[Doricchi et al. 2005] in una nuova serie di pazienti cerebrolesi destri.
Dall’altro intendiamo verificare se la deviazione ispsilesionale nella bisezione
di intervalli numerici sia osservabile o meno in pazienti con lesioni centrate
sul solco intraparietale al confine tra lobulo parietale inferiore e superiore.
Nello studio precedente infatti, nonostante la discreta ampiezza del campione
di pazienti studiato, l’incidenza di danno cerebrale in tale area è risultato
2008 459

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
pressoché nullo sia nei pazienti eminegligenti che nei pazienti non affetti da
eminegligenza. Gli studi sui primati [Nieder e Miller 2004] indicano invece
con chiarezza che il solco intraparietale contiene popolazioni di neuroni sensibili
alla numerosità, anche se la più alta concentrazione di tali neuroni è collocata
nelle aree prefrontali ventrali corrispondenti a quelle più frequentemente
coinvolte dalla lesione nei pazienti eminegligenti che deviano verso
destra nella bisezione di intervalli numerici.
Le funzioni svolte dalle popolazioni neurali parietali e frontali sono diverse:
i neuroni parietali rispondono per primi alla numerosità degli stimoli per poi
ridurre immediatamente la loro attività convogliandola verso le popolazioni
prefrontali che invece mantengono l’attivazione relativa alla numerosità lungo
tutta la durata del compito che l’animale svolge. In breve, l’attivazione dei neuroni
parietali sembra essere relativa ad una codifica automatica-attentiva della
numerosità mentre quella dei neuroni prefrontali sembra avere più le caratteristiche
di una codifica di mantenimento e manipolazione delle grandezze numeriche
nella memoria di lavoro. Attivazioni concomitanti del solco intraparietale
e delle aree prefrontali ventrali sono peraltro state osservate anche nell’uomo
durante compiti di paragone di numerosità-grandezza [Dehaene et al. 2004].
Tuttavia, lo specifico ruolo svolto dalle aree parietali e frontali in compiti di giudizio
e confronto di numerosità è tuttora da chiarire.
Attività previste
Riassumendo, lo scopo del presente progetto di ricerca è quello di:
• verificare se lesioni unilaterali parietali e frontali producano deficit
comparabili in compiti di bisezione della linea mentale numerica, in pazienti
affetti o non affetti da sindrome di eminegligenza;
• specificare il ruolo svolto dalle aree parietali e frontali in compiti di giudizio
e confronto di numerosità tramite studi di risonanza magnetica funzionale
eseguiti in soggetti adulti normali.
Tali scopi di ricerca saranno perseguiti attraverso studio di soggetti con
lesioni cerebrali acquisite e studio di soggetti normali per mezzo di risonanza
funzionale magnetica.
Metodi
Studio neuropsicologico: pazienti e loro valutazione clinica – Saranno studiati
tutti i pazienti cerebrolesi destri ammessi presso il Servizio di Neuropsicologia
della Fondazione Santa Lucia durante il periodo 2007-2008. Saranno
inclusi nel protocollo di ricerca solo pazienti esenti da patologie degenerative,
lesioni multiple, patologie tumorali, traumi cranici. In ogni paziente, la sede e
l’estensione della lesione cerebrale sarà verificata tramite esame di risonanza
magnetica cerebrale. La valutazione del campo visivo sarà effettuata tramite
campimetria dinamica e statica, patologie degenerative o lesioni multifocali.
Compiti sperimentali e di controllo clinico – Ad ogni paziente verrà somministrata
una batteria di test standard (comportamentali e carta e matita) per
la valutazione clinica del neglect extrapersonale, personale ed una copia di
460 2008

Neuropsicologia
disegno per la valutazione del neglect centrato sull’oggetto. Verranno inoltre
somministrati:
a) Batteria per la valutazione delle capacità matematico-numeriche (BADA,
Miceli e Capasso).
b) Test di memoria verbale e spaziale a breve termine (Digit e Corsi Span).
c) Test di bisezione di linee (lunghezza 2, 10 e 20 cm; 5 prove per ogni
lunghezza).
d) Un compito di neglect immaginativo consistente nella bisezione di
intervalli numerici di 3 (es. 1-3), 5 (es. 1-5) 7 (es. 1-7) e 9 (es.1-9) unità, i cui
estremi venivano definiti verbalmente dallo sperimentatore [Zorzi et al. 2002].
I due numeri che definiscono ogni intervallo vengono somministrati sia in
ordine ascendente (48 prove) che discendente (48 prove).
Analisi dei correlati anatomici – Ogni paziente verrà sottoposto ad esame
di risonanza magnetica strutturale ad alta risoluzione (mprage) pesate in T1 e
T2. Il mappaggio delle lesioni verrà effettuato usando il programma DISPLAY
(JD McDonald, Brain Imaging Center, Montreal Neurological Institute
www.bic.mni.mcgill.ca/software/Display/ Display.html). La frequenza del danneggiamento
di ogni voxel nei gruppi di pazienti che mostreranno o non
mostreranno deviazioni ipsilesionali significative nell’individuazione del centro
degli intervalli numerici verrà comparata mediante il test esatto di Fisher.
Studio di Risonanza Funzionale Magnetica – Lo scopo di questa seconda
indagine è quello di comparare le attivazioni cerebrali riscontrabili durante la
soluzione spaziale oppure verbale dello stesso problema numerico. Il problema
considerato sarà quello della bisezione di intervalli numerici, compito
nel quale alcuni pazienti cerebrolesi destri affetti da eminattenzione per la
parte sinistra dello spazio, mostrano una tipica deviazione del centro soggettivo
dell’intervallo verso la destra del centro oggettivo dell’intervallo stesso (es.
“ Quale numero si trova esattamente a metà tra 1 e 9? ” risposta del paziente
“ 7 ” invece di “ 5 ”). La bisezione di un intervallo numerico può essere infatti
svolta in due modi: “ spazialmente ” immaginando i due numeri disposti su
una linea mentale con orientamento sinistra-destra ed orientandosi mentalmente
su tale linea fino a raggiungere il centro dell’intervallo; “ verbalmente ”
addizionando i due numeri e dividendo il risultato per due (ad es. centro dell’intervallo
tra 1 e 9 = “ 1+9 = 10/2 =5 ”).
Nello studio di Risonanza Funzionale Magnetica intendiamo quindi paragonare
le attivazioni cerebrali indotte, negli stessi soggetti sperimentali, dalla
strategia spaziale e da quella verbale. Nell’analisi dei risultati, sarà inoltre controllato
ogni effetto di attivazione legato alla posizione dell’intervallo da bisecare
lungo la linea mentale numerica stessa. È noto infatti sia da studi su
pazienti eminegligenti che su soggetti normali, che la posizione egocentrica di
una linea da bisecare (la sua posizione rispetto al piano medio sagittale testacorpo)
influenza significativamente la bisezione stessa: rispetto a linee centrate
sull’asse medio-sagittale, linee posizionate alla sinistra od alla destra di
tale asse inducono deviazioni centripete o centrifughe in funzione della entità
dello spostamento dalla linea mediana stessa [Jewell, McCourt 2000].
2008 461

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
Metodi
Disegno sperimentale – Verrà esaminato un gruppo di 14 soggetti normali
destrimani. Il compito consisterà nell’individuare il punto intermedio di intervalli
numerici di 3 (es. 1), 5 (es. 1-5) 7 (es. 1-7) e 9 (es.1-9) unità. In ogni trial,
gli estremi degli intervalli da bisecare verranno definiti tramite stimoli verbali
temporizzati con l’acquisizione del segnale BOLD. I due numeri che definiscono
ogni intervallo verranno somministrati sia in ordine ascendente (48
prove) che discendente (48 prove).
Nella prima parte della seduta di acquisizione verrà chiesto ai soggetti di
applicare una strategia di tipo immaginativo-spaziale. Nella seconda parte
della seduta di acquisizione, verrà chiesto ai soggetti di sommare e dividere
mentalmente per due i numeri che definiscono gli estremi dell’intervallo. In
ogni soggetto verranno paragonate le attivazioni cerebrali event-related relative
alla bisezione immaginativa e verbale degli stessi intervalli numerici. La
struttura temporale dei trial, ispirata a paradigmi già presenti nella letteratura
psicofisica, sarà la seguente:
Analisi delle Attivazioni – Le immagini di risonanza magnetica funzionale,
basate su contrasto dipendente dal livello di ossigenazione sanguigna [BOLD:
Kwong et al. 1992], saranno acquisite utilizzando uno scanner Siemens Allegra
a 3 Tesla presso il Laboratorio di Neuroimmagini, Fondazione Santa
Lucia. Le immagini saranno acquisite utilizzando una bobina convenzionale
per la testa. Gli stimoli verbali saranno generati utilizzando un software ad
hoc su un computer di controllo collocato fuori dalla stanza del magnete e
comunicati tramite cuffie amagnetiche. Durante l’esecuzione delle prove i
soggetti saranno invitati a mantenere lo sguardo fisso su un punto di fissazione
centrale proiettato (utilizzando un videoproiettore a cristalli liquidi) su
uno schermo traslucido visibile al soggetto tramite uno specchio montato
sulla bobina. Il computer di controllo sarà in grado di sincronizzare la presentazione
degli stimoli sperimentali con l’acquisizione delle immagini di risonanza
funzionale, e di registrare le risposte subvocali fornite dal soggetto. I
movimenti oculari verranno registrati con un sistema di eye-tracking ad infrarossi
(ASL Eye-Tracking System Model 504] compatibile con la risonanza
magnetica: i relativi dati sulla posizione dell’occhio, digitalizzati a 50 Hz,
saranno registrati sullo stesso computer di controllo e analizzati off-line.
Ogni soggetto verrà sottoposto a 4 diverse serie di acquisizioni funzionali,
ciascuna di circa 10 minuti di durata (10’24 ”), nel contesto della stessa sessione
sperimentale. In ogni serie verranno presentati, in ordine casuale, 48
intervalli ascendenti (es. 1-9) e 48 discendenti (es. 9-1). Durante le prime due
462 2008

Neuropsicologia
serie, i soggetti eseguiranno il compito immaginativo, durante le due serie
finali quello verbale. Tale ordine verrà seguito al fine di impedire che l’eventuale
esercizio con la soluzione verbale, possa influire con l’uso di una strategia
immaginativa. Al termine della sessione, verrà acquisita un’immagine
strutturale ad alta definizione del cervello individuale. Le immagini verranno
analizzate off-line utilizzando SPM2 (Wellcome Department of Cognitive Neurology,
London, UK] e software ad-hoc in ambiente Matlab (The Mathworks
Inc, USA]. Le immagini funzionali di ciascun soggetto verranno coregistrate
tra loro e all’immagine strutturale, verranno compensate per il tempo di
acquisizione delle singole fette e corrette per il movimento della testa del soggetto
durante l’acquisizione, e verranno quindi ricampionate in uno spazio
stereotassico standard, definito in base alle coordinate dell’atlante di Talairach
e Tournoux [1988] su una media di cervelli rappresentativi forniti dal
Montreal Neurological Institute. Le immagini verranno quindi sottoposte, a
livello individuale e di gruppo, a mappatura statistica parametrica [Worsley et
al. 1995]: le risposte BOLD ad ogni evento di interesse (inizio di ciascun trial)
verranno modellate attraverso una funzione di risposta emodinamica canonica
(approccio event-related) nel contesto di una regressione multipla eseguita
indipendentemente su ogni voxel delle immagini.
– Dehaene et al. (1993) J Exp Psychol Gen 122: 371-396.
– Dehaene S et al. (2004) Curr Opin Neurobiol 14: 218-224.
– Doricchi F, Guariglia P, Gasparini M, Tomaiuolo F (2005) Nature neuroscience
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– Jewell G, McCourt ME (2000) Neuropsychologia 38(1): 93-110.
– Nieder A, Miller EK (2004) PNAS 101(19): 7457-7462.
– Walsh V (2003) Trends Cogn Sci 7: 483-488.
– Zorzi M, Priftis K, Umiltà C (2002) Nature 417: 138-139.
D.3.4 – Attenzione spaziale e temporale: uno studio comportamentale
e di risonanza magnetica funzionale (Luigi Pizzamiglio)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Orientamento attentivo spaziale e temporale, discriminazione
di durate e di distanze, fMRI.
Descrizione
La capacità di orientare selettivamente l’attenzione verso determinate
porzioni dello spazio è stata studiata in modo esaustivo essenzialmente attraverso
l’ormai classico paradigma costi/benefici di Posner [1980]. L’orientamento
endogeno viene generalmente studiato utilizzando cue centrali che
indicano in modo predittivo la probabile posizione in cui comparirà lo stimolo,
mentre cue periferiche vengono utilizzate per lo studio dell’allocazione
esogena. Il dato significativo in tali paradigmi è l’effetto di velocizzazione
2008 463

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
della risposta per i trials validi (in cui la posizione è indicata congruentemente
dal cue) rispetto ai trials neutri, ed un rallentamento nella rilevazione
degli stimoli nei trials invalidi (in cui il cue segnala la posizione opposta
rispetto a quella in cui apparirà lo stimolo).
Lo stesso effetto di velocizzazione della risposta a stimoli rilevanti può
essere determinato dall’allocazione dell’attenzione su attributi non spaziali
quali l’identità oggettuale [Duncan 1984] o determinati intervalli temporali
[Coull, Nobre 1998; Griffin et al. 2001; Griffin, Nobre 2005]. La dimensione
temporale è chiaramente rilevante dal punto di vista percettivo, per la necessità
di ancorare la nostra esperienza ad un dato momento rispetto ad un contesto
mutevole e dinamico. Da questa prospettiva l’aspettativa temporale, cioè
la capacità di anticipare l’occorrenza di un evento rilevante dovrebbe avere gli
stessi effetti di velocizzazione della risposta già osservati per l’orientamento
spaziale.
L’orientamento temporale è stato indagato utilizzando un analogo temporale
del paradigma di Posner [1980] [Coul, Nobre 1998] in cui i soggetti
devono rilevare la presenza di stimoli periferici presentati ad intervalli temporali
diversi (ad es.: 600 vs 1400 msec) [Miniussi et al. 1999] e preceduti da cue
visive valide (che segnalano in modo congruente la durata dell’intervallo,
P=0.80) ed invalide (in cui la durata predetta è incorretta, P=0.10). L’occorrenza
di stimoli ad intervalli prevedibili e congruentemente segnalati dal cue è
rilevata dai soggetti con maggior efficienza rispetto a stimoli che non si verificano
nell’intervallo atteso. L’effetto dell’aspettativa temporale sarebbe rilevante
anche in compiti di discriminazione [Correa et al. 2004; Griffin et al.
2001] suggerendo un’influenza dell’attenzione selettiva temporale anche in
stadi non necessariamente legati alla risposta motoria.
Per quanto riguarda gli studi di risonanza funzionale, questi hanno identificato
in un network frontoparietale (corteccia parietale posteriore intorno
al solco intraparietale, i frontal eye fields nella corteccia premotoria laterale e
mesiale, il cingolo anteriore ed altre aree sottocorticali) il substrato neurale
dell’attenzione selettiva spaziale [Corbetta et al. 1993; Nobre et al. 1997]. Il
controllo temporale dell’attenzione sfrutterebbe un sistema parzialmente
sovrapponibile [Coull e Nobre 1998], ma con diversa localizzazione emisferica
(corteccia parietale posteriore e premotoria inferiore di sinistra).
Gli studi sin qui condotti hanno indagato la capacità di orientare l’attenzione
sulla base di indizi spaziali e temporali nei soggetti normali, dimostrando
come le dimensioni spazio-tempo possano influire sull’elaborazione
neurale anche durante lo stadio di analisi percettiva dello stimolo. Sinora nessuno
studio sembra invece, aver direttamente contrastato l’allocazione delle
risorse attentive sulla base di indizi temporali con la capacità di discriminare
intervalli temporali.
Tale confronto sarebbe utile nel precisare la relazione tra le capacità cronometriche
e l’orientamento attentivo sulla base di indizi temporali. L’aspettativa
temporale viene infatti costruita sulla base della prevedibilità della comparsa
di uno stimolo cioè sulla probabilità condizionale che questo si verifichi
dopo un certo intervallo di tempo. La capacità di stimare una durata, memorizzandone
una rappresentazione accurata, di monitorare lo scorrere del
464 2008

Neuropsicologia
tempo, comparandolo all’intervallo memorizzato e di implementare una
risposta al momento più opportuno sono quindi abilità di base per l’ottimizzazione
della risposta comportamentale.
In un recente studio di risonanza funzionale Rao [2001] ha indagato
più direttamente i correlati neurali del “ prospective timing ” cioè della
capacità di anticipare la prevedibile occorrenza di un evento basandosi su
una rappresentazione soggettiva del tempo formata sulla base di meccanismi
attentivi e cronometrici. Lo studio ha evidenziato l’esistenza di un
network dinamico cortico-sottocorticale in cui l’attivazione precoce dei
gangli della base era unicamente associata alla codifica degli intervalli
temporali, mentre il coinvolgimento del cervelletto era più tardivo, suggerendo
l’implicazione di tale struttura in processi diversi dai meccanismi
cronometrici espliciti. L’attivazione precoce corticale associata alla codifica
degli intervalli temporali si manifestava essenzialmente nella corteccia
parietale destra e nella corteccia premotoria bilateralmente, mentre l’attivazione
più tardiva della corteccia prefrontale dorsolaterale destra era
piuttosto associata alla comparazione di intervalli temporali.
L’importanza della corteccia prefrontale dorsolaterale nella percezione
temporale è stata ulteriormente dimostrata in un più recente studio di Smith
e coll. [2003] in cui i soggetti eseguivano un compito di discriminazione temporale
di intervalli compresi tra 1s ed 1,5s ed un task di valutazione della
sequenza ordinale di due stimoli, entrambi con un carico comparabile di
attenzione e working memory. L’attivazione neurale associata alla discriminazione
temporale era predominante in un network emisferico destro costituito
dalle cortecce prefrontali dorsolaterale ed inferiore, l’area motoria supplementare
destra ed il cervelletto di sinistra. La DLPFC potrebbe quindi essere
più strettamente coinvolta nella percezione temporale piuttosto che avere funzioni
esclusivamente di working memory.
Nel complesso, i dati summenzionati deporrebbero per un maggior coinvolgimento
dell’emisfero destro nei compiti di discriminazione-percezione
temporale, mentre il controllo temporale dell’attenzione sfrutterebbe un
sistema parzialmente sovrapponibile [Coull e Nobre 1998], ma con diversa
localizzazione emisferica (corteccia parietale posteriore e premotoria inferiore
di sinistra).
Lo studio proposto ha diversi obiettivi: (a) esaminare se ed in che modo le
aspettative nelle due maggiori dimensioni percettive (lo spazio e il tempo) interagiscono
nelle prestazioni attenzionali di soggetti normali; (b) verificare la
relazione tra le capacità cronometriche in compiti di confronto di durata e la
capacità di orientare l’attenzione sulla base delle aspettative spaziali e temporali;
(c) identificare i circuiti neurali sottostanti le capacità succitate (abilità cronometriche,
di stima di distanze, di orientamento attentivo spazio-temporale).
Verranno esaminate differenti condizioni. Una condizione consistente in
due prove equivalenti che denomineremo “ attentive ” volte ad indagare rispettivamente
l’aspettativa temporale e l’aspettativa spaziale e relative prove di
controllo. Una seconda condizione consistente in prove denominate “ percettive
” di confronto di durate e distanze rispetto ad un intervallo (temporale o
spaziale) di riferimento e due prove equivalenti di controllo.
2008 465

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
Nelle prove attentive il soggetto verrà sollecitato ad indicare se uno stimolo
che attraversa una banda occlusa:
(1) è in ritardo o in anticipo, rispetto al momento effettivo di uscita (prova
temporale);
(2) è riapparso più in alto o più in basso rispetto alla traiettoria originaria
(prova spaziale);
(3) è riapparso con un colore che tende più al rosso o più al blu rispetto
alla saturazione che aveva prima di attraversare la banda occlusa (prova di
controllo).
Nelle prove percettive uno stimolo viene fatto dapprima scomparire –
lungo il suo percorso all’interno dell’anello – per un intervallo (temporale o
spaziale) di riferimento. Successivamente lo stesso stimolo verrà fatto nuovamente
scomparire lungo il suo percorso all’esterno dell’anello per un intervallo
o distanza multipli dell’intervallo di riferimento. Il soggetto verrà sollecitato
ad indicare se tale stimolo:
(1) scompare per un intervallo di tempo più lungo o più breve rispetto al
periodo di riferimento;
(2) scompare percorrendo una distanza maggiore o minore rispetto a
quella di riferimento;
(3) è riapparso con un colore che tende più al rosso o al blu rispetto allo
stimolo di riferimento (prova di controllo).
I 15 soggetti che si intendono studiare verranno addestrati ai compiti sino
a raggiungere un adeguato livello di accuratezza e quindi sottoposti ad fMRI.
Le attivazioni cerebrali registrate durante l’esecuzione dei compiti verranno
comparate con il metodo sottrattivo (compito di orientamento attentivo temporale
vs compito percettivo temporale meno compiti di controllo attentivo
temporale colore-percettivo temporale colore; compito di orientamento attentivo
spaziale vs compito percettivo spaziale meno relativi compiti di controllo).
I dati comportamentali saranno sottoposti ad analisi e correlati alle
attivazioni registrate.
Al momento attuale sono stati sottoposti ad fMRI 11 soggetti normali
selezionati da un gruppo di volontari.
– Bertelson P (1967) Q J of Exp Psychol 19: 272-279.
– Correa A, Lupianez J, Milliken B, Tuleda P (2004) Perception & Psychophysics
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466 2008

Neuropsicologia
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– Maquet P, Lejeune H, Pouthas V, Bonnet M, Casini L, Macar F, Timsit-Berthier M,
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– Woodrow H (1914) Psychological Monographs 17: 1-158.
Attività previste
Si intende completare il campione di soggetti previsti e procedere con il
processing dei dati.
2008 467

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.4 – RUOLO DELLA CORTECCIA CEREBRALE NELLA COGNIZIONE DEL CORPO
D.4.1 – Influenza dell’esperienza visiva-linguistica e motoria
nell’osservazione di azioni sportive (Salvatore Maria Aglioti)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Embodied cognition, action observation, trancranial magnetic
stimulation, expertise, sport.
Descrizione
Diverse linee di ricerca puntano a sostenere che esista una sorta di condivisione
neurale nella rappresentazione delle azioni proprie ed altrui [Brass et
al. 2000; Buccino et al. 2001; Craighero et al. 2001; Prinz 2002; Saygin et al.
2004; Wohlschlager, Bekkering 2002]. Studi comportamentali evidenziano
che la visione di azioni può influenzare la loro concomitante esecuzione
[Brass et al. 2000]. Diverse evidenze neurofisiologiche hanno dimostrato nella
scimmia e nell’uomo l’esistenza di una classe di neuroni, detti “ neuroni mirror
”, i quali sono attivi sia durante l’esecuzione di un’azione sia durante l’osservazione
di un conspecifico che esegue la stessa azione [di Pellegrino et al.
1992; Rizzolatti, Craighero 2004]. Il grado di eccitabilità del tratto corticospinale
dell’uomo subisce delle modulazioni in concomitanza con la visione di
azioni [Fadiga et al. 1995] come anche per la visione di immagini statiche di
una postura che implichi un movimento [Urgesi et al. 2006]. Il grado di eccitabilità
corticospinale non è suscettibile solo ad informazioni visive relative ad
azioni, ma anche ad informazioni uditive [Pizzamiglio et al. 2005] ed immaginative
[Fourkas et al. 2006]. Il funzionamento delle cortecce motorie subisce
delle modulazioni da parte di aree premotorie e somatosensoriali parietali in
cui sono rappresentate la finalità e le informazioni cinestesiche delle azioni
[Avenanti et al. 2007]. Inoltre il sistema motorio sembra essere in grado di
rappresentare lo scopo delle azioni in maniera parzialmente indipendente
dalla specifica cinematica dell’azione osservata [Romani et al. 2006; Costantini
et al. 2005; Gangitano et al. 2004].
L’esperienza motoria in un dato dominio rende il fenomeno di risonanza
neurale più intenso nel caso che si osservi un’azione del dominio di competenza.
Studi di neuroimmagine funzionale hanno infatti evidenziato che ballerini
di capoeira e di danza classica generano attivazioni del sistema mirror
fronto-parietale maggiori durante la visione della danza di competenza rispetto
ad altri movimenti [Calvo-Merino et al. 2005] e che tali attivazioni non dipendono
dalla familiarità visiva con i movimenti osservati ma specificamente con
l’esperienza motoria relativa a quei movimenti [Calvo-Merino et al. 2006].
Le azioni tuttavia non sono solo stimoli di fronte ai quali un soggetto
“ risuona ”, ma appartengono anche alla conoscenza semantica di un individuo:
quando si parla si fa riferimento ad alcune azioni dando per intesa la
loro finalità, oppure quando si dice di una persona che è un atleta di un dato
sport si associa ad esso la competenza motoria dello specifico sport in cui l’a-
468 2008

Neuropsicologia
tleta è allenato e non di un altro sport. Il linguaggio è stato considerato per
molto tempo nell’ambito della psicologia cognitiva come la capacità di manipolare
simboli astratti amodali [Fodor 2000; Pylyshyn 1984]. Recentemente,
invece, molte evidenze sperimentali hanno sostanziato l’impostazione dell’embodied
cognition la quale considera la cognizione qualcosa di ancorato alle
rappresentazioni corporee del sistema nervoso [Barsalou 2008].
Uno studio di TMS mostra che l’ascolto di frasi che esprimono azioni correlate
al piede/gamba e alla mano/braccia modula l’attività del sistema motorio
[Buccino et al. 2005]. La modulazione è specifica per l’effettore coinvolto
nella frase ascoltata e non esiste per le frasi con verbi astratti: frasi che richiamano
azioni eseguite con il braccio/mano inibiscono selettivamente la rappresentazione
tratto corticospinale del braccio rispetto a quello della gamba/piede
e viceversa per le frasi relative alla gamba/piede.
Recentemente è stata indagata la possibilità che la visione di immagini di
atleti famosi, anche nel caso in cui questi non stiano eseguendo nessuna
azione, abbia la capacità di modulare selettivamente la reattività motoria dei
muscoli dell’osservatore coinvolti nello sport di cui l’atleta è un esempio
[Bach, Tipper 2006]. Questo studio mette in evidenza che le risposte date con
la mano e con il piede sono inibite (nel senso che sono più lente) quando i
soggetti vedono rispettivamente un tennista ed un calciatore. L’arto coinvolto
nella risposta è dunque più lento nel caso in cui tra questo e l’atleta osservato
ci sia una associazione semantica (tennisti-mano, calciatori-piede).
Questi due ultimi studi descritti mostrano che la reattività motoria da un
lato, e l’eccitabilità corticospinale dall’altra, sono selettivamente inibiti per la
parte del corpo semanticamente associata alla frase o all’immagine vista. Le
differenze sostanziali rispetto agli studi di attivazione durante l’osservazione
di azioni sono due:
1) gli stimoli usati non prevedono la presentazione visiva esplicita di un’azione;
2) l’effetto della presentazione degli stimoli non è una “ facilitazione ” ma
una “ inibizione ”.
Esistono dunque due effetti, apparentemente contrastanti, di modulazione
dell’eccitabilità corticospinale e della reattività muscolare per la rappresentazioni
delle azioni altrui:
1) effetti facilitatori per la visione di azioni esplicite o di immagini statiche
che implicano un’ azione;
2) effetti inibitori per la derivazione semantica di un movimento.
Obiettivi della ricerca / domande sperimentali
Il presente progetto di ricerca propone i seguenti obiettivi:
1) indagare la possibilità che osservare una fotografia di un atleta che non
implica nessun movimento abbia un effetto sullo stato di eccitabilità corticospinale
di un osservatore;
2) misurare il grado di selettività somatotopica di tale modulazione corticospinale;
2008 469

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
3) misurare la direzione facilitatoria o inibitoria di tale modulazione;
4) mettere in contrasto fra loro l’effetto facilitatorio, dovuto all’osservazione
di immagini di un atleta famoso il quale è in una postura che facilita
l’eccitabilità del tratto corticospinale, con quello presumibilmente inibitorio
derivante dalla conoscenza semantica associata all’atleta.
A tale scopo si useranno tre tipi di stimoli:
1) immagini del solo volto degli atleti, senza nessuna informazione contestuale
e di movimento implicato (che prevediamo inibiscano l’eccitabilità corticospinale
dell’osservatore);
2) i nomi degli atleti (che prevediamo inibiscano l’eccitabilità corticospinale
dell’osservatore);
3) immagini statiche che implicano un movimento (che prevediamo mettano
in contrasto l’effetto facilitatorio dell’osservazione di un’azione implicata
e quello inibitorio di derivazione semantica).
Gli atleti saranno calciatori e tennisti e si misurerà l’attività elettrica dei
muscoli della mano e del piede per indagare il grado di somatotopia delle
attivazioni muscolari. L’ipotesi di base suggerisce che l’esposizione visiva ad
immagini di atleti di una determinata disciplina durante l’esecuzione di
un’azione, la visione di una parola che descrive il nome dell’atleta e persino
la sua faccia possa modulare il grado d’eccitabilità corticospinale dell’osservatore
coerentemente al distretto muscolare semanticamente associato a
quello sport. In tal senso si intende testare il grado di eccitabilità corticospinale
di un muscolo del braccio (Extensor Carpi Radialis, ECR) e della
gamba (TA, Tibialis Anterior), durante l’esposizione passiva di un gruppo di
soggetti non esperti (novices) ad immagini integrali di calciatori e tennisti
in azione, parole e facce che descrivono le sembianze ed il nome degli atleti
famosi. Sarà inoltre possibile registrare l’attività di muscoli di controllo,
vale a dire meno coinvolti nell’azione osservata (ad esempio muscoli intrinseci
della mano o muscoli della gamba antagonisti del TA).
Lo studio delle modulazioni dell’eccitabilità corticospinale durante la
presentazione di immagini del corpo in movimento, delle facce o dei nomi
di atleti può essere indagato inoltre in soggetti con differenti gradi di esperienza
motoria e visiva con le categorie sportive usate come stimolo. Per
esempio sportivi d’eccellenza ed esperti commentatori sportivi delle discipline
cui appartengono gli atleti usati come stimolo saranno testati in questo
tipo di paradigma al fine di misurare se la sola percezione della faccia o
del nome di un tennista/calciatore induca modulazioni del grado di eccitabilità
corticospinale diverse tra atleti di tennis/calcio con una grande conoscenza
motoria o visiva selettiva per lo sport di competenza.
Attività previste
Metodo
Partecipanti – 18 soggetti maschi destrimani selezionati presso la facoltà
di psicologia. I soggetti saranno selezionati in funzione di un pre-test che
470 2008

Neuropsicologia
intende valutare il grado di conoscenza degli atleti e dello sport di riferimento
che in seguito saranno presentati come stimoli durante le sessioni sperimentali.
Solamente i soggetti che riconosceranno il 90% degli stimoli, verranno
inclusi nello studio.
– 18 calciatori;
– 18 tennisti;
– 18 giornalisti sportivi visivamente esperti di tennis e di calcio;
– 18 allenatori (9 di tennis e 9 di calcio).
Tecniche sperimentali
Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS): protocollo a singolo impulso
– La Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) è una tecnica non invasiva,
non dolorosa e sicura che permette la stimolazione diretta di una
ristretta popolazione di neuroni corticali [Pascual-Leone et al. 2000]. La stimolazione
della corteccia motoria evoca un Potenziale Evocato Motorio
(PEM) dell’arto controlaterale alla stimolazione il quale è misurabile attraverso
l’uso di metodiche elettromiografiche. L’ampiezza e la latenza dei PEM
è una misura dello stato di eccitabilità corticospinale e di conduzione mielinica
rispettivamente. In ambito clinico la TMS a singolo impulso è stata utilizzata
come metodo diagnostico per indagare il funzionamento della cortecce
motorie, visive e somatosensoriali primarie. La TMS è una tecnica
sicura su chiunque non presenti specifiche controindicazioni al suo utilizzo
[Wasserman 1998]. La TMS è controindicata in persone che soffrano di epilessia,
facciano uso di psicofarmaci, portino un pacemaker cardiaco o
abbiano clip metalliche nel cranio. La stimolazione magnetica sarà effettuata
con un modulo Magstim 2000 Mono Pulse TMS (The Magstim Company,
Carmarthenshire, Wales) ed uno stimolatore a forma di otto con le ali di diametro
di 70 mm. Durante le fasi sperimentali i partecipanti allo studio riceveranno
singoli impulsi al 120% della soglia motoria individuale con un
intervallo interstimolo di 10 secondi.
Registrazione Elettromiografica. La registrazione elettromiografica sarà
eseguita tramite elettrodi argentati Ag/AgCl a coppetta. L’elettrodo attivo
sarà posizionato sulla pancia del muscolo bersaglio ed il polo di riferimento
sul tendine dello stesso. Il segnale elettromiografico sarà campionato ad
1KHz, amplificato con un guadagno 1000 e filtrato a 20-2500 Hz tramite un
amplificatore Digitimer D360 (Digitimer, Hertfordshire, England), per digitalizzare
il segnale si userà il modulo CED 1401 controllato tramite software
Spike 2 (Cambridge Electronic Data Handling Design, Cambridge, England).
Stimoli
Gli stimoli saranno costituiti da: (a) immagini di tennisti e calciatori
ritratti durante l’esecuzione di un movimento di una sessione di gara. Il
movimento implicato nelle immagini genera una contrazione del muscolo
associato allo sport (tennis/ECR e calcio/TA); (b) i rispettivi nomi degli atleti;
(c) foto di facce degli stessi personaggi prive di ogni informazione contestuale.
Gli stimoli saranno presentati entro un angolo visivo di 2,5 gradi
2008 471

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
visivi in modo da cadere in visione foveale. La gestione della presentazione
degli stimoli e della sincronizzazione della TMS sarà effettuata tramite
software E-prime.
Procedura sperimentale
Test preliminare alla partecipazione allo studio – Prima di prendere parte
allo studio ogni partecipante dovrà dimostrare di riconoscere almeno 9 immagini
su 10 per ciascun tipo di stimolo (immagini della faccia, nomi ed immagini
del corpo intero).
Fasi Sperimentali – 1) Stabilire la Posizione Ottimale sullo Scalpo (OSP) e
la Soglia Motoria a riposo (rMT) dei due muscoli bersaglio (ECR e TA) –
L’OSP è definita come la posizione relativa dello stimolatore rispetto lo scalpo
del soggetto da cui si riescono ad evocare più facilmente e più consistentemente
Potenziali Motori Evocati. Una volta individuata la posizione ottimale
sullo scalpo viene stabilita la soglia motoria a riposo definita come l’intensità
minima di stimolazione capace di evocare in 5 MEP su 10 stimoli magnetici
consecutivi con un’ampiezza superiore ai 50 µV. In questo studio dunque si
troveranno le rMT dell’ECR e del TA. Le posizioni delle OSPs dell’ECR e del
TA verranno segnate con un pennarello sulla testa del soggetto. La stimolazione
magnetica sarà effettuata tenendo lo stimolatore orientato in senso
postero-anteriore ed in modo tangenziale allo scalpo del soggetto (ref).
Durante i blocchi sperimentali l’impulso magnetico sarà settato ad una intensità
pari al 120% della rMT del singolo soggetto.
2) Stimolazione a singolo impulso durante l’esposizione alle immagini
sperimentali – I soggetti saranno seduti su una poltrona e saranno loro date le
istruzioni di rimanere rilassati ed osservare passivamente le immagini che
verranno presentate sullo schermo. Lo stato di rilassamento muscolare verrà
costantemente controllato tramite l’ispezione on-line del tracciato elettromiografico.
Durante la visione delle immagini verrà rilasciato un impulso magnetico
ad un intervallo di tempo variabile tra 1000 e 1400 millisecondi dopo la
comparsa dello stimolo visivo. Le immagini delle tre categorie (vedi esempio
figura 1) saranno presentate in blocchi separati in ordine randomizzato tra i
soggetti. Per ottenere 20 MEPs per ogni condizione sperimentale saranno
registrati in tutto 240 MEPs (20 × 2 tipi di atleti × 3 tipi di immagini × 2 siti di
stimolazioni). Ogni blocco sperimentale prevederà sette stimolazioni magnetiche
in ordine casuale durante l’osservazione della croce di fissazione. Tale stimolazione
permetterà di ottenere una misura dell’ampiezza dei MEPs di ogni
singolo partecipante quando questo non stia osservando nessuna immagine
del corpo.
Disegno sperimentale – Il disegno sperimentale prevede tre fattori ripetuti
entro ciascun soggetto: Stimolo (Immagini degli atleti/Parole/Facce), Atleta
(Calciatore/Tennista) e Muscolo (ECR/TA), (disegno within 3 × 2 × 2).
Risultati attesi
Il presente studio si propone di estendere le conoscenze relative al
fenomeno di embodiment di azioni e conoscenze semantiche relative alle
472 2008

Neuropsicologia
A B C
BECKER
Atleta in contesto Faccia fuori contesto Nome atleta
D E F
MALDINI
Atleta in contesto Faccia fuori contesto Nome atleta
Figura 1. Tre esempi degli stimoli sperimentali
capacità motorie di atleti famosi. L’intento è studiare le cause psicofisiologiche
alla base dei differenti patterns di eccitabilità corticospinale. Inoltre
lo studio in questione mira a valutare l’effetto della conoscenza semanticoprototipica
sulla modulazione dell’eccitabilità corticospinale. I risultati di
questo studio possono essere, almeno in parte, aperti a differenti possibili
scenari:
– Una sostanziale differenza nella rappresentazione neurale delle azioni
osservate e delle conoscenze semantiche relative ad un dominio motorio.
Questa differenza si potrebbe rispecchiare nell’opposta direzione dell’eccitabilità
corticospinale in relazione alla tipologia di stimolo utilizzato.
– Una differenza nell’eccitabilità corticospinale in relazione al grado di
esperienza motoria semantica del partecipante durante la visione di azioni,
nomi e facce di atleti famosi.
2008 473

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
– Avenanti A, Bolognini N, Malavita A, Aglioti SM (2007) Current Biology Curr Biol
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Attività previste
Esperimenti di psicofisica e stimolazione magnetica transcranica.
474 2008

Neuropsicologia
D.4.2 – Percezione tattile e neglect personale (Luigi Pizzamiglio)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Neglect personale, percezione tattile, lobulo parietale inferiore,
body referencing.
Descrizione
Nel corso del 2007 è stato completato uno studio fMRI su soggetti normali:
i partecipanti alla ricerca hanno formulato giudizi relativi alla morbidezza
di stimoli tattili e a giudizi di distanza tra stimoli applicati sulla cute
del soggetto.
I risultati hanno mostrato, per entrambi i compiti, un’attivazione dell’area
somatosensoriale primaria (S1). La sottrazione dei giudizi di distanza
meno i giudizi di morbidezza ha invece mostrato una complessa attivazione
di aree parietali bilaterali e di aree frontali. Questa attivazione è molto
simile a quella descritta da Graziano et Cooke [2006] e da loro interpretata
come un insieme di aree che rispondono all’avvicinarsi di stimoli multimodali
(visivi, tattili e uditivi) alla superficie del corpo.
Nel nostro caso oltre alle aree descritte da Graziano e Cooke si è osservata
anche una attivazione del lobulo parietale inferiore di destra. Questa
struttura è stata ripetutamente evidenziata come importante nella elaborazione
di informazioni corporee e spaziali. In particolare in una ricerca di
Committeri e collaboratori [2007] quest’area è risultata lesa in soggetti con
neglect personale, mentre i pazienti con neglect extra personale mostravano
una compromissione di aree temporali più anteriori.
La convergenza delle attivazioni mostrate nello studio di fMRI con i
risultati dello studio anatomico su pazienti con neglect suggerisce la possibilità
che i pazienti con neglect personale, ma non extrapersonale, possano
avere un disturbo specificatamente confinato ai giudizi di distanza per stimoli
tattili.
Attività previste
Soggetti sperimentali – 5 pazienti con solo neglect personale, 5 pazienti
con solo neglect extra personale. I pazienti avranno una lesione focale unilaterale
di tipo vascolare senza disturbi psichiatrici.
Metodi – Ciascun soggetto sarà valutato, seguendo i metodi descritti nello
studio in corso di pubblicazioni [Spitoni et al. 2008] con stimoli tattili che
misurano la morbidezza/durezza degli stimoli e la distanza tra due stimoli tattili
applicati sulle cute dell’arto superiore controlaterale e ipsilaterale alla
lesione. Ci si attende che i pazienti con neglect personale abbiano prestazioni
simili ai soggetti di controllo per il giudizio di morbidezza/durezza tattile, ma
rispondano invece con difficoltà quando devono emettere un giudizio di
distanza tra due stimoli tattili. Un risultato speculare è invece atteso per i
pazienti con solo neglect extrapersonale.
2008 475

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.4.3 – Il basket in carrozzina: effetti dello sport sul cervello dell’atleta
(Donatella Spinelli)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Plasticità neurale, ERPs, azione, inibizione motoria.
Altri Enti coinvolti: Istituto Universitario di Scienze Motorie (IUSM), Roma.
Descrizione
Il basket in carrozzina è uno sport open-skill che richiede altissime qualità
sotto il profilo energetico, tecnico e psicologico. La letteratura scientifica
su questo sport è oggi scarsa e si concentra prevalentemente su aspetti biomeccanici,
metabolici, cardiocircolatori, tecnici. Mancano completamente
studi su aspetti percettivi e neurali implicati in questo sport. La ricerca proposta
costituisce quindi un primo passo in questa direzione.
Il basket richiede una grandissima flessibilità del comportamento: per
rispondere con successo ad una “ finta ” o ad un comportamento dell’avversario
diverso da quello atteso è cruciale modificare rapidamente la risposta
motoria già preparata e sostituirla con un’altra più appropriata. I processi sottostanti
questo comportamento complesso sono molteplici: la discriminazione
dello stimolo, la preparazione di una risposta motoria, l’inibizione della
risposta, la selezione di una nuova risposta.
Nella ricerca studieremo i meccanismi cerebrali responsabili di questo
comportamento complesso utilizzando un paradigma che propone in forma
semplificata la condizione della “ finta ”, basato sul confronto di condizioni
che richiedono la discriminazione fra stimoli e risposte differenziate (detto
compito GO/NO-GO). Mentre l’atleta è impegnato nel compito, saranno
registrati i potenziali evento-correlati (ERPs); questi descrivono l’attivazione
corticale in funzione del compito e forniscono una descrizione ad altissima
risoluzione dell’evoluzione nel tempo degli eventi corticali. Simultaneamente
registreremo la performance comportamentale per associare queste
misure ai processi cerebrali che le generano.
La registrazione dei potenziali evocati in condizioni GO/NO-GO è stata
utilizzata soprattutto in casi di deficit di funzione, ad esempio in casi di difficoltà
ad inibire comportamenti prorompenti in soggetti iperattivi [Pliszka
et al. 2000] o nel caso di comportamenti impulsivi [Chen et al. 2005], piuttosto
che in condizioni di eccellenza di funzione, come nel caso degli atleti
che noi ci proponiamo di studiare. L’unico studio in ambito sportivo è stato
effettuato dal nostro gruppo di ricerca in un gruppo di schermidori [Di
Russo et al. 2007].
– Chen CY, Tien YM, Juan CH, Tzeng OJ, Hung DL (2005) Neuroreport 16: 1213-
1216.
– Di Russo F, Taddei F, Aprile T, Spinelli D (2006) Neuroscience Letters 408: 113-
118.
– Pliszka SR, Liotti M, Woldorff MG (2000) Biol Psychiatry 48: 238-246.
476 2008

Neuropsicologia
Attività previste
Nella prima fase si prepareranno stimoli e programmi di acquisizione
dati da utilizzare nell’esperimento; quindi si acquisiranno dati su due gruppi
di controllo: atleti di basket e non-atleti normo-ambulanti. Nella seconda fase
(ca. settembre 2008) si studieranno atleti di basket in carrozzina.
I dati comportamentali saranno analizzati in termini di errori (omissioni
e falsi allarmi) e in tempi di reazione.
L’elettroencefalogramma (EEG) sarà registrato mediante un sistema di
registrazione a 64 canali (BrainVisionTM). Le componenti considerate
saranno le seguenti: P1 (finestra temporale 80-150 ms), N1 (finestra temporale
130-200 ms), P2 (finestra temporale 180-300 ms), N2 (finestra temporale
200-350 ms) e P3 (finestra temporale 250-500 ms). Per isolare le componenti
ERPs associate con i processi di discriminazione dello stimolo si utilizzeranno
tecniche sottrattive. Il modellamento delle sorgenti sarà effettuato
usando il Brain Electrical Source Analysis system (BESA 2000 v. 5.1).
2008 477

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
D.5 – STRUMENTI DI VALUTAZIONE DEI DISTURBI NEUROPSICOLOGICI
D.5.1 – Costruzione di una batteria per lo studio della cognizione sociale
(Gabriella Antonucci)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Cognizione sociale, emozioni, teoria della mente, circuiti frontali.
Descrizione
La cognizione sociale è il meccanismo che fornisce all’individuo il bagaglio
di “ abilità comportamentali ” indispensabili per poter adeguare il proprio comportamento
in funzione delle molteplici richieste socio-ambientali. In particolare,
racchiude le operazioni mentali che rendono un individuo capace di interpretare
il comportamento di altri individui, attribuire loro stati mentali, fare
inferenze circa le loro intenzioni, desideri, credenze ed anticiparne le azioni.
La cognizione sociale, infine, ci permette di adottare comportamenti socialmente
appropriati ed adeguati al contesto, nel rispetto delle norme etiche e
morali socialmente apprese.
Da alcuni anni a questa parte la cognizione sociale è divenuta anche un
campo di ricerca per le neuroscienze che hanno iniziato ad indagare sulle sue
basi neurali. A tale riguardo, un crescente numero di studi concorda nell’attribuire
ai lobi frontali, in particolare alla corteccia prefrontale, un ruolo cruciale
nell’elaborazione e nel controllo della cognizione sociale. È ormai ampiamente
dimostrato che un danno ai lobi frontali, e più precisamente all’area orbitofrontale
ventromediale, può provocare alterazioni della personalità e comportamenti
antisociali [Damasio 1995; Goldberg 2004]. Tuttavia, la sua organizzazione
neurale è connessa all’attività non solo della corteccia orbitoventromediale
bensì anche a quella di altre aree corticali e sottocorticali. A tale riguardo,
gli studi sui soggetti con lesioni frontali e disturbi della cognizione sociale
hanno evidenziato risultati non univoci per via dell’eterogeneità delle lesioni; è
infatti, particolarmente difficile reclutare soggetti cosiddetti “ puri ” che
abbiano un danno circoscritto solo alla corteccia orbitofrontale o ad altre aree
frontali [Lough, Hodges 2002; Lough et al. 2006].
Nell’ultimo decennio sono state avanzate diverse ipotesi nel tentativo di
spiegare il comportamento socialmente ed emotivamente inappropriato dei
pazienti con deficit della cognizione sociale. Damasio [1995] ha delineato un
modello fisiopatologico dei disturbi di personalità antisociale associati a
lesione della corteccia frontale orbitoventromediale che ipotizza un danno al
“ sistema di marcatura somatica ”. Il modello teorico di Brothers [1990] prevede
l’esistenza dell’“ editore sociale ”, uno specifico modulo specializzato a
rispondere ai segnali sociali di vario tipo e a processare le intenzioni e il comportamento
sociale altrui. Grafman [1996] ha interpretato la condotta antisociale
dei pazienti frontali in termini d’incapacità di accesso allo “ schema di
conoscenza sociale ”, Baron-Cohen [1997] ha attribuito il deficit di cognizione
478 2008

Neuropsicologia
sociale ad un danno al circuito neurale che presiede alla rappresentazione
degli stati mentali altrui. Blair e Cipolotti [Blair, Cipolotti 2000; Blair 2004]
propongono un modello a quattro fattori, ognuno legato ad un diverso aspetto
della cognizione sociale.
Nell’ottica del complesso processo di adattamento all’ambiente, un
ruolo prioritario è svolto certamente dalle emozioni. Gli studi della neurofisiologia
delle emozioni hanno rivelato che buona parte delle nostre interazioni
con l’ambiente e dei nostri comportamenti emotivi dipendono dalla
capacità di cogliere e comprendere le emozioni altrui. In questa prospettiva,
l’“ empatia ”, intesa come processo cognitivo ed emozionale che permette
all’individuo di immedesimarsi in un’altra persona, di calarsi nei suoi pensieri
e stati d’animo, rappresenta la componente fondamentale del processo
di interazione tra individui senza la quale, probabilmente, l’interazione
sociale non sarebbe possibile.
Le neuroscienze, da alcuni anni, stanno cercando di scoprire i meccanismi
neurali che sottendono i processi empatici. Secondo recenti teorie, l’abilità
empatica si baserebbe su una serie di meccanismi di “ risonanza interna ”
che permettono di simulare mentalmente gli aspetti emozionali, percettivi e
motori delle esperienze di colui che osserviamo. In sostanza, attraverso questo
meccanismo simulativo saremmo in grado di “ metterci nei panni degli
altri ”, comprendendone gli stati mentali.
La comprensione dei meccanismi neurali che sottendono ai processi
empatici ha subito notevole impulso dalle scoperte di Rizzolatti sul “ sistema
dei neuroni specchio ”. Al pari delle azioni, anche la comprensione di stati
emotivi (empatia) potrebbe essere regolata dallo stesso “ sistema ”. Gli studiosi,
per esempio, hanno dimostrato che la percezione del dolore o del disgusto
altrui, attivano le stesse aree della corteccia encefalica che si attiverebbero
se fosse l’osservatore, in prima persona, ad esperire tali emozioni [Rizzolatti e
Sinigallia 2006; Gallese 2003; Gallese et al. 2004; Gallese 2005].
Gli studi sul “ sistema dei neuroni specchio ” hanno ispirato l’ipotesi della
“ simulazione incarnata ” [Gallese 2005] come meccanismo alla base della
cognizione sociale. Se osservando il volto di qualcuno percepiamo ed identifichiamo
un particolare stato affettivo, l’emozione altrui è esperita e quindi
compresa attraverso una simulazione incarnata che produce il medesimo
stato corporeo condiviso dall’osservatore [Gallese et al. 2004]. Grazie alla
simulazione incarnata non siamo semplici spettatori di un’azione o un’emozione.
Nell’osservatore si generano le medesime rappresentazioni interne
degli stati corporei associati a quella specifica azione o emozione, “ come se ”
ne fosse lui stesso l’artefice. In sintesi, la comprensione esperienziale è possibile
perché attore ed osservatore condividono lo stesso meccanismo neurale
[Gallese 2003; 2005; 2006]. In un secondo tempo il linguaggio permette l’elaborazione
del patrimonio semantico connesso ai significati delle norme relative
alle condotte sociali ed ai riferimenti culturali del proprio gruppo di
appartenenza liberando l’individuo dalla necessità di una prolungata interazione
con gli altri membri del gruppo per attuare il riconoscimento sociale. Le
regole diventano così regole sociali, astratte e sovraindividuali. Questo assetto
funzionale è bene evidenziato dalla dissociazione presente nei soggetti con
2008 479

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
lesioni orbitoventromediali tra la conoscenza astratta ed indiretta delle regole
sociali e la loro incapacità ad utilizzarle nella interazione diretta con gli altri
individui. Come scrive Damasio, i pazienti frontali sanno come dovrebbero
agire ma non sentono il loro agire [Damasio 1995]. L’insieme di abilità connesse
alla cognizione sociale ed alla regolazione del comportamento in
gruppo caratterizza la cosiddetta “ intelligenza sociale ” [Goleman 2006].
La capacità di attribuire agli altri individui stati mentali diversi dai
nostri è conosciuta come “ Teoria della Mente ” (in inglese Theory of Mind
da cui l’acronimo di ToM). Con tale termine, più in generale, si intende la
capacità di attribuire intenzioni, pensieri ed emozioni agli altri. In tal senso,
l’empatia può essere considerata una sub-componente della ToM. Il concetto
di ToM, inoltre, racchiude al suo interno anche l’abilità di problemsolving
nelle interazioni interpersonali, la capacità di esprimere giudizi
morali, di comprensione delle norme sociali e dell’etica. Identifica, quindi,
un aspetto chiave della cognizione sociale. Gli studiosi ritengono che la ToM
nella mente umana si produca con il raggiungimento della comprensione
della falsa credenza. Comprendere la falsa credenza significa che un soggetto
è in grado di cogliere che un’altra persona possa credere che un evento, che
il soggetto sa essere falso, sia in realtà vero. In altri termini, la comprensione
della falsa credenza, richiede, quindi, la capacità di rappresentarsi in
che modo si pone la credenza di un’altra persona rispetto alla realtà dei fatti
[Adenzato, Enrici 2005].
Lo studio sulla capacità di formarsi una “ teoria della mente ” ha trovato
applicazione nell’ambito dei disturbi mentali dell’adulto, in particolare nella
schizofrenia, al punto che il modello di “ Teoria della Mente ” è oggi fra i più
accreditati per spiegare la natura dei deficit cognitivi del paziente schizofrenico
[Frith, Corcoran 1996; Burns 2006; Mazza et al. 2001; Mazza et al. 2007]
e recentemente anche nello studio dell’epilessia [Farrant et al. 2005].
Negli ultimi anni, le neuroscienze hanno iniziato ad occuparsi dei correlati
neuroanatomici responsabili della comprensione degli stati mentali
altrui. Un numero sempre maggiore di studiosi concorda nel ritenere che la
ToM sia governata dalle strutture frontali, in particolare dalla corteccia
orbitofrontale ventromediale di destra o di sinistra [Stuss et al. 2001; Rowe
et al. 2001] e dal sistema limbico [Baron-Cohen 1997; Stone et al. 1998].
Tuttavia i diversi studi non sempre sono giunti a risultati univoci; in sintesi,
la mappa neurale della Teoria della Mente non è ancora completamente
conosciuta e sicuramente include diverse strutture. Oltre alla corteccia orbitoventromediale
è stato dimostrato, attraverso studi di neuroimaging funzionale,
che la corteccia frontopolare, la corteccia somatosensitiva, quella
parietale inferiore destra ed il polo temporale sinistro sono determinanti
nella differenziazione del sé dall’altro, indipendentemente dal dominio
cognitivo elaborato [Amodio, Frith 2006].
Oggi è ampiamente riconosciuto che pazienti con un danno alla corteccia
orbitofrontale esibiscono, a volte, comportamenti poco adeguati alle
richieste socio-ambientali manifestando scarsa empatia [Lough et al. 2006],
disinibizione, deficit della consapevolezza sociale, scarso rispetto per le
regole morali, rigidità mentale, aggressività [Blair 2004], a fronte di fun-
480 2008

Neuropsicologia
zioni intellettive superiori (intelligenza, memoria, attenzione) spesso conservate
[Damasio 1995]. Ad oggi è ancora difficile individuare con esattezza
i correlati neuroanatomici che sottendono la cognizione sociale; sebbene l’area
esatta di attivazione cambi in funzione dei differenti paradigmi sperimentali,
la maggior parte degli studi di neuroimmagine depone a favore di
un coinvolgimento, prevalente ma non esclusivo, della corteccia prefrontale.
In generale, gli studi condotti sugli adulti cerebrolesi con deficit comportamentali
della sfera sociale hanno fornito evidenze secondo cui la cognizione
sociale è processata da una complessa rete neurale, all’interno della quale la
corteccia orbitofrontale svolge sicuramente un ruolo critico, ma che sembra
coinvolgere anche altre regioni encefaliche, tra queste il sistema limbico e
l’amigdala in particolare [Stuss et al. 2001; Bird et al. 2004; Beer e Ochsner
2006]. Conseguentemente, una lesione in un punto qualsiasi della rete neurale,
che connette il sistema limbico alla corteccia frontale, può alterare il
complesso equilibrio tra genesi e controllo emozionale al punto che il soggetto
potrebbe non essere del tutto capace di modellare le proprie risposte
comportamentali alle diverse richieste ambientali. Questa tesi sostenuta
dall’“ ipotesi del cervello frontale ” spiegherebbe il disturbo antisociale di personalità
caratterizzato da comportamento disinibito ed impulsivo, mancanza
di paura, empatia e rimorso, spesso riscontrati in pazienti con lesioni
ai lobi frontali.
L’indagine scientifica odierna sta dedicando sempre più spazio alla relazione
tra cognizione sociale e percezione delle emozioni; un numero sempre
maggiore di studi evidenzia una stretta correlazione tra disturbi del comportamento
sociale e deficit di processamento delle emozioni facciali, in particolare
quelle negative (paura, disgusto, tristezza) verosimilmente a causa del
coinvolgimento dell’amigdala [Blair e Cipolotti 2000; Blair 2004]. È presumibile
che un’interpretazione deficitaria delle emozioni possa essere la causa di
un comportamento socialmente poco adeguato; secondo questa ipotesi, la
risposta comportamentale impropria sarebbe determinata dall’incapacità dell’individuo
di identificare correttamente le emozioni altrui [Rosen et al. 2004;
Fernandez-Duque, Black 2005]. Questo dato è particolarmente vero nel caso
di pazienti con Demenza Frontotemporale e potrebbe contribuire a spiegare il
deficit di cognizione sociale spesso presente anche in questi soggetti.
Rosen et al. [2004] hanno studiato la percezione delle emozioni facciali
confrontando tra loro la variante frontale e temporale della Demenza Frontotemporale
(fv-FTD e tv-FTD) registrando un deficit di riconoscimento delle
emozioni in entrambi i gruppi, ma nel gruppo con variante frontale (fv-FTD)
il deficit era più marcato e riguardava anche le emozioni positive (felicità). Il
dato è ulteriormente confermato se si considera che gli studi condotti su
pazienti con Demenza di tipo Alzheimer (interessamento delle aree temporoparietali)
hanno prodotto risultati completamente opposti. Questi pazienti,
malgrado il deterioramento cognitivo, conservano la capacità di riconoscere
le diverse emozioni facciali [Fernandez-Duque, Black 2005]. Al contrario,
Lavenu e Pasquier [2005], in uno studio longitudinale condotto su pazienti
con Demenza Frontotemporale e Demenza di tipo Alzheimer, trovarono che il
declino nel processamento delle emozioni era più importante nel gruppo con
2008 481

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
Alzheimer. Gli autori hanno spiegato questo risultato sostenendo che nell’Alzheimer
il deficit di riconoscimento delle emozioni segue la progressione
della demenza. L’avanzare della degenerazione coinvolge, infatti, le strutture
implicate nell’elaborazione delle emozioni con effetti negativi sulla capacità di
identificazione e riconoscimento delle stesse. Nei pazienti con Demenza Frontotemporale,
invece, il deficit sarebbe legato prevalentemente all’incoerenza e
all’impulsività delle risposte. La disinibizione, imputabile ad un danno al meccanismo
prefrontale inibitorio dei comportamenti inappropriati, domina il
comportamento dei soggetti con Demenza Frontotemporale spingendoli a
conclusioni affrettate.
Malgrado la maggior parte degli studi abbia riscontrato l’interessamento
dei lobi frontali nel processamento delle emozioni, Rosen e collaboratori
[2006] in un recente studio di neuroimmagini sono giunti ad una conclusione
diversa. Lo studio ha esaminato i correlati neuroanatomici implicati nel riconoscimento
delle emozioni facciali in un gruppo eterogeneo di pazienti con
malattie neurodegenerative. Il gruppo sperimentale includeva soggetti con
Demenza di tipo Alzheimer, Mild Cognitive Impairment, Degenerazione del
Lobo Frontotemporale e Paralisi Sopranucleare Progressiva. Anche in questo
caso è stato registrato un deficit di riconoscimento esclusivamente per le emozioni
negative, ma a differenza degli studi analizzati precedentemente l’area
encefalica interessata non era la corteccia prefrontale quanto, piuttosto, il
giro inferolaterale del lobo temporale destro (area 20 di Brodmann). Gli
autori concludono, quindi, che questa area è importante per l’elaborazione
delle emozioni facciali negative ed in particolare per il riconoscimento delle
facce tristi.
In uno studio recente Lough et al. [2006] trovarono marcati deficit della
capacità mentalistica (ToM) nei soggetti con FTD rispetto ai controlli, inoltre
la conoscenza delle regole sociali era conservata, ma la capacità di ragionamento
morale era deficitaria; secondo gli autori ciò è dovuto all’incapacità
di valutare in maniera appropriata la gravità della trasgressione morale
o convenzionale. Nel gruppo sperimentale, inoltre, si evidenziò un deficit
per il riconoscimento di tutte le emozioni, in particolare per quelle negative
(disgusto e rabbia), per le quali il deficit era visibilmente più marcato.
Secondo gli autori l’inabilità nel riconoscimento delle emozioni negative
spiegherebbe, in parte, la difficoltà di questi pazienti nell’identificare le violazioni
sociali.
Eslinger et al. [2006] hanno analizzato il ruolo svolto dalla flessibilità
cognitiva nei compiti di “ risoluzione del dilemma sociale ” e cognizione
sociale (compiti di falsa credenza e di empatia). In un confronto tra pazienti
con FTD ed Afasia Progressiva, trovarono che nel gruppo con FTD le prove
di dilemma sociale, teoria della mente e deficit di flessibilità cognitiva, correlavano
tra loro. Inoltre, il deficit di flessibilità cognitiva in questi pazienti
risultò predittivo della capacità di risolvere il dilemma sociale. I deficit,
infine, correlavano con l’atrofia corticale delle porzioni orbitofrontale e
parietale superiore dell’emisfero destro. I pazienti con Afasia Progressiva, al
contrario, ottennero risultati complessivamente migliori in tutte le prove,
sia sociali che cognitive.
482 2008

Neuropsicologia
Di recente pubblicazione è un interessante studio di Ruby et al. [2007] in
cui è stato dimostrato che il deficit di cognizione sociale dei pazienti con
fv-FTD è determinato dall’anosognosia per i propri cambiamenti comportamentali
e di personalità. Il deficit di riconoscimento della propria inadeguatezza
sociale renderebbe questi pazienti incapaci di modificare il proprio
comportamento in funzione dei feedback socio-emozionali provenienti dal
contesto ambientale. Gli autori suggeriscono di attribuire l’anosognosia per la
disabilità sociale ad un deficit di processamento delle informazioni autobiografiche
inerenti la sfera socio-emozionale ed indipendente da un più generale
deficit delle funzioni esecutive.
Quanto detto, lascia aperta l’ipotesi che l’eterogeneità dei risultati ottenuti
finora sia in parte imputabile alle diverse procedure sperimentali adottate
nello studio dei processi di cognizione sociale. L’obiettivo del presente progetto
è quello di creare una batteria di test che misuri le diverse componenti
della cognizione sociale: dalla comprensione delle emozioni alla capacità di
giudicare gli stati mentali altrui; dalla previsione delle conseguenze di un
comportamento alla comprensione delle regole sociali; dalla capacità di riconoscimento
degli stati emotivi alla capacità di immedesimarsi nell’altro.
– Adenzato M, Enrici I (2005) Quaderni di Psicoterapia Cognitiva 16: 14-28.
– Amodio DM, Frith CD (2006) Nature Neuroscience 7: 268-277.
– Baron-Cohen S (1997) L’autismo e la lettura della mente. Astrolabio - Ubaldini Editore,
Roma.
– Beer JS, Ochsner KN (2006) Brain Research 1079: 1098-1105.
– Bird CM, Castelli F, Malik O, Frit U, Husain M (2004) Brain 127: 914-928.
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– Blair RJR (2004) Brain and Cognition 55: 198-208.
– Brothers L (1990) Concepts in Neuroscience 1: 27-51.
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Neurology, Neurosurgery and Psychiatry 78(5): 457-460.
– Farrant A, Morris RG, Russel T, Elwes R, Akanuma N, Alarcon G, Koutroumanidis M
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– Fernandez-Duque D, Black SE (2005) Neuropsychologia 43: 1673-1687.
– Gallese V (2003) Philosophical Transaction of the Royal Society of London B, 358:
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2008 483

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
– Lavenu I, Pasquier F (2005) Dementia and Geriatric Cognitive Disorders 19: 37-41.
– Lough S, Hodges J (2002) Journal of Psychosomatic Research 53: 639-646.
– Lough S, Kipps CM, Treise C, Watson P, Blair Jr, Hodges J (2006) Neuropsychologia
44: 950-958.
– Mazza M, De Risio A, Surian L, Roncone R, Casacchia M (2001) Schizophrenia
Research 47: 299-308.
– Mazza M, Costagliola C, Di Michele V, Pollice R, Ricci A, Di Giovanbattista E, Roncone
R, Casaccia M, Galzio RJ (2007) European Archives of Psychiatry and Clinical
Neuroscience 257: 12-22.
– Rizzolatti G, Sinigaglia C (2006) So quel che fai. Il cervello che agisce e i neuroni
specchio. Raffaello Cortina Editore, Milano.
– Rosen HJ, Pace-Savitsky K, Perry RJ, Kramer JH, Miller BL, Levenson RW (2004)
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– Rosen HJ, Wilson MR, Schauer GF, Allison S, Gorno-Tempini ML, Pace-Savitsky K,
Kramer JH, Leveson RW, Weiner M, Miller BL (2006) Neuropsychologia 44: 365-
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– Rowe AD, Bullock PR, Polkey CE, Morris RG (2001) Brain 124: 600-616.
– Ruby P, Schmidt C, Hogge M, D’argembeau A, Collette F, Salmon E (2007) Journal
of Cognitive Neuroscience 19(4): 671-683.
– Snowden JS, Gibbon ZC, Blackshaw A, Doubleday E, Thompson J, Craufurd D,
Foster J, Happè F, Neary D (2003) Neuropsychologia 4: 688-701.
– Stone V, Baron-Cohen S, Knight RT (1998). Journal of Cognitive Neuroscience 10(5):
640-656.
– Stuss DT, Gallup GGJr, Alexander MP (2001) Brain 124: 279-286.
Attività previste
Reclutamento soggetti, somministrazione batteria, elaborazione dati. In
particolare verranno messe a punto prove di:
• falsa credenza;
• conoscenza e comprensione delle regole sociali;
• comprensione di “ gaffes ”;
• riconoscimento di emozioni semplici;
• riconoscimento di emozioni complesse;
• comprensione di emozioni altrui;
• riconoscimento delle regole convenzionali.
Verranno inoltre valutate le funzioni esecutive tramite alcune prove del
BADS.
Nella prima fase della ricerca l’intera batteria verrà somministrata ad un
campione di soggetti adulti di controllo, con l’obiettivo di verificare l’adeguatezza
dei diversi test ed eventualmente selezionando quelli più adatti a valutare
i diversi aspetti della cognizione sociale. Tramite analisi fattoriali si tenterà di
“ ridurre ” il numero di prove utilizzate in modo da ottenere una batteria che
sia somministrabile anche a pazienti con lesioni cerebrali.
Nella seconda fase verranno raccolti dati normativi su un campione di
soggetti di controllo.
484 2008

Neuropsicologia
D.5.2 – Valutazione quantitativa dei deficit della memoria prospettica
(Cecilia Guariglia)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Memoria prospettica, trauma cranico, test neuropsicologico.
Descrizione
La memoria prospettica può essere definita come la capacità di ricordare
di compiere un’azione precedentemente programmata in un preciso momento
temporale o a seguito di uno specifico evento, mentre si è impegnati nello
svolgimento di un’altra attività [Groot et al. 2002]. Le persone si basano quotidianamente
su tale abilità mnestica, ad esempio quando ricordano di prendere
un farmaco, oppure tornando a casa dal lavoro, rammentano di comperare
il pane per la cena. È evidente come un deficit di memoria prospettica
abbia importanti ripercussioni nella vita di tutti i giorni. Analizzando la letteratura
si è notato un crescente interesse relativamente alla possibilità di studiare
questo deficit nei pazienti che hanno subito un trauma cranico. La
maggior parte di questi studi utilizzano come strumento valutativo dei questionari,
quali: il Prospective memory questionnaire (PMQ), il Prospective e
Retrospective memory questionnaire (PRMQ) e il Comprehensive Assessment
of prospective memory (CAMP).
L’utilizzo dei questionari per la valutazione della memoria prospettica
pone, però, dei problemi. Studi precedenti [Brandimonte et al. 1996; Einstein
et al. 1998 e 2000] hanno dimostrato che la metamemoria, cioè le
credenze che gli individui hanno relativamente alle proprie competenze
mnesiche, non correla con le loro reali capacità, per cui le persone neurologicamente
sane tendono a sottostimare le proprie capacità mnesiche,
mentre i pazienti tendono a sovrastimare le proprie possibilità; il giudizio
dei pazienti può essere viziato sia dalla possibile presenza di un deficit
anosognosico che dal fatto che il paziente potrebbe “ dimenticare di
dimenticare ”. L’uso dei questionari sembra utile per fornire indicazioni
per la valutazione della memoria prospettica, ma sembra necessario creare
uno strumento valutativo più efficace e oggettivo.
I risultati precedentemente ottenuti suggeriscono che un deficit di
memoria prospettica possa manifestarsi indipendentemente da altri deficit
cognitivi, e sottolineano la necessità di valutarne la presenza ed entità in
modo quantitativo ed oggettivo [Shum et al. 1999]. Questa necessità appare
ancora più evidente se si considera l’impatto negativo che un problema di
memoria prospettica produce sulle possibilità di un pieno recupero funzionale
dei pazienti. La creazione di un test di memoria prospettica che consenta
la valutazione obiettiva del disturbo diviene quindi fondamentale.
Lo scopo di questo lavoro è quello di creare un test di memoria prospettica
che contenga compiti time-based, e due prove event-based: una mutuata
dalle prove già descritte in letteratura ed utilizzate sui soggetti sani, l’altra più
ecologica.
2008 485

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D
I test verranno somministrati ad un gruppo sperimentale composto da 40
pazienti traumatizzati cranici e 40 soggetti di controllo di età e scolarità comparabili
a quella dei pazienti.
I due compiti di memoria prospettica time-based riguarderanno la capacità
di ricordare di effettuare un compito a distanza di tempo, in assenza di
suggerimenti esterni; un compito ha un alto valore motivazionale per il soggetto,
mentre nell’altro la spinta motivazionale sarà minore.
La prova event-based è composta da 4 blocchi, ognuno formato da 114
immagini, presentate in ordine random. Le immagini rappresentano stimoli
viventi (animali) e non viventi (utensili o mezzi di trasporto) della vita quotidiana.
Prima dell’inizio della prova il soggetto effettuerà due training (uno per
il compito ongoing ed uno per quello di memoria prospettica). Nel compito
ongoing si chiederà ai soggetti di effettuare un giudizio di categorizzazione,
per cui dovranno premere velocemente un tasto (V) se l’immagine che appare
sullo schermo riproduce un essere vivente, e un altro tasto (N) se rappresenta
un essere non vivente.
Il compito di memoria prospettica richiede di premere, sempre il più
velocemente possibile, un altro tasto del computer (B) quando, durante il
compito categoriale, compaiono due stimoli target.
Nella prova ecologica i soggetti saranno impegnati in due compiti eventbased
(uno con alta correlazione tra cue e azione programmata, l’altro con
una scarsa correlazione tra i due eventi) ed altrettanti time-based (uno con
alto grado motivazionale, l’altro con scarso livello motivazionale).
Il compito ongoing impegnerà i soggetti in un compito navigazionale,
infatti dovranno muoversi, utilizzando un joystick, in un labirinto virtuale
rappresentato graficamente sottoforma di parco. Lungo il percorso, in precisi
momenti temporali, compariranno elementi (cabina telefonica, palo della
luce, panchina) che serviranno da cue per i compiti event-based. La prova
simula una situazione di vita reale, per cui si ha un appuntamento con un
amico e durante il tragitto, attraversando a piedi un parco per raggiungere il
luogo dell’appuntamento ci si perde; al soggetto vengono dati 2 compiti timebased
da svolgere (con differente grado motivazionale) e due compiti eventbased
diversi (uno con alta correlazione tra stimolo e azione e un altro con
bassa correlazione tra i due eventi). Inoltre i soggetti dovranno giudicare il
grado di probabilità di ricordare ogni compito, in questo modo da comparare
la stima soggettiva delle proprie capacità di memoria prospettica con il comportamento
realmente attuato.
Per avere una valutazione della memoria prospettica, basata sugli strumenti
utilizzati in letteratura, con cui correlare i risultati delle prove sperimentali
somministreremo ai pazienti e ai relativi terapisti cognitivi il PMRQ.
Per valutare l’influenza di altri disturbi cognitivi sul deficit di memoria prospettica
verranno somministrati: il BADS (per valutare le funzioni esecutive),
il test delle 15 Parole di Rey e la RIVERMEAD (per indagare la memoria a
lungo termine), la batteria di Zimmermann e Fimm (per valutare le capacità
attentive).
Il gruppo di controllo, oltre alle prove sperimentali precedentemente
descritte, sarà sottoposto alla valutazione di alcune capacità cognitive per
486 2008

Neuropsicologia
escludere la presenza di eventuali deficit e poter correlare i risultati delle
prove sperimentali con quelli ottenute nelle prove attentive, mnesiche, logicodeduttive.
Si somministrerà: il PM47 di Raven (per valutare le capacità di
ragionamento logico-deduttivo su materiale viso-spaziale), il test delle 15
Parole di Rey e il breve racconto di Carlesimo et al. [2002] (per valutare la
memoria a lungo termine), la prova dei sei elementi del BADS (per indagare
le funzioni esecutive) e il PMRQ per ottenere una stima relativa alla percezione
dei propri fallimenti di memoria prospettica.
I tempi di risposta e gli errori al compito ongoing e a quelli di memoria
prospettica nelle prove event-based (sia quella ecologica che l’altra) saranno
sottoposti ognuno ad un ANOVA con il gruppo come misura indipendente e i
risultati ai test event-based come misure ripetute. Le prestazioni di ogni
paziente saranno rapportate a quelle del gruppo di controllo tramite analisi
statistiche specifiche [Crawford 2002]. Ci aspettiamo che i pazienti classificati
con problemi di memoria prospettica al PMRQ siano gli stessi le cui prestazioni
risultano patologiche ai test sperimentali. Il numero degli errori commessi
è un indice della gravità del deficit.
I risultati ai due test di memoria prospettica event-based verranno direttamente
confrontati per valutarne l’attendibilità e la difficoltà.
I compiti time-based verranno sottoposti ad analisi non parametriche di
confronto delle prestazioni tra gruppi; sul gruppo di controllo si calcolerà il
range di errore medio nelle due prove e il possibile cut-off che sarà utilizzato
per individuare i pazienti con prestazioni patologiche.
Si eseguiranno, inoltre, analisi di correlazione tra i risultati alle prove di
memoria prospettica e quelli ottenuti ai test per valutare le altre funzioni
cognitive, per valutare l’ipotesi di un’indipendenza tra funzioni attentive,
mnesiche od esecutive e memoria prospettica.
– Brandimonte M, Einstein GO, McDaniel MA (eds) (1996) Prospective memory:
Theory and applications Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum, 23-52.
– Einstein GO, McDaniel MA, Smith RE, Shaw P (1998) Psychological Science 9: 284-
288.
– Einstein GO, McDaniel MA, Manzi M, Cochran B, Baker M (2000) Psychology and
Aging 15: 671-683.
– Groot YC, Wilson BA, Evans J, Watson P (2002) Journal of the International Neuropsychological
Society 8(5): 645-654.
– Shum D, Valentine M, Cutmore T (1999) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology
21: 49-58.
Attività previste
Nel corso del primo anno sarà messo a punto il test di memoria prospettica.
Il test sarà somministrato ad un campione di circa 40 soggetti sani (30 F
e 10 M).
Sulla base di tale studio-pilota, la ricerca verrà successivamente eseguita
sul campione di pazienti cerebrolesi e su un gruppo di soggetti di controllo
accoppiati per sesso, età e scolarità con i pazienti reclutati per lo studio.
2008 487

E–NEUROFISIOPATOLOGIA CLINICA
MARIA GRAZIA MARCIANI
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
E.1 –IMAGING NEUROELETTRICO COME STRUMENTO PER LO STUDIO
DI FUNZIONI CEREBRALI NELL’UOMO IN CONDIZIONI FISIOLOGICHE
E/O DI DISORDINE NEUROLOGICO
E.1.1 – Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti da sindrome
delle Apnee Ostruttive del Sonno mediante RM (continuazione)
(Maria Grazia Marciani)
E.1.2 – Decorso temporale della connettività funzionale tra aree corticali
motorie primarie e “ non-primarie ” dell’uomo durante compiti
di apprendimento motorio (Donatella Mattia)
E.1.3 – Eccitabilità corticale durante controllo volontario di ritmi sensori
motori (Donatella Mattia)
E.1.4 – Pattern di reattività elettrica corticale cerebrale durante simulazione
mentale di compiti complessi (Donatella Mattia)
E.2 –IMAGING NEUROELETTRICO: TECNICHE E MODELLI DI ANALISI
DEL SEGNALE EEG DI SCALPO PER LA STIMA DELLE SORGENTI CORTICALI
E.2.1 – Sviluppo e validazione di metodiche per la stima istantanea
della connettività corticale tempo-variante e loro applicazione
a dati di Eeg ad alta risoluzione (Laura Astolfi)
E.2.2 – Analisi topologica delle reti di connettività funzionale stimate a partire
dai segnali EEG ad alta risoluzione, durante compiti di interazione
strategica (Fabrizio De Vico Fallani)
E.2.3 – Sviluppo di metodi basati sulla teoria dei grafi in grado
di estrarre caratteristiche topologiche dalle reti funzionali stimate
a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione (continuazione)
(Fabrizio De Vico Fallani)
E.3 –INTERFACCE CERVELLO-COMPUTER (BCI) E AUSILI TECNOLOGICI:
SVILUPPO E APPLICAZIONI RIABILITATIVE
E.3.1 – Implementazione di un prototipo basato su potenziali evento-correlati
per il controllo di interfacce cervello computer (brain computer
interface) (Fabio Aloise)
E.3.2 – Creazione di un laboratorio interdisciplinare per lo sviluppo
e l’applicazione clinica di sistemi di ausilio integrato
per la comunicazione e il controllo ambientale
(continuazione) (Febo Cincotti)
E.3.3 – Strategie di rinforzo per il controllo volontario di potenziali EEG:
effetto di feedback multisensoriale (continuazione) (Febo Cincotti)
E.3.4 – Sviluppo di applicativi per la sperimentazione BCI
(continuazione) (Febo Cincotti)
E.4 –MALATTIA DI PARKINSON E SINDROMI CORRELATE:
STRATEGIE TERAPEUTICHE E RIABILITATIVE
E.4.1 – Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani tramite
sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici. Valutazione
acuta di levodopa (continuazione) (Antonella Peppe)
490 2008

Neurofisiopatologia clinica
E.4.2 – Cambio di direzione in pazienti con malattia di Parkinson:
analisi qualitativa e quantitativa ed efficacia della riabilitazione
motoria (Antonella Peppe)
E.4.3 – Effetti della Rieducazione Posturale Globale in soggetti
con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)
E.4.4 – Effetti della Riabilitazione Vestibolare nel disturbo vestibolare
dell’equilibrio del paziente con malattia di Parkinson
(continuazione) (Antonella Peppe)
E.4.5 – Valutazione cinematica dello “ starting ” della marcia in soggetti
affetti da malattia di Parkinson trattati chirurgicamente con DBS
in STN e PPN (Antonella Peppe)
E.4.6 – Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti da malattia
di Parkinson gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN
(continuazione) (Antonella Peppe)
E.5 –PLASTICITÀ CEREBRALE
E.5.1 – Aree di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore
e della mano in diverse condizioni sperimentali: mappe motorie
da Stimolazione Magnetica Transcranica ed integrazione
con immaginI RMN (continuazione) (Paola Cicinelli)
E.5.2 – La tossina botulinica A nel trattamento della spasticità di pazienti
con esiti di grave cerebrolesione acquisita (GCA): valutazione
neurofisiologica prima e dopo trattamento (Paola Cicinelli)
E.5.3 – Valutazione della interazione/competizione tra aree di rappresentazione
corticale: mappe motorie da Stimolazione Magnetica Transcranica
in diverse condizioni sperimentali (continuazione) (Paola Cicinelli£
2008 491

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
E.1 – IMAGING NEUROELETTRICO COME STRUMENTO PER LO STUDIO
DI FUNZIONI CEREBRALI NELL’UOMO IN CONDIZIONI FISIOLOGICHE
E/O DI DISORDINE NEUROLOGICO
E.1.1 – Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti
da sindrome delle apnee ostruttive del sonno mediante RM
(Maria Grazia Marciani)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Disturbi del sonno, apnee ostruttive.
Altri Enti coinvolti: Harvard Medical School, Policlinico di Roma Tor Vergata.
Descrizione
La Sindrome delle Apnee Ostruttive del Sonno (OSAS) è caratterizzata da
ripetitivi episodi di cessazione del flusso oro-nasale (> 10 secondi) determinati
da un’ostruzione funzionale delle vie aeree superiori che tendono a collabire
soprattutto quando si dorme in posizione supina. Si associa a russamento che
ne rappresenta lo stadio preclinico. Le cause possono essere diverse: obesità,
malformazioni cranio-facciali (micro-retrognatia, ipoplasia del mascellare),
ipetrofia adeno-tonsillare (nei bambini). Presenta una prevalenza pari a circa il
4% della popolazione generale ed incrementa con l’avanzare dell’età. I continui
episodi di apnea ed ipopnea che si verificano durante la notte sono responsabili
di una frammentazione del sonno che risulta molto disturbato da continui
risvegli e/o microrisvegli, di una scarsa ossigenazione del sangue e di importanti
ripercussioni sull’apparato cardio-vascolare con un’alterazione dei sistemi
di controllo della pressione arteriosa, del baroriflesso arterioso, della frequenza
cardiaca, e della bilancia simpato-vagale [Peter et al. 1995; Narkiewicz e
Somers 2003].
Tale patologia rappresenta inoltre un fattore di rischio indipendente per
patologie cardio e cerebrovascolari [Partinen e Guilleminault 1990]. In particolare,
numerosi meccanismi possono essere responsabili della patogenesi
della patologia cerebrovascolare nell’OSAS: ipossia, modificazioni della
emodinamica cerebrale con perdita dell’autoregolazione cerebrale, modificazioni
emoreologiche con incremento della viscosità ematica e trombofilia,
promozione dei processi aterogenetici, cardioembolia paradossa [Placidi et
al. 1998; Nobili et al. 2000; Silvestrini et al. 2002]. Le forme severe di OSAS
determinano inoltre sintomi e segni diurni caratterizzati da disturbi cognitivi
(memoria, concentrazione) ed ipersonnolenza diurna ingravescente con
aumentato rischio di incidenti alla guida di autoveicoli e sul lavoro.
L’obiettivo principale di questo progetto è determinare l’associazione
tra anomalie della sostanza bianca (ipersignale T2) e la presenza di OSAS.
Un obiettivo secondario di questa ricerca consisterà nel determinare la
distribuzione anatomica delle anomalie del segnale nella sostanza bianca
(“ white matter signal abnormalities ” WMSA) nelle OSAS utilizzando
492 2008

Neurofisiopatologia clinica
metodi di voxel-based morphometry e statistical mapping [Benson et al.
2002]. Infine saranno effettuate delle correlazioni tra dati neuroradiologici
e cognitivi.
– Benson RR, Guttmann CR, Wei X, Warfield SK, Hall C, Schmidt JA, Kikinis R,
Wolfson LI (2002) Neurology 58(1): 48-55.
– Narkiewicz K, Somers VK (2003) Acta Physiol Scand 177(3): 385-390.
– Nobili L, Schiavi G, Bozano E, De Carli F, Ferrillo F, Nobili F (2000) Clin
Hemorheol Microcirc 22(1): 21-27.
– Partinen M, Guilleminault C (1990) Chest 97(1): 27-32.
– Peter JH, Grote L, Fus E, Ploch T, Stammnitz A (1995) Eur J Med Res 1(3): 132-136.
– Placidi F, Diomedi M, Cupini LM, Bernardi G, Silvestrini M (1998) J Sleep Res 7(4):
288-292.
– Silvestrini M, Rizzato B, Placidi F, Baruffaldi R, Bianconi A, Diomedi M (2002)
Stroke 33(7): 1782-1785.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel corso del primo anno di progetto, dopo aver ottenuto l’approvazione
da parte del Comitato Etico, è stato approntato il set-up delle macchine e del
software di acquisizione mediante esami RMN effettuati inizialmente su fantoccio
e successivamente su 7 volontari sani. I risultati descritti in dettaglio
nella relazione di fine primo anno (2007) possono essere riassunti come segue:
sono stati reclutati 12 pazienti affetti da OSAS di grado severo, diagnosticati
mediante polisonnografia dinamica ambulatoriale e 2 soggetti di controllo
sovrapponibili per età e fattori di rischio vascolare. Di questi, 5 pazienti sono
stati finora sottoposti ad esame RMN cerebrale (età media 54,4 aa). In particolare,
dopo l’esecuzione di test neurocognitivi (Mini Mental State Examination,
Test delle parole di Rey, Test di memoria visiva immediata, Rievocazione della
figura complessa di Rey-Osterrieth, Stroop test ridotto, Copia di disegni a
mano libera e copia con elementi di programmazione, Copia della figura complessa
di Rey-Osterrieth, Fluidità verbale fonologica e semantica, Matrici colorate
progressive di Raven 47), tali pazienti sono stati sottoposti ad una sessione
RMN della durata di circa 50 minuti con le seguenti acquisizioni:
– Sequenze 3D T2-pesate e FLAIR;
– Volume T1 pesato (MPRAGE);
– Sequenza di Diffusion Tensor Imaging con orientamento assiale;
– Sequenza pesata in suscettività magnetica (segmented EPI).
Attività previste
Nel corso dei due anni successivi ci proponiamo di effettuare uno studio
prospettico caso-controllo mediante RMN cerebrale su 20 pazienti affetti da
OSAS asintomatici dal punto di vista cerebrovascolare di età superiore a 60
anni. Il gruppo di controllo sarà composto da soggetti di pari età non affetti
da OSAS mostranti fattori di rischio sovrapponibili (diabete mellito, ipertensione,
fumo, dislipidemia, obesità). I candidati allo studio saranno rappresen-
2008 493

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
tati da pazienti affetti da russamento abituale con riferite apnee dal partner
afferenti al Centro per lo Studio dei Disturbi del Sonno del Policlinico Tor
Vergata. Saranno selezionati quindi pazienti affetti da OSAS severa (Indice di
apnea/Ipopnea >30/ora) diagnosticata mediante monitoraggio polisonnografico
ambulatoriale eseguito mediante apparecchio portatile (Embletta, Flaga -
Islanda).
Tutti i soggetti selezionati (pazienti e controlli) dopo essere stati valutatati
con test neurocognitivi saranno sottoposti a valutazioni neuroradiologiche
mediante RMN cerebrale presso il servizio di Neuroimaging della Fondazione
IRCCS Santa Lucia.
E.1.2 – Decorso temporale della connettività funzionale tra aree
corticali motorie primarie e “ non-primarie ” dell’uomo
durante compiti di apprendimento motorio (Donatella Mattia)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: hrEEG, connettività funzionale, apprendimento motorio.
Altri Enti coinvolti: Dipartimento di Informatica Sistemistica e Telematica
dell’Università degli Studi di Genova.
Descrizione
Precedenti esperienze di ricerca in questo laboratorio hanno portato alla
definizione di correlati elettrofisiologici basati sulla stima non invasiva della
attività corticale, sottesi a compiti di apprendimento motorio nell’uomo. Questi
ultimi consistevano nell’interazione con un manipolandum robotico con
cui si poteva variare la direzione e la forza applicata (campo di forza) al braccio
del soggetto, interferendo con il movimento del braccio stesso diretto
verso un target visivo presentato via schermo in 8 differenti direzioni spaziali.
La realizzazione di tali studi si è avvalsa della collaborazione con il Dipartimento
di Informatica Sistemistica e Telematica dell’università degli Studi di
Genova, in cui il manipolandum robotico è stato implementato.
Nell’insieme, si è potuto concludere che variazioni delle frequenze EEG
rapide (beta e gamma; ritmi sensorimotori) sono sottese alle diverse fasi di
apprendimento del compito motorio. Questo risultato è in linea con quanto
emerso da studi animali che indicano come le oscillazioni neuronali ad alta
frequenza sono quelle a carattere informativo per l’acquisizione di nuove abilità
motorie. La caratteristica temporale della reattività di ritmi EEG sensorimotori
vede la fase di preparazione al movimento piuttosto che l’esecuzione
dello stesso, appare come cruciale nell’adattamento a condizioni di variabilità
ambientale (nel nostro caso la condizione con campo) e quindi nella elaborazione
di strategie efficaci per l’adattamento stesso.
Sulla base di quanto emerso, si propone di proseguire lo studio con l’obiettivo
di definire il decorso temporale dei cambiamenti in forza e direzione
delle connessioni funzionali (connettività funzionale) inter-regionali tra le
494 2008

Neurofisiopatologia clinica
aree corticali “ pre-motorie ” e motorie esecutive che sottendono la rappresentazione
neurale dei movimenti del braccio quando questa viene sfidata in
ambiente con nuove caratteristiche dinamiche.
Attività previste
Il progetto prevede: una prima fase di applicazione di metodi basati su
stime di indici di connettività funzionale tempo-variante, secondo l’implementazione
di modelli descritti nel progetto “ Sviluppo e validazione di metodiche
per la stima istantanea della connettività corticale tempo-variante e loro
applicazione a dati di EEG ad alta risoluzione ”; una seconda fase prevede l’analisi
dei risultati neurofisiologici in relazione ai dati comportamentali raccolti
ed analizzati dal gruppo di Genova.
E.1.3 – Eccitabilità corticale durante controllo volontario
di ritmi sensorimotori (Donatella Mattia)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: hrEEG, BCI, TMS immaginazione motoria.
Descrizione
Alla luce di precedenti studi condotti da altri gruppi di ricerca e presso
questo laboratorio, è ormai acquisito che la modulazione in termini di
ampiezza e frequenza di ritmi cerebrali sensorimotori è alla base della operatività
di alcuni sistemi di interfacce-cervello computer (BCI). In particolare, il
sistema BCI oggetto di implementazione presso questo laboratorio si basa sul
segnale EEG registrato non invasivamente dallo scalpo, da cui vengono
estratte delle caratteristiche stabili e ripetibili (caratteristiche dei ritmi sensorimotori)
indotte dal compito di motor imagery (immaginazione di movimenti
semplici, di diversi segmenti muscolari) e riferite alla modulazione
(desincronizzazione /sincronizzazione) task-correlata di ritmi cerebrali nel
range di frequenze alfa e beta (8-29 Hz) generati dalle zone sensorimotorie di
scalpo (e corticali). Tale variazione/modulazione è alla base del controllo da
parte del soggetto del movimento di un cursore su video (applicazione BCI2000)
verso target prestabiliti e in un tempo definito (controllo monodimensionale =
alto, basso-destra, sinistra; controllo bidimensionale = tutte e 4 le direzioni
contemporaneamente); in tale contesto il soggetto è continuamente informato
delle sue prestazioni (numero di target correttamente colpiti) attraverso un
feedback visivo (movimento del cursore sullo schermo).
I dati raccolti durante numerose sessioni di training BCI (apprendimentoaddestramento
nel controllo del cursore) sembrano convergere sull’esistenza
di un pattern EEG “ di controllo ” che presenta caratteristiche topografiche
(aree corticali coinvolte) e temporali (frequenze più responsive) proprie della
fase di apprendimento (training) e della fase di controllo appreso (% di prestazioni
corrette stabili). Oltre alla variabilità intra-individuale del pattern
2008 495

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
EEG “ di controllo ” appare sempre più evidente l’esistenza di una variabilità
(specificità?) inter-individuale che potrebbe rappresentare differenti strategie
di controllo nei singolo soggetti.
Il razionale del progetto proposto è proprio quello di far luce sulla definitiva
esistenza di pattern EEG “ di controllo ” intra-individuali (apprendimento)
e inter-individuali (strategie di controllo) sviluppati da soggetti addestrati
al controllo di un cursore su video per mezzo di variazioni di ritmi sensorimotori.
Come già detto, nell’ambito di un sistema BCI di questo tipo il
task a cui viene allenato il soggetto è rappresentato dalla immaginazione chinestesica
(riprodurre le sensazioni dell’arto in movimento, piuttosto che
vedere l’arto muoversi) di movimenti semplici di segmenti corporei (mano,
piede), quindi è possibile che pattern “ di controllo ” diversi siano legati a
modalità diverse di immaginazione dell’atto motorio quando questa sia associata
(finalizzata) al controllo del cursore piuttosto che fine a se stessa (come
avviene nella fase di screening, in cui al soggetto viene chiesto di immaginare
dei movimenti senza dover effettuare null’altro).
Il progetto prevede due linee di strumenti per la definizione di pattern di
controllo individuali e di gruppo: (a) una valutazione comportamentale
basata sulla applicazione di test per la quantificazione delle abilità immaginative
del soggetto (immaginazione visiva e cinestesica); (b) una valutazione
neurofisiologica basata su tecnica di Stimolazione Magnetica Transcranica
(TMS) dell’area motoria primaria, sfruttando il fenomeno di “ facilitazione ”
sulle risposte motorie evocate dalla stessa TMS indotto dal compito immaginativo
motorio.
Risultati e prodotti conseguiti
Durante il primo anno di progetto si è proceduto alla definizione delle
tipologie di pattern EEG correlati alle prestazioni ottenute dai soggetti
durante il protocollo di apprendimento del controllo di un cursore su monitor
del computer (protocollo standard BCI basato sulla immaginazione motoria).
I risultati descritti in dettaglio nella relazione di fine primo anno (2007) possono
essere riassunti come segue: diversi pattern di reattività corticale sottesi
al controllo del cursore [Bufalari et al. (2007) Conf Proc IEEE Eng Med Biol
Soc 1: 3736-3739] sono stati classificati in 3 gruppi: (a) desincronizzazione
bilaterale in corrispondenza delle aree sensorimotorie unita ad una sincronizzazione
mesiale con contenuto frequenziale in banda alpha o beta; (b) desincronizzazione
bilaterale in corrispondenza delle aree sensorimotorie con contenuto
frequenziale in banda alpha o beta; (c) desincronizzazione mesiale con
contenuto frequenziale in banda beta.
Alla fine del training tutti i soggetti sani hanno ottenuto performance stabili
che variavano dal 70% al 98%, in media, a seconda del soggetto.
Attività previste
Nel proseguo delle attività del progetto, si prevede:
• di definire le correlazioni possibili tra i dati comportamentali (score ai
test di abilità immaginativa motoria) e i pattern EEG di controllo del sistema
496 2008

Neurofisiopatologia clinica
BCI, espressi come topografia e come livello di performance nel controllo dell’interfaccia
stessa;
• l’utilizzo della TMS: (a) durante una singola sessione di training BCI
(valutazione della correlazione tra controllo del cursore, immaginazione
motoria e mappa di eccitabilità dell’area motoria primaria); (b) prima
(basale), nella fase iniziale, media e finale del training BCI (evoluzione della
curva di apprendimento del task).
E.1.4 – Pattern di reattività elettrica corticale cerebrale durante
simulazione mentale di compiti complessi (Donatella Mattia)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: hrEEG, BCI2000, Matlab.
Altri Enti coinvolti: Laboratorio di Neuroimaging del MRC Cognition and
Brain Sciences Unit Cambridge (UK).
Descrizione
Recentemente si è dimostrato come in alcune condizioni cliniche definite
come stati “ vegetativi ” e/o di “ minima coscienza ” sia possibile sfruttare l’alta
definizione spaziale di tecniche di neuroimaging come la RM funzionale
(fMRI), per rivelare come in queste condizioni non solo sia possibile comprendere
stimoli complessi (compiti) esterni, ma anche elaborare delle risposte
cognitivamente simili a quanto avviene in condizioni fisiologiche [Owen et
al. 2007]. In altre parole, è possibile “ misurare ” il livello di coscienza in condizioni
di grave disordine del livello di coscienza stesso.
Per Interfacce Cervello-Computer (Brain Computer Interface, BCI) si
intende un sistema di comunicazione uomo-ambiente basato esclusivamente
su segnali cerebrali rilevati non invasivamente tramite elettroencefalogramma
[Wolpaw et al. 2002]. Ad oggi, sono universalmente riconosciute le potenzialità
del BCI come canale “ nuovo ” alternativo a quelli fisiologici per la comunicazione
in persone che abbiano perso la capacità di controllare i propri
nervi e muscoli ma che siano cognitivamente integre.
L’evidenza sopradescritta di poter “ tracciare ” la presenza di coscienza in
disordini del sistema nervoso centrale che presuppongono un assente o ridotto
livello di coscienza, pone le basi per chiedersi se sia possibile “ estrarre ” quelle
risposte evidenziabili in fMRI e quindi utilizzarle a scopo comunicativo. È
concepibile pensare che sistemi di BCI basati su segnali EEG possano rappresentare
un mezzo per “ estrarre ” quelle risposte. Tale sfida ambiziosa e a
lungo termine, presuppone primo che si dimostri se quei compiti cognitivi
che si sono rivelati così discriminativi in fMRI abbiano un correlato EEG sufficientemente
selettivo, e secondo, che tali correlati EEG abbiano delle caratteristiche
estraibili così da poter essere utilizzati come segnali di controllo in
un sistema BCI.
L’obiettivo primario del progetto è quello di esplorare sistematicamente i
2008 497

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
correlati EEGrafici che sottendono i compiti cognitivi utilizzati in fMRI e
quindi valutarne le potenzialità come segnali di controllo BCI. Nell’affrontare
tale obiettivo ci si avvale della collaborazione del laboratorio di Neuroimaging
dell’ “ MRC Cognition and Brain Sciences Unit ”, Cambridge, (UK) e della precedente
esperienza maturata in questo laboratorio riguardo alle interfacce
cervello-computer (BCI) basate su segnale raccolto in maniera non invasiva
(dallo scalpo) tramite EEG.
– Owen AM, Coleman MR, Boly M, Davis MH, Laureys S, Pickard JD (2006) Science
313(5792): 1402.
– Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, Vaughan TM (2002) Clinical
Neurophysiology 113: 767-791.
Attività previste
Il progetto prevede le seguenti fasi:
• elaborazione del protocollo di somministrazione dei compiti cognitivi
durante le acquisizioni del segnale EEG su un campione di soggetti volontari
(sani);
• elaborazione delle caratteristiche topografiche e di frequenza del
segnale EEG-task correlato; validazione off-line delle caratteristiche del
segnale EEG come segnale di controllo (classificazione del segnale);
• validazione in tempo reale delle caratteristiche del segnale EEG come
segnale di controllo.
498 2008

Neurofisiopatologia clinica
E.2 – IMAGING NEUROELETTRICO: TECNICHE E MODELLI DI ANALISI
DEL SEGNALE EEG DI SCALPO PER LA STIMA DELLE SORGENTI CORTICALI
E.2.1 – Sviluppo e validazione di metodiche per la stima istantanea
della connettività corticale tempo-variante e loro applicazione
a dati di EEG ad alta risoluzione (Laura Astolfi)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: hrEEG, connettività funzionale, compiti cognitivi.
Descrizione
La ricerca che si intende intraprendere ha come scopo lo sviluppo di una
metodica per la stima della connettività funzionale tempo-variante tra diverse
aree della corteccia cerebrale umana durante l’esecuzione di diversi compiti
sperimentali.
L’obiettivo che si vuole raggiungere è la realizzazione di un nuovo approccio
metodologico che permetta di superare l’ipotesi di stazionarietà richiesta
dai metodi convenzionali, rendendo possibile stimare la connettività anche
nelle fasi del compito sperimentale per loro natura non stazionarie, e consentendo
di seguire le rapide variazioni di connettività, finora non rilevabili con i
metodi attualmente a disposizione. Il risultato sarà una descrizione dettagliata,
sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza, dei pattern di
connettività funzionale che si instaurano durante lo svolgimento di un determinato
compito sperimentale.
La nuova metodica, chiamata PDC tempo-variante, si baserà sull’estensione
dell’algoritmo di Partial Directed Coherence (PDC) al dominio tempofrequenza,
mediante la stima adattativa di modelli autoregressivi con coefficienti
variabili nel tempo (AMVAR) effettuata per mezzo di un algoritmo di
stima ricorsiva ai minimi quadrati (Recursive Least Square, RLS) generalizzata
per consentire la stima di un unico modello su dati registrati in trial multipli.
Tale metodologia verrà sottoposta a uno studio di simulazione al fine di
valutarne le prestazioni nelle diverse condizioni operative. Tale metodica
verrà sviluppata e validata in modo specifico per la sua applicazione a dati
ottenuti da registrazioni EEG ad alta risoluzione spaziale, che si avvalgono
dell’impiego di un alto numero di elettrodi rispetto alla elettroencefalografia
convenzionale e di modelli realistici delle strutture conduttrici della testa del
singolo soggetto sperimentale in esame.
Una volta sviluppata, la metodica verrà applicata a dati ottenuti su soggetti
sani durante compiti cognitivi di interazione sociale. In particolare, verrà
analizzata l’attività cerebrale durante la fase di scelta fra due o più opzioni
che possono portare vantaggio al soggetto sperimentale nell’ambito di un
gioco di gruppo. L’attività cerebrale verrà registrata sullo scalpo mediante
array di elettrodi a 32 oppure a 64 elettrodi, durante l’esecuzione dei compiti
sperimentali. L’attività continua EEG acquisita durante l’esperimento verrà
2008 499

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
sottoposta ai procedimenti avanzati di processing che sono propri e peculiari
del presente 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 a partire dai dati superficiali EEG, realizzata
in maniera non invasiva, dà luogo a forme d’onda di corrente corticale
che verranno successivamente sottoposte al nuovo algoritmo di stima della
connettività tempo-variante, che fornirà i flussi di informazione generati dal
processing cerebrale fra un area corticale ed un’altra nello stesso soggetto sperimentale.
Questi pattern di connettività corticali descriveranno in modo efficace
l’attività cerebrale durante il compito di decision-making proposto.
Attività previste
Il progetto verrà articolato secondo un programma che prevede due fasi:
• sviluppo e implementazione dei modelli di analisi della connettività
tempo-variante;
• una volta sviluppata, la metodica verrà applicata a dati ottenuti durante
compiti cognitivi di interazione sociale.
E.2.2 – Analisi topologica delle reti di connettività funzionale stimate
a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione, durante compiti
di interazione strategica (Fabrizio De Vico Fallani)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: hrEEG, reti di connettività funzionale, teoria dei grafi, decisionmaking.
Descrizione
Il progetto prevede l’applicazione e la creazione di nuovi strumenti matematici
capaci di estrarre informazioni numeriche relative alla struttura e
all’organizzazione delle reti funzionali cerebrali. I pattern di connettività cerebrale,
ottenuti applicando modelli multivariati autoregressivi ai set di dati
EEG ad alta risoluzione, rappresentano degli oggetti piuttosto complicati da
interpretare. In particolare, l’utilizzo di misure basate su questi modelli, come
la Directed Transfer Function o la Partial Directed Coherence, restituisce un
modello di comunicazione funzionale tra le diverse regioni cerebrali.
Tali modelli rappresentano delle reti complesse la cui topologia è in
grado di spiegare come l’informazione viaggia attraverso le aree cerebrali
500 2008

Neurofisiopatologia clinica
considerate. Gli strumenti in grado di valutare tale topologia si basano sulla
Teoria dei Grafi. Poiché un grafo è la rappresentazione matematica di una
rete, che consta essenzialmente di nodi e connessioni fra essi, recentemente
è stata proposta una tecnica basata sulla teoria dei grafi per caratterizzare le
proprietà topologiche di reti funzionali complesse. Il progetto si basa su
quest’intuizione e punta a fornire una descrizione sintetica e oggettiva delle
caratteristiche appartenenti alle reti corticali stimate con i modelli multivariati
autoregressivi a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione.
In particolare, saranno analizzate le risposte cerebrali in un gruppo di soggetti
impegnato in un gioco a carattere strategico-decisionale, nel quale ogni
singolo soggetto di una coppia era posto di fronte alla possibilità di poter “ cooperare
” o “ non cooperare ” con il rispettivo compagno. Un tipico esempio di
tale situazione sperimentale è rappresentato dalla “ corsa del coniglio ”, la cui
esemplificazione classica è basata sulla sfida del film “ Gioventù Bruciata ” in
cui due ragazzi fanno una corsa automobilistica lanciandosi simultaneamente
verso un dirupo, se entrambi i soggetti sterzano prima di arrivarvi (cooperazione),
faranno una magra figura con i pari; se uno sterza e l’altro continua per
un tratto di strada maggiore (pan-per-focaccia), il primo farà la figura del coniglio,
mentre il secondo guadagnerà il rispetto dei pari. Se invece entrambi continuano
sulla strada (non cooperazione) moriranno.
Attività previste
La durata del progetto è prevista per 2 anni, al termine dei quali si vorranno
presentare una serie di risultati basati sull’analisi delle reti funzionali,
ottenuti a partire da un set di dati EEG ad alta risoluzione registrati da soggetti
sani di controllo durante un compito di tipo strategico-decisionale.
E.2.3 – Sviluppo di metodi basati sulla teoria dei grafi in grado
di estrarre caratteristiche topologiche dalle reti funzionali
stimate a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione
(Fabrizio De Vico Fallani)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: hrEEG, Teoria dei Grafi, network corticali motori.
Descrizione
Il progetto prevede la definizione e la creazione di strumenti matematici
capaci di estrarre informazioni numeriche relative alla struttura e all’organizzazione
delle reti funzionali cerebrali. I pattern di connettività, ottenuti
applicando modelli mutivariati autoregressivi ai set di dati EEG ad alta risoluzione,
rappresentano degli oggetti piuttosto complicati da interpretare. In
particolare, l’utilizzo di misure basate su questi modelli, come la Directed
Transfer Function o la Partial Directed Coherence, restituisce un modello di
comunicazione funzionale tra le diverse regioni cerebrali che riflette, a tutti
2008 501

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
gli effetti, il principio di causalità di Granger. In questo modo ogni comunicazione
esistente tra due regioni di interesse è da intendersi come una relazione
causale. Tuttavia, il grande numero di elementi, costituenti le aree corticali
di interesse, e i flussi di informazione presenti tra esse, rendono ardua
la classificazione dei network funzionali e l’individuazione di features topologiche.
Questo fatto è particolarmente rilevante, quando si vogliono effettuare
confronti tra diversi gruppi di soggetti e/o diversi task sperimentali.
Per questo, l’Analisi delle Reti Cerebrali si candida come lo strumento
più efficace per l’interpretazione e la descrizione sintetica dei pattern di
connettività funzionale più o meno complessi. In particolare per il cervello,
si è recentemente scoperto che le reti funzionali corticali stimate a partire
da segnali EEG o MEG possono essere analizzate con strumenti che sono
già stati generati per il trattamento dei grafi come oggetti matematici. Poiché
un grafo è la rappresentazione matematica di una rete, che consta
essenzialmente di nodi e connessioni fra essi, recentemente è stata proposta
una tecnica basata sulla teoria dei grafi per caratterizzare le proprietà topologiche
di reti funzionali complesse. Il progetto si basa su questa intuizione
e punta a fornire una descrizione sintetica e oggettiva delle caratteristiche
appartenenti alle reti corticali stimate con i modelli multivariati autoregressivi
a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione.
Grazie a strumenti derivati dalla teoria dei grafi è possibile ottenere degli
indici specifici relativi alla topologia delle reti funzionali corticali. Tra questi,
il “ grado ” in ingresso ed in uscita (cioè, il numero delle connessioni entranti
ed uscenti rispettivamente da ogni nodo) ad esempio, indica rispettivamente
quanto una regione corticale sia influenzata dalle aree circostanti e quanti
potenziali “ target ” funzionali essa abbia. Non solo il grado, ma anche la sua
distribuzione all’interno della rete stessa, è da considerarsi come elemento
cruciale per la classificazione di tali modelli. In particolare, a seconda del
tipo di andamento di tale distribuzione (Gaussiana o Lineare Decrescente) si
è in grado di classificare tali strutture come “ random ” o “ scale-free ”.
L’implicazione di tale classificazione, risulta essere di impatto poiché si
è scoperto che la maggior parte dei sistemi reali interconnessi, a diverse
scale naturali (WWW, Proteomica, Sociale), mostrano una struttura di tipo
evoluzionistico basato sulla crescita e sulla plasticità della rete stessa in
base agli eventi circostanti. Un altro parametro utile è la “ efficienza ”, una
quantità recentemente introdotta (Latora e Marchiori) in grado di descrivere
quanto le aree corticali comunichino in maniera efficiente. Le principali
questioni sperimentali riguardano la possibilità di individuare alcune
differenze nella efficienza delle reti appartenenti a gruppi di soggetti diversi
o a differenti condizioni durante lo svolgimento di task motori o cognitivi.
Anche l’analisi dei diversi contenuti in frequenza si rivela di interesse
quando si vuole valutare il loro effetto sulla organizzazione delle reti stesse.
Inoltre, il confronto della “ efficienza ” con modelli di connettività generati
in modo “ random ”, assegnando casualmente le connessioni tra ogni coppia
di nodi, permette di stabilire la significatività delle reti corticali stimate e di
esaltare la particolare struttura di tali sistemi biologici.
In particolare, è stato osservato che molti dei sistemi cerebrali studiati,
502 2008

Neurofisiopatologia clinica
sia livello neuronale che corticale, presentano dei pattern di connettività
anatomica e/o funzionale basati su una topologia di tipo “ small-world ”. La
small world theory parte da un principio matematico molto semplice: se
una persona conoscesse altre 50 persone e ognuna di queste ne conoscesse
altre 50 non-sovrapposte, ovvero 50 aggiuntive che non siano state “ citate ”
da nessun altro, con solo 6 passaggi di questo tipo si arriverebbe a “ toccare
” circa 15.625.000.000 persone, che è un valore di circa un ordine di
grandezza superiore all’attuale popolazione mondiale (6.369.416.887 persone,
il doppio circa).
Questa affascinante proprietà può essere catturata studiando il valore
dell’efficienza della rete presa in considerazione; una organizzazione del
grafo di tipo “ small-world ” presenta alti valori di efficienza locale e bassi
valori di efficienza globale, mentre una struttura creata assegnando casualmente
le connessioni tra gli elementi presenti mostra bassi valori di efficienza
locale ed alti valori di efficienza globale.
Risultati e prodotti conseguiti
Nel primo anno di progetto sono state implementate le tecniche di Analisi
delle Reti Cerebrali presentate nella descrizione del progetto. In particolare
sono stati sviluppati una serie di indici basati sulla teoria dei grafi in grado di
rilevare le caratteristiche salienti dai pattern di connettività funzionale stimati
a partire da segnali EEG ad alta-risoluzione. Tra questi, il grado (degree) dei
nodi rappresentanti le aree corticali, la distribuzione del grado (degree-distribution)
e l’indice di efficienza della rete cerebrale, consentono di estrarre le
proprietà strutturali del pattern di connettività che si vuole studiare. Nel corso
di questo anno i suddetti indici sono stati inoltre applicati ad un set di dati
ottenuti effettuando registrazioni elettroencefalografiche.
I risultati descritti in dettaglio nella relazione di fine primo anno (2007)
possono essere riassunti come segue: l’analisi delle reti funzionali tra determinate
aree corticali, stimate con modelli multivariati autoregressivi (MVAR),
ha permesso di definire le dinamiche cerebrali durante la preparazione e l’esecuzione
di un semplice atto motorio, come il movimento del piede. In particolare,
l’analisi del grado (degree) e della sua distribuzione (degree-distribution)
ha evidenziato il ruolo preponderante dell’area del Cingolo Motorio (CMA),
dal quale si diffonde un elevato numero di connessioni funzionali. Inoltre,
l’analisi dell’indice di efficienza ha permesso di valutare il grado di comunicazione
globale all’interno della rete cerebrale. I risultati ottenuti per quest’indice
hanno rivelato che il livello di comunicazione più efficiente avviene
durante la preparazione del movimento stesso e non durante la seguente esecuzione.
Attività previste
Sulla base di quanto osservato nel primo anno di progetto su un set di dati
inerenti a movimenti semplici eseguiti in condizioni fisiologiche, si prevede di
validare l’approccio basato sulla teoria dei grafi in condizioni di apprendimento
di movimenti complessi e/o in condizione di disordini del movimento.
2008 503

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
E.3 – INTERFACCE CERVELLO-COMPUTER (BCI) E AUSILI TECNOLOGICI:
SVILUPPO E APPLICAZIONI RIABILITATIVE
E.3.1 – Implementazione di un prototipo basato su potenziali
evento-correlati per il controllo di interfacce cervello computer
(Brain Computer Interface) (Fabio Aloise)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: EEG, P300, BCI.
Altri Enti coinvolti: Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di
Roma Tor Vergata.
Descrizione
Le interfacce cervello-computer (Brain Computer Intarface, BCI) sono
sistemi di comunicazione non basati sui consueti canali di uscita del cervello
rappresentati dai nervi periferici e dai muscoli ma utilizzano il segnale proveniente
dall’attività cerebrale [Wolpaw et al. 2002]. Il potenziale P300 è
un potenziale stabile e riproducibile e per questo può essere utilizzato come
caratteristica di controllo in una Interfaccia Cervello-Computer (Braincomputer
Interface - BCI). I potenziali P300 sono dipendenti dal contenuto
informativo dello stimolo, compaiono solo quando il soggetto presta attenzione
allo stimolo e quando lo stimolo risulta significativo per esso [Farwell,
Donchin 1988]. Questo permette al soggetto di effettuare una scelta tra
diverse possibili opzioni. Attualmente i sistemi BCI basati sui potenziali P300
vengono usati per dare ai soggetti la possibilità di scrivere tramite una tastiera
virtuale o in generale di interagire con il calcolatore [Sellers et al. 2006].
Il presente progetto si pone l’obiettivo di realizzare un prototipo di
sistema BCI integrato basato su segnali P300 che permetta l’interazione con
l’ambiente circostante.
Rispetto ad un sistema basato su un sistema di acquisizione clinico ed un
calcolatore, questo prototipo permetterebbe una minore configurabilità, ma
nello stesso tempo un più facile utilizzo da parte di un caregiver o terapista.
Un sistema siffatto permetterebbe minori consumi ed una più facile trasportabilità.
In ultimo, costi del sistema più contenuti. Da ciò ne deriva la possibilità
di duplicare il sistema in maniera semplice ed economica, questo permetterebbe
di estendere la sperimentazione di sistemi BCI ad un numero maggiore
di soggetti. Oltre a rendere il sistema facilmente utilizzabile in contesti clinici
o domestici. Si vorrebbe utilizzare il risultato della ‘scelta’ del soggetto per
interagire con un middleware che permetta il controllo dell’ambiente. L’obiettivo
è quello quindi di trasformare un sistema BCI in qualcosa di molto simile
ad un generico dispositivo per l’interazione uomo macchina, come potrebbe
essere un mouse o una tastiera.
– Farwell LA, Donchin E (1988) Electroencephalogr Clin Neurophysiol 70(6):
510-523.
504 2008

Neurofisiopatologia clinica
– Sellers EW, Kübler A, Donchin E (2006) IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 14(2):
221-224.
– Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, Vaughan TM (2002)
Clin Neurophysiol 113(6): 767-791. Review.
Attività previste
Il progetto sarà articolato in due fasi. La prima fase prevede la valutazione
e validazione dell’utilizzo di segnali P300 per il controllo ambientale.
Questa prima realizzazione verrà implementata utilizzando un sistema di
acquisizione EEG clinico affiancato da un calcolatore su cui verrà mandato
in esecuzione il BCI2000. Il BCI2000 è un framework per la sperimentazione
di interfacce cervello computer. Per la sua validazione verrà richiesta
la partecipazione di soggetti sani e non. La seconda fase prevede di creare
un prototipo di BCI integrato in grado di interagire con l’ambiente circostante,
permettendo così al paziente di riacquisire parte della sua indipendenza.
Verrà utilizzata l’esperienza del laboratorio maturata durante il progetto
Aspice. A tal fine si dovrà valutare l’utilizzo di diverse tecnologie per
trovare la più adatta ai nostri scopi. Le piattaforme candidate attualmente
sono due. La prima prevede l’uso di un microprocessore mentre la seconda
l’utilizzo di un FPGA.
E.3.2 – 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)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Comunicazione e controllo, disabilità motoria, deficit cognitivi,
assistive technology, BCI.
Descrizione
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.
La naturale evoluzione di tale progetto consiste nella implementazione
del sistema-prototipo per realizzare uno strumento valido di applicazione cli-
2008 505

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
nica allargata. Il primo passo verso la translazione della tecnologia BCI da un
ambiente di ricerca ad un ambiente applicativo clinico (obiettivo primario del
progetto) ha risposto ad una esigenza stringente di creare un momento di
incontro operativo tra diverse competenze: da un lato, la comunità scientifica
del versante di sviluppo tecnologico e dall’altro la comunità clinica del versante
neuroriabilitativo.
Risultati e prodotti conseguiti
I prodotti descritti in dettaglio nella relazione finale dei primi due anni
(2006-2007) possono essere riassunti come segue: come prodotto del primo
anno di progetto la Fondazione Santa Lucia, con l’impegno in prima persona
dei partecipanti a questo progetto, si è fatta promotrice della organizzazione di
un workshop internazionale ospitando i più importanti esponenti nel campo
della ricerca BCI a livello mondiale, i quali hanno affrontato il tema della
“ translazione BCI” insieme ad operatori in campo clinico neuroriabilitativo e
insieme a diverse associazioni rappresentative dei possibili pazienti-utenti
della tecnologia in questione. Il workshop dal titolo “ Challenging Brain Computer
Interfaces: Neural Engineering Meets Clinical Needs in Neurorehabilitation
” tenutosi il 9-10 Novembre 2006 presso il Centro Congressi della Fondazione
Santa Lucia (http://www.maia-project.org); nel secondo anno di progetto
si è passati alla implementazione hardware e software di un ambiente arredato
come un ambiente domestico, in cui i possibili utenti vengono esposti all’addestramento
nell’utilizzo dell’ausilio tecnologico in ambiente reale piuttosto che
virtuale, con il sostegno clinico e ingegneristico necessario.
Attività previste
In relazione all’obiettivo primario del progetto, il passo successivo è
quello in cui diverse competenze cliniche e 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 (terzo anno di progetto).
E.3.3 – Strategie di rinforzo per il controllo volontario di potenziali EEG:
effetto di feedback multisensoriale (Febo Cincotti)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: hrEEG, BCI2000, Matlab.
Descrizione
Il razionale di questo progetto nasce dalla precedente esperienza maturata
in questo laboratorio riguardo alle interfacce cervello-computer (BCI) basate
su segnale raccolto in maniera non invasiva (dallo scalpo) tramite EEG. In par-
506 2008

Neurofisiopatologia clinica
ticolare, rimane elemento imprescindibile per l’apprendimento del soggetto al
controllo di una applicazione del BCI (cioè il movimento di un cursore su
video), la presenza di un feedback continuo che informi il soggetto stesso sulle
sue prestazioni. È ormai accettato dalla comunità scientifica, che il canale
visivo rappresenta la modalità di feedback che permette il raggiungimento di
prestazioni nel controllo dell’applicazione BCI dell’ 80-90% (in media).
Il nostro cervello si basa su informazioni (stimoli, input) che riceve dai
nostri sensi per elaborare la percezione di oggetti ed eventi che sono parte della
vita quotidiana. L’integrazione di queste informazioni provenienti da diverse
modalità di senso, permette di potenziare enormemente la affidabilità della elaborazione
percettiva. A questo riguardo, gli stimoli (informazioni) somatosensoriali
sono una componente cruciale nella programmazione e nel comando
(esecuzione) dell’atto motorio da parte del cervello al distretto periferico (nervi
e muscoli), e per questo ad oggi si è creato un notevole interesse per la inclusione
di questo tipo di feedback (stimolo) nella implementazione di sistemi
neuro-protesici (es. mano robotica).
Come accennato precedentemente i sistemi BCI ad oggi disponibili, operano
principalmente utilizzando il canale visivo come modalità di feedback. La
possibilità di potenziare l’efficienza del BCI come strumento di comunicazione
e controllo, può risiedere nel considerare modalità di feedback extravisive per
l’addestramento alla modulazione dell’attività elettrica cerebrale, in particolare
la modalità somatosensoriale (tattile).
L’obiettivo primario del progetto è quello di esplorare l’efficacia di un
feedback somatosensoriale nell’addestramento e nella accuratezza del controllo
di una applicazione BCI. Nell’affrontare tale obiettivo si deve primariamente
specificare un protocollo per la somministrazione del feedback tattile.
Risultati e prodotti conseguiti
Le informazioni somatosensoriali rappresentano una componente cruciale
nella programmazione e nel controllo degli atti motori. Recentemente lo
sviluppo di protesi “ neurobiologicamente ispirate ” prevede l’inclusione di
questo tipo di feedback informativo. A questo riguardo, appare rilevante la
valutazione dell’effetto di un feedback somatosensoriale nell’ambito della
modulazione volontaria dell’attività EEG per il controllo tramite BCI di possibili
neuroprotesi.
L’opportunità di inserire un feedback somatosensoriale alternativo (o
complementare) a quello visivo nelle procedure di apprendimento del controllo
di un sistema BCI può dare una spinta verso la progettazione di sistemi
BCI meno “ invasivi ” della privacy di un possibile utente. A questo scopo, si è
valutato se e come la modalità di feedback tattile possa rappresentare un
canale utile per veicolare informazioni al soggetto sulle sue prestazioni
durante il training di controllo di un sistema BCI, paragonando le prestazioni
ottenute con la modalità di feedback tattile e quella classica visiva.
I risultati descritti in dettaglio nella relazione di fine primo anno (2007)
possono essere riassunti come segue: tutti i soggetti sono stati in grado di controllare
lo spostamento del cursore monodimensionale con percentuali di suc-
2008 507

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
cesso (accuratezza) dell’81,1% con la modalità di feedback visivo e del 73,5%
con la modalità tattile. Simili percentuali di accuratezza nel controllo sono
state ottenute nella condizione di controllo bidimensionale (media del 60%,
4 target). Questi risultati indicano che la modalità di feedback tattile può
essere affidabile nell’apprendimento del controllo di sistemi BCI.
Attività previste
Successivamente (secondo anno di progetto), l’efficacia della modalità tattile
di feedback dovrà essere valutata e documentata basandosi su un set di
esperimenti di addestramento con modalità tattile di feedback confrontata
con quella visiva e da ultimo a controllo raggiunto come la nuova modalità di
feedback si integra in un contesto di possibile alterazione delle sensibilità in
condizione di patologia (e.g. lesioni del midollo spinale con conseguente deficit
motorio e sensitivo di distretti del corpo non sempre sovrapponibili).
Affrontare questo secondo insieme di questioni, richiederà di valutare come le
informazioni tipicamente convogliate via feedback visivo possono essere tradotte
in informazioni altrettanto utili quando convogliate per via tattile; e di
valutare la trasmissibilità delle informazioni con modalità di feedback alternativi,
dal soggetto al sistema BCI, in tempo reale.
E.3.4 – Sviluppo di applicativi per la sperimentazione BCI (Febo Cincotti)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: EEGrafia quantitativa, BCI2000, Matlab.
Altri Enti coinvolti: Wadsworth Center, Albany, USA
Descrizione
L’obiettivo del progetto consiste nello sviluppo di un framework software
che semplifichi l’applicazione della tecnologia BCI fino a permetterne l’applicazione
da parte di personale tecnico, anche fuori dal laboratorio di ricerca, e
integri i più recenti avanzamenti del campo in modo da aiutare la futura
ricerca.
Risultati e prodotti conseguiti
Nell’ambito delle attività previste dal primo anno del progetto, è stato
organizzato un convegno scientifico dal titolo “ 3rd BCI2000 Workshop ” a
scopo divulgativo e didattico per promuovere l’utilizzo delle interfacce cervello-computer
(BCIs) nella comunità di ricerca clinica. Il convegno, ospitato
in Europa per la prima volta, si è tenuto presso il Centro Congressi della Fondazione
Santa Lucia, il 5-6 Dicembre 2007 (http://www.bci2000.org/BCI2000/
Home.html), ha riscosso un notevole successo con circa 50 partecipanti e
produrrà una serie di linee guida per l’utilizzo del BCI in ambito di ricerca
clinica.
508 2008

Neurofisiopatologia clinica
Attività previste
Il progetto prosegue ed estende un analogo studio pilota condotto nel
biennio precedente. Tale attività era stata principalmente concentrata nello
sviluppo in ambiente Matlab di moduli per l’analisi del segnale elettroencefalografico.
Il rifinanziamento da parte del National Institute of Health statunitense
del progetto BCI2000 ha permesso di pianificare un ulteriore sviluppo
del progetto, di cui la Fondazione Santa Lucia è ora partner. Il piano di sviluppo
è mirato a:
• una maggiore disseminazione dei prodotti già ottenuti (primo anno di
progetto);
• una migliorata fruibilità da parte dei nuovi gruppi di ricerca;
• l’inclusione di funzionalità più avanzate, a beneficio della ricerca da
parte dei gruppi allo stato dell’arte (secondi due anni di progetto).
Il primo obiettivo verrà perseguito dotando il tool di una documentazione
di qualità (inclusi tutorials), e organizzando workshop introduttivi all’utilizzo
del sistema BCI2000. Il secondo obiettivo sarà raggiunto reingegnerizzando il
software al fine di renderne più intuitivo l’utilizzo e riducendo lo “ scalino di
ingresso ” per coloro che vogliano apprenderne l’utilizzo. Verrà infine revisionata
regolarmente la letteratura scientifica, al fine di implementare all’interno
del framework gli algoritmi che via via si dimostrino più efficaci. Tra i risultati
scientifici, ci si attende di: dare comunicazione su riviste scientifiche degli
avanzamenti descritti nel progetto; imprimere maggiore efficacia alle altre
ricerche attinenti al settore BCI condotte in questo laboratorio, per via della
maggiore semplicità nel predisporre un setup sperimentale; afferire a ricerche
condotte in altri laboratori, mettendo a disposizione la competenza maturata
negli aspetti tecnici sviluppati in questo progetto.
2008 509

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
E.4 – MALATTIA DI PARKINSON E SINDROMI CORRELATE: STRATEGIE
TERAPEUTICHE E RIABILITATIVE
E.4.1 – Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani
tramite sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici.
Valutazione acuta di levodopa (Antonella Peppe)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, DBS, STN, Gait Analysis.
Descrizione
Le alterazioni del cammino nei Pazienti affetti da m. 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
di 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 m. di Parkinson. È quindi ormai noto che nel PD il passo è
più corto, veloce, ed a volte con una cadenza maggiore. Sono inoltre numerosi
gli studi che hanno utilizzato EMG di superficie per studiare la contrazione
dei muscoli durante il cammino.
Lo studio vuole 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.
Il protocollo di studio prevede il reclutamento di 10 soggetti affetti da una
forma rigido acinetica di Parkinson di grado lieve, valutati con UPDRS (Unified
Parkinson Disease Rating Scale, Parte III). Le valutazioni cinematiche e cliniche
verranno eseguite dopo almeno 1 mese dalla somministrazione continua di
terapia cronica (Pramipexolo 2.1 mg/die; Cabergolina 4 mg /die, Levodopa 500
mg die), in OFF status, dopo sospensione per almeno 24 ore della terapia cronica,
dopo 30 minuti dalla somministrazione in acuto di 200 mg di Levodopa più
inibitore periferico delle cabossilasi, previo pretrattamento con domperidone.
Le principali variabili cinematiche studiate sono le seguenti: VEL,MED:
Velocità media; FREQ: Frequenza media dei passi; LARGH: Larghezza media
dei passi; RSTRIDE: Lunghezza passo Destro ; RSTEP Lunghezza passo anteriore
Destro; LSTRIDE : Lunghezza passo Sinistro; LSTEP Lunghezza passo
anteriore Sinistro; RSTANCE: % del passo Destro in appoggio; RSWING: %
del passo Destro in oscillazione; RDBLST: % del passo Destro in doppio
appoggio; LSTANCE: % del passo Sinistro in appoggio; LSWING: % del passo
Sinistro in oscillazione; LDBLST: % del passo Sinistro in doppio appoggio;
RVELSTRIDE: velocità media fase di appoggio Destro; RVELSWING velocità
media fase di oscillazione Destro; LVELSTRIDE velocità media fase di appoggio
sinistro; RVELSWING velocità media fase di oscillazione sinistro; attività
muscolare dei muscoli Tibiale Dx e Sx e del m. Gastrocnemio di Dx e Sx.
510 2008

Neurofisiopatologia clinica
Risultati e prodotti conseguiti
Nel primo anno sono stati studiati 9 pazienti con un forma di m. di
Parkinson rigido acinetico di medio grado, 6 con insorgenza dei sintomi a sin
e 3 a dx, età media 62.2± 7.9. con 5.6± 3 anni di durata della malattia, tutti in
trattamento con dopamino agonisti da almeno 5 anni, e due pazienti in terapia
cronica anche con Levodopa.
Le valutazioni cliniche sono state eseguite secondo il protocollo sperimentale
in tre stati: in OFF status, dopo almeno 1 mese dalla somministrazione
continua di terapia cronica e dopo 30 minuti dalla somministrazione in
acuto di 200 mg di Levodopa più inibitore periferico delle cabossilasi, previo
pretrattamento con domperidone.
I dati ottenuti indicano come la contrazione dei muscoli della gamba nei
soggetti parkinsoniani durante il cammino non presentano la fisiologica alternanza
muscoli distretto anteriore (tibiale Anteriore) e del distretto posteriore
(Gastrocnemio e soleo); ma al contrario la loro contrazione è pressoché
costante, sovrapponendosi a tratti. La somministrazione della terapia cronica
riduce il quadro extra piramidale del 47%, e riconduce la contrazione muscolare
verso indici più fisiologici, ma la somministrazione di LD in acuto, riduce
del 71% la sintomatologia e di un ulteriore 46% rispetto alla terapia cronica,
riportando alla quasi normalità il quadro di attivazione muscolare.
Attività previste
Nel proseguo della sperimentazione occorrerà aumentare la casistica e
valutare i dati secondo un disegno statistico.
E.4.2 – Cambio di direzione in pazienti con malattia di Parkinson:
analisi qualitativa e quantitativa
ed efficacia della riabilitazione motoria (Antonella Peppe)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, UPDRS, Gait Analysis, A/B.
Descrizione
In pazienti con m. di Parkinson l’inabilità di eseguire adeguate attività motorie
è riportabile ad una ridotta azione della dopamina e ad una modificata attività
dei gangli della base. Scopo di questo studio è quello di valutare attraverso l’analisi
del cammino la modalità con cui il pazienti PD esegue il cambio di direzione
del senso di marcia (Ahead/Back) e studiare l’effetto della riabilitazione stessa.
Attività previste
Soggetti e Metodi
Saranno studiati 20 soggetti con m. di Parkinson e 13 soggetti di controllo.
Lo studio verrà eseguito durante il ciclo di ospedalizzazione in questa struttura
2008 511

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
ed inizierà solo dopo la stabilizzazione della sintomatologia extrapiramidale con
adeguato aggiustamento terapeutico con costanti valori dell’ UPDRS prima e
dopo il ciclo riabilitativo. Verrà inoltre somministrata una scala di valutazione
funzionale prima e dopo la valutazione: Global Mobility Task (GMT). La seduta
terapeutica e tutte le valutazioni verranno eseguite la mattina dopo la somministrazione
della prima dose di terapia giornaliera. Nella registrazione verranno
considerati tutti i parametri ma soprattutto si considererà la modalità con cui il
paziente eseguirà il cambio di direzione (A/B). Si considererà il passo di ingresso,
l’intermedio, ed il passo di uscita (quando la rotazione eseguita è di 180°).
E.4.3 – Effetti della Rieducazione Posturale Globale in soggetti
con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, Rieducazione Posturale Globale, Gait
Analysis.
Descrizione
I quattro sintomi principali della malattia di Parkinson sono la rigidità,
il tremore, la bradicinesia e l’alterazione dei riflessi posturali. È stata
ampliamente dimostrata l’efficacia della fisioterapia nel fornire strategie e
automatismi che permettano il miglioramento della qualità di vita in questi
pazienti. Negli ultimi anni la rieducazione posturale sta raccogliendo sempre
più consensi e viene indicata come tecnica fisioterapica atta a ridurre le
modificazioni funzionali indotte dalle alterazioni posturali. Non vi sono
attualmente studi standardizzati e obiettivi che convalidino il metodo, esistono
però studi che rafforzano tale metodica tramite test e questionari
svolti a seguito delle sedute di Rieducazione Posturale Globale.
Scopo della nostra ricerca è verificare l’efficacia di questa metodica e
quantificarne gli effetti sulla marcia grazie all’utilizzo della Gait Analysis.
Attività previste
Il nostro studio sarà svolto almeno su 12 soggetti affetti da malattia idiopatica
di Parkinson e confrontati con 11 soggetti di controllo.
Metodi
Una fisioterapista in possesso di diploma in Rieducazione Posturale Globale
(RPG) svolgerà cinque sedute con questa metodica. L’analisi del cammino
verrà svolta immediatamente prima e subito dopo la seduta di RPG. Si
considereranno per l’analisi statistica i parametri medi del passo e le componenti
percentuali del passo stesso. Focalizzeremo, inoltre, la nostra attenzione
sulle modificazioni degli angoli del tronco, in particolare dell’angolo tra pelvi,
il tratto cervico dorsale (vertebre T12 e C7), e sulle variazioni del range articolare
degli arti inferiori e superiori durante la marcia.
512 2008

Neurofisiopatologia clinica
E.4.4 – Effetti della riabilitazione vestibolare nel disturbo vestibolare
dell’equilibrio del paziente con malattia di Parkinson
(Antonella Peppe)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, Riabilitazione Vestibolare, UPDRS.
Descrizione
Nella m. di Parkinson le alterazioni della postura, del cammino e dell’equilibrio
sono patognomoniche. La manifestazione di tali disturbi è eterogenea
e la gravità è correlata al grado di severità della malattia. È noto come
nella m. di Parkinson sia evidente un rallentamento motorio, una difficoltà
nell’iniziare il cammino, che poi avviene a piccoli passi con aumento della
percentuale di appoggio (stance) della fase del cammino rispetto a quella di
oscillazione (swing). Per la rigidità muscolare e la bradicinesia assiale, il
paziente presenta un atteggiamento camptocormico con riduzione o assenza
dei movimenti sincinetici degli arti superiori. Il disturbo dell’equilibrio, è un
sintomo complesso legato al corretto funzionamento di vari sistemi ed in particolare
a quello vestibolare. Il sistema vestibolare troncale attraverso il
talamo, è in rapporto con i circuiti dei Gangli della Base, alterati nella malattia
di Parkinson.
Questo studio ha lo scopo di oggettivare l’efficacia di un ciclo di riabilitazione
vestibolare sulle alterazioni della deambulazione e dell’equilibrio, in
soggetti affetti da malattia di Parkinson. Il protocollo di studio prevede di
valutare l’efficacia della riabilitazione attraverso Scale di valutazioni cliniche
come la UPDRS Parte III, e riabilitative quali la Berg’s scale e la Tinetti’s scale.
Verrà eseguita una valutazione cinematica della deambulazione e somministrazione
delle scale valutative (UPDRS III, GMT, TINETTI, BERG BALANCE
SCALE) prima e dopo l’habituation training. L’habituation training consisterà
nella marcia sul posto con “ boite ” dinamica (marcia sul posto su superficie
morbida ad occhi chiusi) per 7gg e deambulazione libera sul tapis roulant ad
occhi chiusi a velocità crescente compresa tra 1km/h e 4Km/h per 7gg.
Risultati e prodotti conseguiti
Risultati del primo anno in un gruppo di 7 pazienti con m. di Parkinson e
7 soggetti sani della stessa età del paziente mettono in evidenza come a
seguito della specifica attività riabilitativa vestibolare sia evidente una riduzione
della velocità della marcia; della sua lunghezza, una riduzione della
componente % del doppio appoggio della marcia. Anche le scale cliniche di
valutazione hanno evidenziato una significativa riduzione dei valori indicando
un miglioramento clinico sia per ciò che concerne i sintomi extrapiramidali,
sia per ciò che riguarda la mobilità generale. I nostri dati, sebbene
preliminari indicano come un approccio riabilitativo vestibolare possa
influire positivamente sui pazienti affetti da m. di Parkinson.
2008 513

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
Attività previste
In questo anno occorrerà incrementare la statistica per confermare anche
da un punto di vista statistico i dati ottenuti.
E.4.5 – Valutazione cinematica dello “ starting ” della marcia in soggetti
affetti da malattia di Parkinson trattati chirurgicamente
con DBS in STN E PPN (Antonella Peppe)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, DBS, STN, PPN Gait Analysis, Start.
Altri Enti coinvolti: CTO di Roma, Neurochirurgia.
Descrizione
La terapia chirurgica della m. di Parkinson ha assunto in questi ultimi
decenni una particolare importanza, tanto da essere indicato attualmente come
uno dei più importante approcci alla malattia nelle fasi complicate. È ormai
noto che la stimolazione del nucleo subtalamico (DBS-STN) 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.
Soprattutto in pazienti che presentano difficoltà nell’iniziare la deambulazione.
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. Abbiamo già eseguito uno studio di valutazione
globale sul disturbo del cammino in soggetti con impianto di DBS in STN e
PPN ed abbiamo paragonato tra loro le analisi.
Attività previste
Scopo di questo studio sarà quindi quello di valutare l’efficacia della DBS
del PPN sul cammino attraverso la Gait Analysis in particolare andremo a studiare
le possibili diversità che questi hanno nell’iniziare la deambulazione.
E.4.6 – Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti
affetti da malattia di Parkinson gravi
trattati chirurgicamente con DBS in STN (Antonella Peppe)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Malattia di Parkinson, DBS, STN, respirazione.
514 2008

Neurofisiopatologia clinica
Descrizione
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 m. 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.
Risultati e prodotti conseguiti
In questo anno si è incrementata la casistica arrivando ad esaminare 15
pazienti impiantati con STN. La complessità del protocollo prevede delle valutazioni
che alcuni pazienti non sono riusciti ad seguire (OFF terapia, OFF stimolo
status) e di circa il 30 % non abbiamo potuto completare il protocollo. I
dati emersi, sebbene con questa limitazione, sembrano confermare l’effetto
della Stimolazione Cerebrale Profonda del nucleo Sottotalamico, nel produrre
delle modificazioni dei parametri respiratori come la MEP e MIP (Maximal
Expiratory Pressure e Maximal Inspiratory Pressure), indici di forza di contrazione
muscolare.
Attività previste
Nel prossimo anno occorrerà aumentare la casistica tenendo presente che
non tutti i pazienti possono eseguire interamente il protocollo.
2008 515

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
E.5 – PLASTICITÀ CEREBRALE
E.5.1 – Aree di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore
e della mano in diverse condizioni sperimentali: mappe motorie
da Stimolazione Magnetica Transcranica
ed integrazione con immagini RMN (Paola Cicinelli)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Integrazione di tecniche di brain imaging, mappe motorie.
Descrizione
Mediante la Stimolazione Magnetica Transcranica è possibile costruire
delle mappe di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore ed in
particolare della mano. Le mappe motorie da TMS hanno determinate caratteristiche
quali area, volume e topografia attraverso le quali è possibile avere
delle informazioni sullo stato di eccitabilità corticale dei muscoli presi in
esame sia in condizioni di riposo che durante diverse condizioni sperimentali
(attenzione, motor imagery, osservazione di movimento). Una limitazione di
tali protocolli è data dall’analisi dei dati ottenuti per l’enorme serie di valori di
ampiezza e latenza dei MEPs per i due emisferi, per tutti i siti di stimolazione,
per tutte le tasks. Inoltre, l’analisi dei risultati permette di ottenere delle
mappe bidimensionali (2D) e non una ricostruzione reale sullo scalpo.
In una popolazione di 6 soggetti volontari sani, abbiamo effettuato le
mappe motorie di 5 muscoli dell’arto superiore (FUC, FRC, ECD, ADM ed
OPP) per entrambi i lati (emisfero destro-RH ed emisfero sinistro-LH) ed in 4
tasks (riposo-R, Immaginazione di opposizione del pollice-IOPP, Immaginazione
di abduzione del V dito-IADM, Immaginazione di abduzione del V dito
finalizzata ad es. immaginare di spostare una pallina verso l’esterno-IADM-f).
Gli stimoli magnetici sono stati applicati sullo scalpo in punti disegnati su
una griglia (da 01 a 49 punti di stimolazione). Abbiamo creato un programma
(Matlab) attraverso il quale, tutti i dati esportati in un file Excel vengono elaborati
per ottenere mappe motorie in 2D e successivamente, attraverso l’integrazione
con la RMN cerebrale, delle mappe motorie in 3D.
Risultati e prodotti conseguiti
In una prima fase sono stati esportati in un file Excel tutti i dati: da tutti i
siti di stimolazione (da 01÷49) ed in tutte le condizioni sperimentali (R; IOPP;
IADM; IADM-f) si misura la latenza ed ampiezza dei MEPs di tutti i muscoli
(FUC, FRC, ECD, ADM ed OPP) dei due lati (RH e LH); inoltre si misura l’ampiezza
del MEP (di tutti i muscoli) ottenuto dopo stimolazione dell’“ hot-spot ”
(“ hot-spot ” MEP).
Il programma Matlab: 1) analizza i valori di ampiezza e latenza dei MEPs
riconoscendo tutte le variabili sperimentali (n° 4 tasks); 2) all’interno del file
identifica i muscoli (n° 5: FUC, FRC, ECD, ADM e OPP) ed assegna il relativo
516 2008

Neurofisiopatologia clinica
valore di latenza ed ampiezza; 3) salva i dati in files (rawdata.txt e muscoli.txt)
che conterranno tutti e 49 i siti di stimolazione, tutte le tasks, entrambi gli
emisferi per tutti e cinque i muscoli.
Costruzione delle mappe motorie 2D: alle tabelle Excel create dal programma
Matlab si collega un “ pivot ”, dove sono rappresentate delle griglie
che indicano su un piano cartesiano la distanza dell’hot spot da Cz. Su queste
griglie vengono costruite delle mappe motorie in 2D.
Costruzione delle mappe motorie 3D: dalle mappe motorie 2D abbiamo
ricostruito sullo scalpo e quindi sulla corteccia le aree di rappresentazione
corticale dei muscoli. Per costruire delle mappe motorie 3D abbiamo utilizzato
un software (Photomodeler) in grado di determinare le posizioni dei
punti rilevanti ai fini dell’acquisizione del segnale attraverso una tecnica fotogrammetrica
(si ricostruisce una immagine 3D da una immagine fotografica).
Con il programma Matlab e con la RMN del soggetto, possiamo ottenere un
modello reale di testa del soggetto in esame sulla quale possiamo costruire
delle mappe motorie 3D.
Nell’anno in corso sono state costruite, con il protocollo sperimentale
sopra descritto, delle mappe motorie corticali (2D e 3D) in 6 soggetti volontari
sani. È in corso la validazione del metodo utilizzato.
Attività previste
Nel secondo anno dello studio sarà ampliata la popolazione di soggetti
volontari sani sottoposti al protocollo sperimentale ed i dati delle mappe
motorie così ottenute saranno analizzate con il programma Matlab sia per le
mappe 2D che, unitamente alla RMN, per le mappe 3D.
Il presente studio potrà essere condotto anche in pazienti con lesione
delle vie motorie centrali.
E.5.2 – La tossina botulinica A nel trattamento della spasticità
di pazienti con esiti di grave cerebrolesione acquisita (GCA):
valutazione neurofisiologica prima e dopo trattamento
(Paola Cicinelli)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Tossina botulinica A, spasticità, TMS, scale cliniche.
Descrizione
Negli esiti di una Grave Cerebrolesione Acquisita (GCA) è spesso presente,
accanto al deficit motorio, una spasticità degli arti che interferisce a
vari livelli con la funzione e l’autonomia della persona ostacolando i movimenti
e rendendo difficili i più comuni atti della vita quotidiana. Quando l’ipertono
muscolare è localizzato, la tossina botulinica A è il trattamento di
prima scelta poiché ha un effetto locale ed un ottimo profilo di efficacia e
sicurezza.
2008 517

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E
La tossina botulinica A agisce a livello della placca neuromuscolare bloccando,
a livello pre-sinaptico, il rilascio di ACh dalle terminazioni nervose di
tipo Ia. Inoltre, ha un’azione sulle terminazioni gamma riducendo l’attività
dei fusi neuromuscolari e quindi il feedback afferente a livello midollare. Poiché
è noto che un cambiamento degli impulsi afferenti ha un effetto anche a
livello corticale, il trattamento con tossina botulinica A potrebbe essere in
grado di modulare non solo l’eccitabilità spinale ma anche quella della corteccia
motoria.
Nell’ambito della cura della spasticità, quale esito di una GCA ad elevato
impatto sulla disabilità, è utile valutare degli indicatori neurofisiologici dell’effetto
della tossina botulinica A sia sull’eccitabilità midollare (persistenza delle
onde F, rapporto F/M, ampiezza del riflesso H, rapporto H/M) che sull’eccitabilità
corticale (soglia motoria, ampiezza e latenza dei MEPs, periodo silente
corticale e mappe motorie da Stimolazione Magnetica Transcranica-TMS).
Tali valutazioni neurofisiologiche saranno effettuate prima e a distanza di due
settimane dal trattamento con tossina botulinica A.
Attività previste
Arruolamento di 10 pazienti con esiti trauma cranico grave e coma e 10
pazienti con esiti di ictus ischemico/emorragico.
E.5.3 – Valutazione della interazione/competizione tra aree
di rappresentazione corticale: mappe motorie da stimolazione
magnetica transcranica in diverse condizioni sperimentali
(Paola Cicinelli)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Mappe motorie da TMS; modulazione eccitabilità corticale.
Descrizione
È noto che le aree di rappresentazione corticale dei muscoli dell’arto
superiore ed in particolare della mano subiscono delle modifiche di eccitabilità
in diverse condizioni sperimentali. Durante la contrazione volontaria, le
risposte (MEPs) del muscolo coinvolto nel compito motorio ed evocate dallo
stimolo magnetico subiscono un ampliamento dell’ampiezza ed una riduzione
della latenza. Inoltre, si osserva un allargamento dell’area della mappa motoria
del muscolo target determinata da un aumento dei siti dello scalpo dai
quali è possibile ottenere un MEP. Tale facilitazione dell’eccitabilità corticale è
osservata, sempre nell’area di rappresentazione del muscolo target, anche
durante compiti cognitivi ed in particolare durante pensiero di movimento e/o
osservazione di un movimento altrui.
Da tali osservazioni si può quindi stabilire che l’eccitabilità corticale di un
determinato muscolo è influenzata dal coinvolgimento dello stesso muscolo
in una task motoria e/o cognitiva. Da diversi dati presenti in letteratura è
518 2008

Neurofisiopatologia clinica
emersa un’interessante osservazione riguardante un’eventuale competizione
tra aree di rappresentazione corticale contigue e/o distanti tra loro. In particolare
si è osservato che durante pensiero di movimento del piede, le aree della
mano presentano una riduzione di attività come se spostando l’attenzione su
un segmento corporeo distante si determinasse una competizione tra aree
cerebrali (riduzione dell’eccitabilità nell’area di rappresentazione della mano
secondaria ad un aumento di quella del piede).
Risultati e prodotti conseguiti
Abbiamo effettuato su una popolazione di 6 soggetti volontari sani delle
mappe motorie da TMS registrando MEPs da vari muscoli dell’arto superiore
e della mano (FUC, FRC, ECD, ADM ed OPP). Le mappe motorie sono state
registrate a riposo (R), durante immaginazione di opposizione del pollice
(Think-OPP), immaginazione di abduzione del V dito (Think-ADM), immaginazione
di abduzione del V dito finalizzata come ad es. spostare con il
mignolo una pallina (Think-ADM-f).
Abbiamo misurato l’ampiezza e la latenza dei MEPs di tutti i muscoli e di
entrambi i lati (emisfero destro-RH, emisfero sinistro-LH), in tutte le condizioni
sperimentali (tasks) e da tutti i siti eccitabili (da 01 a 49).
È in corso l’analisi statistica dei dati ottenuti nella quale di confronteranno
area e volume delle mappe motorie di tutti i muscoli (n°5), di entrambi
gli emisferi (n°2) ed in tutte le tasks (n°4).
Attività previste
Si completerà l’analisi statistica dei risultati finora ottenuti, si amplierà la
popolazione di soggetti sani volontari.
2008 519

F–NEUROIMMAGINI FUNZIONALI
EMILIANO MACALUSO
Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
F.1 –SCIENZE CLINICHE
F.1.1 – Basi neurali del senso di colpa nel disturbo ossessivo-compulsivo:
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)
F.1.2 – Basi neurali di tristezza, rabbia e gioia nella Sclerosi Multipla:
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)
F.2 –METODI E FISICA
F.2.1 – Ruolo della vascolarizzazione per il segnale BOLD: studi con tecniche
venografiche e la fMRI (continuazione) (Valentina Brainovich)
F.2.2 – Caratterizzazione del segnale in fase nelle immagini Mri
e loro applicazione clinica (Gisela Hagberg)
F.3 –INTERAZIONI MULTI-SENSORIALI
F.3.1 – Le basi neurali dell’aspettativa di eventi multimodali (Domenica Bueti)
F.3.2 – Alterazioni dinamiche della connettività corticale durante l’integrazione
di segnali audio-visivi (Scott Fairhall)
F.4 –PROCESSI VISIVI E DI INTEGRAZIONE SENSORI-MOTORIA
F.4.1 – Aggiornamento dinamico delle rappresentazioni spaziali (Gaspare Galati)
F.4.2 – Localizzazione delle sorgenti neurali dei potenziali evocati visivi
per stimoli in movimento (Sabrina Pitzalis)
F.4.3 – Interazione multisensoriale fra orientamento endogeno
ed esogeno dell’attenzione spaziale (Valerio Santangelo)
F.4.4 – Discriminazione tattile di giudizi di distanza e morbidezza
in una popolazione di soggetti normali: studio di fMRI
(continuazione) (Grazia Spitoni)
522 2008

Neuroimmagini funzionali
F.1 – SCIENZE CLINICHE
F.1.1 – Basi neurali del senso di colpa nel disturbo ossessivo-compulsivo:
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: RM funzionale, disturbo ossessivo-compulsivo, senso di colpa
morale, senso di colpa del sopravvissuto.
Descrizione
È noto che nei pazienti affetti da disturbo ossessivo compulsivo (DOC) vi
sia un senso di responsabilità ipertrofico [Salkovskis 1985, 1996; Rachman
1993, 1997, 1998, 2002; Ladoucer et al. 1996; Freeston et al. 1993]. Si ipotizza
che questi pazienti siano dominati dall’ossessione di prevenire una colpa
morale.
È stata ipotizzata l’esistenza di diverse tipologie di senso di colpa. Alcune
sono rappresentate dal senso di altruismo e morale [Castelfranchi 1994]. La
colpa altruistica implica la sensazione di essere stati ingiustamente avvantaggiati
rispetto ad una altra persona (vittima), sebbene non vi sia alcuna relazione
causale fra la propria azione/omissione e il danno subito dalla vittima.
Il senso di colpa etico riguarda un’azione/omissione, che si configura come
una trasgressione ad una propria norma etico-morale. A tale colpa si associa
il senso di responsabilità individuale nel prevenire l’infrazione alla norma,
risultante in una sensazione di ‘regret’ e auto-rimprovero.
Secondo un recente studio [Mancini, Gangemi 2006] il timore del
paziente con DOC sarebbe legato al tentativo di prevenire una colpa morale. Il
timore di poter essere ritenuto responsabile dell’esito negativo di un evento,
spingerebbe il paziente affetto da DOC a mettere in atto comportamenti
(ossessioni e rituali) volti ad evitare l’accadere di eventi che vengono vissuti
come catastrofici.
Diversi studi di ‘neuroimaging’ hanno cercato di identificare il substrato
neurale coinvolto nel DOC [per una rassegna, vedi Friedlander et al. 2006],
con risultati controversi. Alcuni lavori hanno studiato i pazienti ossessivi
durante lo svolgimento di compiti di decision-making, indagando, indirettamente,
i correlati neurali di emozioni come il regret e l’auto-rimprovero
[Fitzgerald et al. 2005]. Ad oggi, tuttavia, non esistono studi che abbiano
investigato direttamente le emozioni di colpa in pazienti affetti da patologia
ossessivo-compulsiva. In una ricerca preliminare condotta su individui sani
è stata osservata un’attivazione neurale specifica per l’emozione di colpa
morale, ma non per la colpa altruistica.
In accordo con quanto rilevato nel campione di individui sani, lo scopo
del presente progetto di ricerca è di indagare in pazienti con patologia ossessivo-compulsiva,
mediante RM funzionale, i substrati neuronali sottostanti i
due tipi di colpa menzionati. Il paradigma cognitivo che verrà utilizzato prevede
la presentazione di volti con specifiche espressioni facciali (FACS)
2008 523

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
[Ekman 1976], seguita dalla presentazione di frasi volte a intensificare le
risposte emotive evocate dai volti. La specifica associazione tra espressioni
facciali e frasi permetterà ai soggetti di immedesimarsi in molteplici emozioni.
Nello specifico, lo scopo sarà di suscitare emozioni di colpa morale,
colpa altruistica, rabbia, tristezza ed, infine, verranno inseriti ulteriori stimoli
di controllo a valenza emotiva neutra.
In accordo con quanto enunciato nei modelli clinici sul disturbo ossessivo-compulsivo
ci aspettiamo di identificare diversi pattern di attivazione
cerebrale associati ai due tipi di colpa nei due gruppi di soggetti esaminati. In
particolare, ipotizziamo che il senso di colpa morale produca un pattern di
attivazione cerebrale abnorme in soggetti affetti da DOC, supportando l’ipotesi
che alla base del DOC vi possa essere una suscettibilità esagerata al senso
di colpa morale.
– Castelfranchi C (1994) Sentirsi in colpa. In: Castelfranchi C, D’Amico R, Poggi I (a
cura di) I sensi di colpa. Firenze: Giunti.
– Ekman P, Friesen WV (1976) Pictures of facial affect. In: Consulting Psychologists
Press.
– Fitzgerald KD, Welsh RC, Gehring WJ, Abelson JL, Himle JA, Liberzon I, Taylor
SF (2005) Biol Psychiatry 57 (3): 287-294.
– Freeston MH, Ladouceur R, Gagnon F, Thibodeau N (1993) J Psychopath Behav
Assessment 15: 1-21.
– Friedlander L, Desrocher M (2006) Clin Ps Review 26: 32-49.
– Ladouceur R, Léger E, Rhéaume J, Dubé D (1996) Behav Res Ther 34(10): 767-774.
– Mancini F, Gangemi A (2006) J Behav Ther Exp Psychiatry 37(4): 333-346.
– Rachman S (1993) Behav Res Ther 31: 149-154.
– Rachman S (1997) Beh Res and Ther 31: 793-802.
– Rachman S (1998) Behav Res Ther 36(4): 385-401.
– Rachman S (2002) Behav Res Ther 40: 625-640.
– Salkovskis PM (1985) Behav Res Ther 23(5): 571-583.
Attività previste
• Studio di RM funzionale su una popolazione di soggetti affetti da
disturbo ossessivo-compulsivo.
• Confronto tra soggetti sani e pazienti affetti da patologia allo scopo di
individuare i pattern di attivazione cerebrale specifici per i diversi stati emotivi
oggetto di indagine.
F.1.2 – Basi neurali di tristezza, rabbia e gioia nella Sclerosi Multipla:
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Sclerosi Multipla, RM funzionale, Diffusion Tensor Imaging,
Magnetization Transfer Imaging, emozioni (rabbia, gioia, tristezza).
524 2008

Descrizione
Neuroimmagini funzionali
La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia infiammatoria demielinizzante
che colpisce diffusamente la sostanza bianca del Sistema Nervoso Centrale
(SNC) sia al livello dell’encefalo che del midollo spinale. La lesione anatomopatologica
tipica della SM è la placca demielinizzante, un’area in cui, dopo
una fase di infiammazione acuta a carico della sostanza bianca del SNC, si
verificano fenomeni di cicatrizzazione e di parziale ricostituzione della guaina
mielinica. Le placche presentano una distribuzione variabile ed imprevedibile,
e di conseguenza i deficit funzionali correlati possono coinvolgere
diverse funzioni, tra cui principalmente le funzioni piramidali, sensitive, cerebellari,
visive e cognitive. Negli ultimi decenni è stata dedicata una maggiore
attenzione ai sintomi psicopatologici, focalizzando soprattutto sulla patologia
depressiva, presente in una percentuale che varia tra il 25 ed il 50% dei
pazienti affetti da SM [Joffe et al. 1987; Minden et al. 1990; Sadovnick et al.
1996; Pat et al. 1999; Feinstein et al. 2001]. Stati emotivi di tristezza ed ansia
inficiano notevolmente il già alterato funzionamento dei pazienti ed il loro
livello di benessere. Altri aspetti psicologici influenti includono la labilità
emotiva (riso e pianto patologici - PLC) ed elevati livelli di rabbia e frustrazione
[Minden 1992; Mohr, Dick 1998; Pollin 1995]. Solo alcuni studi in
ambito clinico e neuropsicologico hanno considerato il ruolo di queste emozioni
nella patologia e la loro influenza sull’outcome riabilitativo [Minden
1992; Mohr, Dick 1998; Pollin 1995; Maurelli et al. 1992]. Ad oggi non esistono,
invece, studi che abbiano investigato, tramite tecniche di neuroimaging,
gli stati emotivi alterati in pazienti affetti da SM.
Lo scopo del presente lavoro, dunque, consiste nell’indagare i substrati
neuronali sottostanti ad alcune emozioni, quali tristezza, rabbia e gioia, i cui
disordini sembrano avere un ruolo nella psicopatologia della SM. Il paradigma
che verrà utilizzato prevede la presentazione di volti con specifiche
espressioni facciali (FACS) [Ekman 1976], volte ad evocare risposte emotive
congruenti nei soggetti. Nello specifico, lo scopo sarà di suscitare emozioni di
tristezza, rabbia e gioia; ed infine, verranno inseriti ulteriori stimoli di controllo
a valenza emotiva neutra.
Lo studio prevede l’acquisizione di dati in due gruppi di soggetti, un
gruppo di individui affetti da SM, con i due principali fenotipi di malattia
(Relapse Remitting e Secondary Progressive), ed un gruppo di soggetti sani di
controllo. In aggiunta allo studio funzionale verranno acquisiti anche dati di
imaging strutturali (Diffusion Tensor Imaging DTI e Magnetization Transfer
Imaging - MTI), con sequenze sensibili alla presenza non solo del danno tissutale
macroscopico, ma anche microstrutturale.
In accordo con quanto osservato nell’ambito degli studi clinici sulla SM ci
aspettiamo di identificare diversi pattern di attivazione cerebrale associati ai
diversi stati emotivi nei due gruppi di soggetti esaminati. In particolare, ipotizziamo
che emozioni di tristezza, rabbia e gioia producano dei pattern di
attivazione cerebrale abnormi nei pazienti con SM rispetto ai soggetti sani. Ci
aspettiamo, infine, di identificare pattern specifici di danno strutturale che
possano spiegare alcuni degli aspetti psicopatologici osservati nella SM.
2008 525

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
– Ekamn P, Friesen WV (1976) Pictures of facial effect.
– Feinstein A, Feinstein K (2001) J Affect Disord 66(2-3): 193-198.
– Joffe RT, Lippert GP, Gray TA, Sawa G, Horvath Z (1987) Arch Neurol 44(4): 376-378.
– Maurelli M, Marchioni E, Cerretano R, Bosone D, Bergamaschi R, Citterio A, Martelli
A, Sibilla L, Savoldi F (1992) Acta Neurologica Scandinavica 86: 124-128.
– Minden SL, Schiffer RB (1990) Arch Neurol 47: 98-104.
– Minden SL (1992) J Neuropsychiatry Clin Neurosci 4(2): 198-213.
– Mohr DC, Dick LP (1998) In: PM Camic, S Knight (eds) Clinical handbook of health
psychology: A practical guide to effective interventions. Seattle: Hogrefe and Huber,
313-348.
– Pat SB, Metz LM (1999) Psychother Psychosom 66: 286-292.
– Pollin I (1995) Medical crisis counselling: Short-term therapy from long-term illness.
NY: Norton.
– Sadovnick AD, Remick RA, Allen J et al. (1996) Neurology 46: 628-632.
Attività previste
• Studio di RM funzionale su una popolazione sana, al fine di definire i
pattern normali di attivazione in risposta agli stati emotivi evocati da espressioni
facciali di tristezza, rabbia, gioia e neutre.
• Studio di soggetti affetti da sclerosi multipla, con decorso Relapse
Remitting e Secondary Progressive, e confronto con la popolazione normativa.
526 2008

Neuroimmagini funzionali
F.2 – METODI E FISICA
F.2.1 – Ruolo della vascolarizzazione per il segnale bold:
studi con tecniche venografiche e la fMRI (Valentina Brainovich)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Vascolatura, quantificazione, invecchiamento.
Descrizione
La tecnica BOLD, correntemente applicata in larga scala negli studi funzionali
cerebrali (fMRI), 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 della densità
protonica rappresenta un promettente approccio per superare questi limiti.
Inoltre, recenti studi hanno dimostrato come il segnale in fase, che accompagna
ogni immagine in ampiezza in una misura fMRI, possa aumentare la specificità
delle mappe di attivazione fornendo informazioni relative agli effetti
vascolari.
Scopo delle nostre attività di ricerca per il 2008 è l’approfondimento
delle nostre indagini riguardanti la specificità dell’effetto BOLD, sia attraverso
mappe T2* quantitative e convenzionali in funzione della vascolarizzazione
in volontari giovani e anziani, sia utilizzando in modo mirato le
immagini di fase.
L’utilizzo delle immagini di fase per migliorare la specificità spaziale
della misura fMRI è legato al significato fisico dell’origine del segnale
stesso: zone con vasi drenanti, aspecifiche rispetto all’effettiva attivazione
neuronale, sono caratterizzate da una osservabile variazione del segnale di
fase; zone con presenza esclusiva di capillari, invece, specifiche rispetto
all’effettiva attivazione neuronale, sono caratterizzate da variazioni di fase
annullate dalle alte disomogeneità del campo magnetico che sottende l’attività
BOLD stessa.
Immagini fMRI in ampiezza e in fase, ottenute a 3T per vari tempi di
eco, verranno analizzate in soggetti giovani (età compresa fra 18 e 30 anni)
e anziani (età superiore ai 65 anni) sottoposti a compiti visivi e motori. Le
eventuali differenze tra attivazioni neurali in giovani e anziani verranno
relazionate alla percentuale di ossigeno trasportabile nel sangue da ciascun
soggetto, quantità ricavabile dal valore dell’ematocrito misurato in ciascun
volontario con un prelievo di sangue. Infine, le mappe di attivazione verranno
confrontate con le immagini venografiche e i valori relativi alla
variazione in ampiezza ed in fase, fornendo indicazioni notevolmente utili
ai fini di una interpretazione delle suddette attivazioni.
2008 527

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
Risultati e prodotti conseguiti
È stato realizzato un metodo venografico ottimizzato per incrementare la
differenza di intensità di segnale tra il sangue venoso e i tessuti circostanti,
per ottenere spessori di proiezione di minima intensità sottili e con il miglior
contrasto segnale rumore possibile. Questo traguardo è stato raggiunto
mediante l’utilizzo di nuove tecniche di acquisizione (sequenza MEDIC, multiple-echo
data image combination, che acquisisce simultaneamente immagini
a diversi tempi d’eco, scelti per ottimizzare il contrasto ad alta risoluzione
spaziale) e tecniche di elaborazione delle immagini (sono stati individuati specifici
filtri, basandoci su calcoli teorici e simulazioni dell’effetto BOLD).
Attività previste
• Analisi delle immagini fMRI in fase e verifica della corrispondenza fra
la variazione in fase con il tempo di eco e le misure venografiche.
• Proposta di un metodo fMRI con maggiore specificità spaziale, attraverso
protocolli di misura e di analisi scelte.
F.2.2 – Caratterizzazione del segnale in fase nelle immagini MRI
e loro applicazione clinica (Gisela Hagberg)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Segnale MRI in fase, fMRI, clinica.
Descrizione
L’apparecchiatura MRI è un sistema sensibile non solo alle variazioni spaziali
del segnale in ampiezza ma anche a quelle legate al segnale in fase.
Eccetto poche applicazioni specifiche (che sostanzialmente riguardano la rilevazione
di flusso e le tecniche cosiddette ‘phase contrast’), l’informazione di
fase non viene di solito sfruttata ma, semplicemente, scartata. Recenti studi,
inclusi alcuni provenienti da questo laboratorio, hanno evidenziato come il
contrasto già presente nelle immagini MRI in ampiezza possa essere potenziato
attraverso l’inclusione dell’informazione contenuta nel segnale in fase,
dopo una adeguata elaborazione. Altri lavori suggeriscono che la fase, grazie
alla peculiarità di essere linearmente proporzionale al valore del campo
magnetico che sottende l’immagine MRI, possa essere una fonte di nuovi contrasti.
Questa peculiarità, oltre a fornire potenziali applicazioni cliniche, può
anche rappresentare un limite inerente la tecnica: infatti, problemi legati alla
disomogeneità del campo statico e alla sua variazione durante l’acquisizione
delle immagini, sono più manifesti nelle immagini di fase rispetto a quelle di
ampiezza.
Oggetto di questa linea di ricerca è di valutare e descrivere gli effetti MRI
misurabili attraverso il segnale in fase, proporre metodi di correzione per
superare i limiti inerenti la tecnica e valutare possibili applicazioni cliniche.
528 2008

Neuroimmagini funzionali
Durante il 2008 proponiamo di caratterizzare la stabilità temporale del
segnale in fase, legata alle misure fMRI in assenza di effetto BOLD, e di
studiare gli effetti del rumore strumentale e fisiologico su di essa. Inoltre proponiamo
di sviluppare strategie con filtri spaziali che migliorino la stabilità
temporale. Inoltre intendiamo iniziare delle misure cliniche per valutare l’apporto
delle immagini in fase per la localizzazione di strutture sottocorticali.
Risultati e prodotti conseguiti
Le prime immagini di fase sono già state acquisite per misure fMRI con 7
soggetti giovani, in condizioni di riposo, a 3T. Contemporaneamente, sono
stati acquisiti i segnali elettrocardiografici e della respirazione, da utilizzare
per la caratterizzazione degli effetti causati dal rumore fisiologico.
Attività previste
• Caratterizzazione degli effetti fisiologici sul segnale fMRI e MRI in fase.
• Sviluppo di adeguati filtri spaziali per migliorare la stabilità temporale
del segnale fMRI in fase e la localizzazione di strutture cerebrali sottocorticali.
• Prime applicazioni cliniche.
2008 529

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
F.3 – INTERAZIONI MULTI-SENSORIALI
F.3.1 – Le basi neurali dell’aspettativa di eventi multimodali
(Domenica Bueti)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Tempo, integrazione multisensoriale, fMRI.
Descrizione
Prevedere ed anticipare l’accadere di eventi rilevanti ai nostri scopi è
fondamentale poter esibire un comportamento efficiente ed appropriato alle
circostanze. Questa capacità di anticipare è strettamente legata a quella di
rappresentare e monitorare il passaggio del tempo per poter stimare quando
l’evento rilavante per i nostri obiettivi avrà luogo.
Studi che hanno indagato quali aree del cervello siano in grado di rappresentare
il passaggio del tempo e di usare questa rappresentazione per creare
delle aspettative sono stati condotti principalmente in primati non umani
mediante la tecnica di registrazione dell’attività elettrica di singoli neuroni
[Ghose GM, Maunsell JH (2002) Nature 419: 616-620] e solo più recentemente
nell’uomo mediante l’uso della risonanza magnetica funzionale [Bueti D, Bahrami
B, Walsh V, Rees G Encoding of temporal probabilities in the human brain.
Submitted]. Questi studi hanno dimostrato che la capacità di reagire a stimoli
di cui è possibile prevedere il tempo di arrivo è migliore di quella osservata in
situazioni di incertezza e che questa capacità di anticipazione si associa ad un
aumento dell’attività nervosa in corrispondenza di aree visive primarie e secondarie,
nonché di aree premotorie e parietali.
Questo aumento dell’attività nervosa è altamente specifico ed ha un andamento
fasico, varia cioè al variare della probabilità che l’evento accada in una
certa finestra temporale. Mentre è piuttosto ovvio che un’accresciuta attività
nervosa in corrispondenza di aree parietali e premotorie durante l’aspettativa
serva ad una più rapida ed accurata pianificazione e selezione di programmi
motori, il significato della medesima attività in corrispondenza di aree sensoriali
primarie e secondarie è meno chiaro. Un’importante questione al riguardo
è se questa attività sia un segnale di allerta aspecifico che coinvolge tutta l’area
sensoriale in questione, l’intera area visiva nel caso in cui lo stimolo atteso sia
visivo, oppure sia altamente specifico e coinvolga solo quei circuiti che codificano
le caratteristiche sensoriali dello stimolo atteso, per esempio solo le aree
che codificano la posizione spaziale in cui si trova l’evento atteso. In termini
più generali la prima questione che il presente progetto si pone è la seguente:
I circuiti nervosi attivi nel corso dell’aspettativa di un evento sensoriale sono
gli stessi coinvolti nella percezione di quello specifico evento?
Un aspetto che aggiunge un maggiore livello di complessità ma anche di
interesse alla questione è rappresentato dal fatto che nella vita reale ci misuriamo
con una molteplicità di eventi e questi eventi vengono percepiti grazie
530 2008

Neuroimmagini funzionali
all’integrazione di segnali provenienti da diverse modalità sensoriali. Studi di
risonanza magnetica funzionale nell’uomo hanno dimostrato che in compiti
di identificazione di oggetti la concomitante presentazione di suoni ed immagini
comporta l’attivazione oltre che di aree modalità specifiche visive ed uditive,
anche di cosiddette aree multimodali, localizzate nella parte posteriore
del solco temporale superiore (pSTS) e nel giro temporale medio (MTG).
Utilizzando le conoscenze derivanti dallo studio delle basi nervose dei
processi di integrazione multimodale e dei processi di aspettativa e anticipazione,
il presente progetto ha come secondo obiettivo quello di:
Studiare le basi neurali dei processi d’integrazione multimodale non in fase
di percezione, quando cioè gli stimoli sono presenti, ma piuttosto prima che gli
eventi accadano, in fase di aspettativa.
Nello specifico, il nostro obiettivo è quello di osservare il profilo di attivazione
di aree modalità specifiche visive ed uditive ed aree multimodali della
corteccia temporale durante l’aspettativa di eventi multimodali audio-visivi.
Utilizzeremo come eventi attesi due categorie percettive diverse: un utensile
(martello che batte) e una parte del corpo (mani che applaudono) che in percezione
visiva è stato dimostrato essere rappresentate in sottoregioni diverse
della corteccia temporale mediale. Mediante addestramento i soggetti impareranno
ad aspettarsi la presentazione simultanea dell’immagine (video del
movimento del martello e delle mani) e del suono prodotto dall’oggetto (audio
del suono prodotto da un martello che batte e da mani che applaudono). Nel
corso dell’acquisizione di immagini di risonanza magnetica funzionale le due
categorie verranno però presentate nella sola modalità uditiva.
Le nostre ipotesi:
a) Indipendentemente dalla modalità di presentazione uditiva nel corso
delle acquisizioni fMRI, il soggetto, grazie all’addestramento, continuerà ad
aspettarsi un evento multimodale. Quindi in fase di aspettativa ipotizziamo di
osservare attivazioni di aree multimodali e modalità specifiche sia visive che
uditive.
b) Se i meccanismi neurali durante l’aspettativa sono analoghi a quelli
della percezione, ipotizziamo di osservare l’attivazione di regioni diverse delle
aree unimodali visive ed uditive e delle aree multimodali temporali a seconda
della categoria percettiva attesa (utensile/mani).
È stata effettuata la registrazione e selezione dei video ed è stato condotto
uno studio comportamentale pilota per assicurarsi che gli stimoli selezionati
fossero discriminabili e il compito realizzabile. Allo studio pilota hanno partecipato
8 volontari sani di cui è stata registrata sia velocità che l’accuratezza
della risposta. I valori di accuratezza delle risposte, in media 91% circa, indicano
che gli stimoli sono facilmente discriminabili sia in modalità audiovisiva
che nella sola modalità uditiva. In seguito ad un addestramento di 90
minuti circa, tutti i volontari imparano a predire quando e che tipo di evento
ha maggiore probabilità di accadere.
I volontari mostrano cioè tempi di reazione più veloci nelle prove in cui
gli eventi attesi accadono nella finestra temporale attesa, quando cioè l’evento
mani che applaudono avviene intorno ai 4 secondi mentre l’evento martello
2008 531

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
che batte avviene a 15 secondi circa. Presentano invece tempi di reazione più
lenti nelle condizioni in cui gli eventi accadono inaspettatamente sia rispetto
al tempo che alla categoria attesa. Gli stimoli uditivi sono stati inoltre testati
anche all’interno del tomografo, per assicurarsi che fossero chiaramente udibili
ed identificabili.
Attività previste
Lo studio prevede una sessione di addestramento ed una di fMRI. Le
acquisizioni fMRI verranno fatte nel tomografo Allegra (3 Tesla). In totale,
saranno reclutati 16 volontari sani (età 20-40 anni), destrimani e con vista
normale o corretta alla norma.
Nel corso della sessione d’addestramento ciascun volontario verrà testato
in un compito di discriminazione di eventi audio-visivi, in cui, per creare una
condizione di aspettativa verrà manipolato il tempo di comparsa degli stimoli.
L’addestramento sarà necessario perché i volontari imparino a prevedere sia il
tempo di comparsa degli eventi che la categoria di evento (mani che applaudono
/ martello che batte) che apparirà; e perché l’associazione tra eventi
visivi ed uditivi diventi molto forte ed i volontari imparino ad aspettarsi eventi
multimodali. Durante la sessione di acquisizioni fMRI, i volontari saranno
impegnati in due diversi tipi di prove:
1. nel compito di discriminazione, a cui sono stati addestrati, con la sola
differenza che gli eventi verranno presentati nella sola modalità uditiva;
2. in un compito di rilevazione di bersagli visivi, nel quale i volontari
dovranno prestare attenzione alla presentazione sequenziale dei video dei
martelli e delle mani e rispondere solo alla presentazione successiva di video
identici (evento target).
L’obiettivo di quest’ultimo compito è di identificare funzionalmente aree
della corteccia visiva extrastriata che codifichino le categorie visive utilizzate
(utensili/parti del corpo) e che ipotizziamo vengano attivate anche in fase di
aspettativa. Sia nel corso della sessione di addestramento che in quella di
acquisizioni fMRI verrà registrata l’accuratezza e la velocità di risposta dei
singoli partecipanti.
F.3.2 – Alterazioni dinamiche della connettività corticale
durante l’integrazione di segnali audio-visivi (Scott Fairhall)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Connettività, multisensoriale, fMRI, attenzione.
Descrizione
L’integrazione fra le diverse modalità sensoriali (es. visione ed udito)
avviene in maniera gerarchica, con i segnali sensoriali che vengono inizialmente
elaborati in aree uni-sensoriali (es. aree visive nel lobo occipitale, ed
532 2008

Neuroimmagini funzionali
aree uditive nel lobo temporale) e successivamente convergono in aree multisensoriali
(es. nel lobo parietale); ma anche in maniera distribuita, con input
cross-modali che possono influenzare aree tradizionalmente considerate unisensoriali.
La maggior parte dei precedenti studi sull’integrazione multisensoriale
si sono occupati di come questi processi possono influenzare l’attività di
specifiche aree del cervello. Un approccio alternativo prevede invece di considerare
gli effetti d’integrazione attraverso misure di connettività fra aree cerebrali.
Ci proponiamo di applicare queste tecniche nel contesto della percezione
di segnali linguistici. La combinazione di segnali visivi (i.e. i movimenti delle
labbra) con segnali uditivi può aiutare a discriminare il messaggio vocale e a
localizzare la sorgente sonora. Questi effetti multisensoriali hanno una grande
importanza nella vita quotidiana. Studi precedenti hanno già esaminato l’integrazione
multisensoriale con questi tipi di stimoli, considerando però solamente
effetti di attivazione cerebrale a livello intra-regionale, e non a livello di
connettività inter-regionale. Questi studi hanno dimostrato che segnali audiovisivi
congruenti (i.e. stesso messaggio percepito attraverso visione ed udito),
possono aumentare il livello di attività sia in aree multisensoriali (es. nella
parte posteriore del solco temporale superiore) che in aree uni-sensoriali (i.e.
nella corteccia visiva ed uditiva, rispettivamente nei lobi occipitali e temporali.
Lo scopo del nostro progetto è di estendere questi risultati, investigando
il possibile ruolo della connettività funzionale fra aree uni-sensoriali e multisensoriali,
in funzione dell’integrazione audio-visiva.
Il progetto rientra nell’attività del gruppo di ricerca che si occupa dello
studio delle interazioni multi-sensoriali, nel cervello umano. I risultati ottenuti
da questo gruppo negli scorsi anni includono sistemi per la presentazione
di stimoli multisensoriali all’interno del tomografo e utilizzo di tecniche d’analisi
non-convenzionali per dati fMRI (e.g. analisi di connettività). Questo
progetto beneficerà dell’esperienza acquisita e dei prodotti conseguiti in precedenza,
permettendo un avvio ed uno svolgimento rapido ed efficiente.
Attività previste
L’obiettivo di questo progetto è di studiare l’integrazione audio-visiva e
l’impatto dell’attenzione visiva endogena su di essa. Ai volontari saranno
mostrate due facce (una in ognuno degli emicampi visivi). I movimenti
labiali di una faccia saranno sincronizzati con l’input uditivo (congruenza
audio-visiva), mentre il movimento dell’altra faccia sarà incongruente con il
segnale uditivo. In diverse condizioni, i volontari dovranno prestare attenzione
agli stimoli visivi congruenti oppure incongruenti rispetto al segnale
uditivo.
I dati fMRI verranno acquisiti con un tomografo operante a 3 Tesla, in un
gruppo di 16 volontari sani. Ci attendiamo un aumento di connettività funzionale
fra le aree visive e le aree uditive (e/o multisensoriali) quando la stimolazione
audio-visiva è congruente, più un’eventuale modulazione (nell’emisfero
contralaterale) quando l’input audio-visivo congruente è presentato nell’emicampo
atteso (interazione: attenzione x emisfero x coerenza).
2008 533

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
F.4 – PROCESSI VISIVI E DI INTEGRAZIONE SENSORI-MOTORIA
F.4.1 – Aggiornamento dinamico delle rappresentazioni spaziali
(Gaspare Galati)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Memoria spaziale, perspective taking, rotazione mentale,
realtà virtuale, sistemi di riferimento spaziali.
Descrizione
Orientarsi e mantenersi orientati nello spazio richiede la capacità di
costruire, manipolare e mantenere aggiornate delle rappresentazioni mentali
della propria posizione nell’ambiente, basandosi ad esempio sulla posizione di
oggetti esterni particolarmente significativi nel proprio campo visivo, cioè
rispetto all’attuale punto di vista dell’osservatore.
In questo progetto, verranno valutati i meccanismi sottostanti l’aggiornamento
dinamico della memoria spaziale umana durante il movimento, con
esperimenti che coinvolgono il movimento di un soggetto o la manipolazione
del suo punto di vista. Un paradigma elegante, utilizzato per studiare come
viene rappresentata la localizzazione degli oggetti in seguito all’aggiornamento
spaziale conseguente al proprio movimento, richiede di memorizzare
la posizione di un insieme di oggetti disposti su un tavolo circolare da una
prospettiva di osservazione predefinita [Simons, Wang 1998; Wang, Simons
1999]. Successivamente, quando gli oggetti vengono occlusi dietro uno
schermo, i soggetti ricevono l’istruzione di spostarsi intorno al tavolo, oppure
il tavolo viene ruotato; nel frattempo, uno degli oggetti sul tavolo viene spostato.
Nel momento in cui gli oggetti ricompaiono, il soggetto deve indicare
quale di essi ha cambiato posizione. In queste condizioni, si osserva un vantaggio
nella condizione di movimento proprio, rispetto alla condizione in cui
il tavolo viene ruotato: tale vantaggio testimonia come l’esperire il proprio
corpo in movimento causi un aggiornamento automatico della rappresentazione
interna della posizione degli oggetti, che risulta più accurato rispetto
alla capacità di eseguire una rotazione mentale equivalente.
In questo progetto, utilizzeremo un compito analogo, in cui il soggetto
osserverà e dovrà memorizzare la posizione spaziale di uno o più oggetti bersaglio
all’interno di un ambiente virtuale a lui noto. Dopo un movimento virtuale,
proprio degli oggetti esterni, il soggetto dovrà rispondere a domande
circa la posizione degli oggetti bersaglio, adesso percepiti da un nuovo punto
di vista. Criticamente, manipoleremo la possibilità da parte del soggetto di
osservare effettivamente il tragitto intercorso durante la fase di movimento, il
che rende possibile aggiornare dinamicamente la posizione ricordata degli
oggetti bersaglio durante il movimento.
In un primo esperimento, utilizzeremo un ambiente virtuale consistente
in una stanza a pianta quadrata con punti di riferimento ben distinguibili e
534 2008

Neuroimmagini funzionali
visibili su ciascuna parete (porte, finestre, quadri, eccetera: punti di riferimento
distali). Al centro della stanza saranno presenti dei mobili relativamente
piccoli (sedie, tavolino, eccetera: punti di riferimento prossimali)
disposti casualmente su un tappeto circolare. In ogni prova, i soggetti
vedranno un fotogramma che rappresenta tali oggetti da un determinato
punto di vista e dovranno memorizzare la posizione di una pianta (oggetto
bersaglio) rispetto ai riferimenti spaziali distali oppure prossimali (fase di
codifica). Successivamente, i soggetti vedranno un fotogramma scattato da
un’altra angolazione, e dovranno stabilire se la posizione della pianta,
rispetto agli oggetti distali o prossimali, è la medesima o meno (fase di
richiamo). Tra la fase di codifica e quella di richiamo, potranno cambiare,
oltre al punto di vista dell’osservatore, la posizione della pianta rispetto ai
riferimenti spaziali prossimali e/o l’orientamento del tappeto (con la pianta
ed i mobili posti su di esso) rispetto alla stanza (modificando, in questo
modo, anche la relazione spaziale tra l’oggetto bersaglio e i punti di riferimento
distali).
Poiché il nostro interesse primario risiede nella possibilità di identificare
le basi neurali del processo di aggiornamento spaziale, confronteremo una
condizione in cui l’aggiornamento è possibile con una condizione in cui esso è
impedito. Nel primo caso (aggiornamento possibile), i soggetti vedranno effettivamente
un filmato che rappresenta il percorso seguito per passare dal
punto di vista osservato nella fase di codifica a quello osservato nella fase di
richiamo, e l’eventuale rotazione del tappeto: la pianta (oggetto bersaglio)
sarà tuttavia nascosta durante il tragitto. In questa situazione, i soggetti
potranno realmente aggiornare dinamicamente la posizione ricordata della
pianta mentre si muovono nella stanza. Nel secondo caso (aggiornamento
impedito), i soggetti vedranno unicamente il fotogramma di partenza e di
arrivo del movimento e dovranno quindi inferire la loro posizione durante la
fase di richiamo dall’osservazione della posizione degli elementi di arredo stabile
presenti sulle pareti della stanza. Questa condizione, in cui il soggetto si
ritrova in una nuova posizione senza aver potuto percepire come ci è giunto,
equivale ad una sorta di disorientamento virtuale seguito da riorientamento,
cioè come se avessimo bendato e disorientato il soggetto prima di permettergli
di osservare l’ambiente da una nuova posizione.
In un secondo esperimento, indagheremo l’aggiornamento delle rappresentazioni
spaziali sottostante l’abilità umana di immaginare di adottare il
punto di vista di un altro agente (perspective taking) [Vogeley, Fink 2003]. Lo
studio del perspective taking ha ricevuto particolare impulso dall’utilizzo di
ambienti virtuali popolati da avatar. Questi personaggi virtuali possono essere
considerati osservatori speciali della scena virtuale dal momento che il soggetto
può abbandonare il proprio punto di vista per immaginare quello che
l’avatar vede [Amorim 2003]. La capacità di assumere una diversa prospettiva
di osservazione richiede comunque la capacità di aggiornare le rappresentazioni
spaziali reclutate per traslare il proprio punto di vista. Le basi neurali di
queste rappresentazioni verranno esplorate utilizzando lo stesso compito di
memoria spaziale proposto per il secondo esperimento, con l’unica differenza
che, durante la fase di codifica, sarà visibile un personaggio virtuale (avatar),
2008 535

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
che anticiperà al soggetto la prospettiva di osservazione da cui egli osserverà
la scena durante la fase di richiamo.
Ad oggi, è stata ultimata la creazione dell’ambiente virtuale e degli stimoli
sperimentali (immagini tratte dall’ambiente) relativi agli esperimenti
progettati.
– Amorim MA (2003) Vis Cogn 10: 157-199.
– Simons DJ, Wang RF (1998) Psychol Sci 9: 315–320.
– Vogeley K, Fink GR (2003) Trends Cogn Sci 7: 38–42.
– Wang RF, Simons DJ (1999) Cognition 70: 191–210.
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.
F.4.2 – Localizzazione delle sorgenti neurali dei potenziali evocati visivi
per stimoli in movimento (Sabrina Pitzalis)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Percezione visiva, motion-onset, ERP, fMRI, co-registrazione
ERP-fMRI, brain mapping, mapping retinotopico.
Descrizione
Le tecniche elettrofisiologiche dei potenziali evento correlati (ERP) sono
molto utilizzate nel campo delle neuroscienze per lo studio del funzionamento
cerebrale. 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 che non consente di conoscere l’origine cerebrale
delle varie componenti degli ERP. La localizzazione delle principali componenti
ERP è invece un aspetto di fondamentale importanza per chi li studia ed
ha appassionato molti studiosi fin dal principio.
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
[Heinze et al. 1994; Di Russo et al. 2002]. Inoltre, negli ultimi 10 anni sono
state sviluppate delle tecniche che permettono la combinazione dei dati ERP
con quelli di risonanza magnetica funzionale (fMRI) che ha un’alta risoluzione
spaziale (dell’ordine di millimetri) ma una scarsa risoluzione temporale
se paragonata agli ERP (dell’ordine del secondo) dovuta ai tempi lenti della
536 2008

Neuroimmagini funzionali
risposta emodinamica. 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. In particolare l’fMRI unita alle tecniche
di Brain Mapping retinotopico [Sereno et al. 1995] consente di definire
con precisione la posizione delle aree visive striate ed extra striate (V1, V2,
V3/VP, V3A, V4v) e dunque è possibile localizzare le origini degli ERP nelle
aree visive con grande dettaglio.
Il nostro gruppo di ricerca è stato particolarmente produttivo nello sviluppo
di questa integrazione per quanto riguarda la percezione visiva ed ha
prodotto diversi studi che sono già un punto di riferimento per i ricercatori
del settore [Di Russo et al. 2002, 2005, 2007]. I VEP si dividono in base alla
modalità di stimolazione visiva e i nostri studi finora pubblicati si sono occupati
delle seguenti modalità: Pattern-Onset (Di Russo et al. 2002), Pattern-
Reversal [Di Russo et al. 2005] e Steady-State [Di Russo et al. 2007].
Lo scopo principale del progetto è quello di proseguire questa linea
di ricerca localizzando le componenti del VEP da movimento per la modalità
motion-onset che ancora non è stata localizzata con precisione, con
uno specifico protocollo di stimolazione (pattern-onset) ed attraverso la
combinazione di tecniche elettrofisiologiche (ERP-Event Related Potentials)
e di neuroimmagine funzionale (fMRI). Nei VEP da stimoli in movimento,
due sono le componenti solitamente studiate: una intorno a 100 ms e
un’altra intorno a 150 ms. Dati precedenti, in particolare uno studio che
combinava la tecnica della magnetoencefalografia (MEG) con la risonanza
magnetica anatomica (MRI), suggeriscono il coinvolgimento di V1 e V5
[Schoenfeld et al. 2002]. Al momento però non ci sono né studi che combinano
VEP ed fMRI né studi che hanno testato i quattro quadranti. L’utilizzo
dei quattro quadranti è invece importante perché evita la sovrapposizione
delle onde elettrofisiologiche la quale a sua volta comporterebbe
la cancellazione di alcune componenti principali (come quelle prodotte
dall’area visiva primaria). Inoltre si intende confermare se veramente ad alte
velocità l’attività di V5 bypassa V1, un’ipotesi proposta in letteratura molti
anni fa e mai verificata con tecniche moderne di coregistrazione ERP/fMRI
[Ffytche et al. 1995].
In una prima parte dello studio si acquisiranno dati elettrofisiologici
(registrazioni multicanale, 64 elettrodi) da un gruppo di circa 24 soggetti
sani. In una seconda parte dello studio si eseguirà l’acquisizione di dati di
risonanza magnetica anatomica e funzionale (fMRI- tecnica BOLD-weighted
images) [Kwong et al. 1992] su un sottogruppo di soggetti (almeno 12)
utilizzando il magnete a 3T (Siemens, ALLEGRA).
I soggetti sperimentali saranno sottoposti a 4 sessioni sperimentali
separate: una sessione anatomica e tre sessioni funzionali. Nella sessione
anatomica verranno acquisite 2 sequenze anatomiche (MPRAGE) per la
ricostruzione e “ gonfiaggio ” della superficie corticale di ogni singolo partecipante
[Dale et al. 1999; Fischl et al. 1999]. Questa procedura è importante
per ottenere una precisa localizzazione dell’attività funzionale sull’anatomia
individuale. Nelle tre sessioni funzionali verranno acquisite immagini
BOLD EPI durante lo svolgimento dei seguenti tre protocolli:
2008 537

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
1) Mappaggio delle principali aree corticali visive (V1, V2, V3, V3a, VP,
V4v) attraverso il metodo del “ Field-Sign ” [Sereno et al. 1995]. 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). Gli stimoli sono periodici (la durata di un ciclo è di 64 sec) e prevedono
l’utilizzo di un paradigma codificato in fase.
2) Mappaggio delle aree sensibili al Movimento (MT/V5) tramite la presentazione
alternata di stimoli in movimento e di stimoli stazionari [Tootell et al.
1995]. Gli stimoli sono presentati secondo un paradigma a blocchi ON (16 s)
versus OFF (16 s).
3) Esperimento sul movimento (in modalità motion-onset) nei quattro quadranti
visivi. Lo stimolo visivo è costituito da grate sinusoidali di forma circolare
(gabor patch) poste nei quattro quadranti del campo visivo. Lo stimolo ha un
diametro di 2° ed è posto a 4° di eccentricità rispetto al punto di fissazione centrale
(frequenza spaziale 2 cicli/grado; contrasto 60%). Lo stimolo target è in
movimento e presenta una variazione di fase a 360° ogni 200 ms. Il movimento
dello stimolo viene presentato in due condizioni: lenta (4 gradi/sec) e veloce (20
gradi/sec). Il protocollo di stimolazione usato è di tipo ‘pattern-onset’.
In tutti e tre i protocolli sperimentali di risonanza magnetica funzionale, i
soggetti dovranno soltanto mantenere gli occhi sul punto centrale di fissazione
(compito passivo). Nell’esperimento motion-onset ai soggetti verrà
anche chiesto di premere un bottone della pulsantiera (senza mai muovere gli
occhi), ogni qualvolta il punto di fissazione cambia colore per una frazione di
secondo (da nero a grigio). Questo semplice compito serve solo per mantenere
un buon livello di stabilità della fissazione al centro dello schermo.
Per l’analisi dei dati individuali sia anatomici che funzionali verrà utilizzato
il software FreeSurfer. I dati funzionali individuali saranno analizzati mediante
analisi di Fourier che consente di estrarre la fase del segnale a livello del singolo
voxel. Mentre per l’analisi di gruppo verrà usato il software SPM5 seguendo
procedure di analisi standard (slice timing, motion correction, normalization,
smoothing). Infine verrà utilizzato il software BESA 2000 per la co-registrazione
dei dati VEP con le attivazioni fMRI. La localizzazione spazio-temporale
delle sorgenti neurali sarà basata su un modello realistico della testa. Lo studio
confronterà dati raccolti con la tecnica di registrazione ERP ed fMRI allo scopo
di evidenziare i processi neurali sottostanti il motion onset. 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 AM, Fischl B, Sereno MI (1999) Neuroimage 9: 179.
– Di Russo F, Martínez A, Sereno MI, Pitzalis S, Hillyard SA (2002) Human Brain
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– Di Russo F, Pitzalis S, Aprile T, Spitoni G, Patria F, Spinelli D and Hillyard SA
(2005) Neuroimage 24(3): 874-886.
538 2008

Neuroimmagini funzionali
– Di Russo F, Pitzalis S, Aprile T, Spitoni G, Patria F, Stella A, Spinelli D, Hillyard SA
(2007) Human Brain Mapping 28: 323-334.
– Ffytche DH, Skidmore BD, Zeki S (1995) Proc Biol Sci 260(1359): 353-358.
– Fischl B, Sereno MI, Dale AM (1999) Neuroimage 9: 195.
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– Kwong KK, Belliveau JW, Chesler DA (1992) PNAS USA 89: 5675-5679.
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– Sereno MI, Dale AM, Reppas JB, Kwong KK, Belliveau JW, Brady TJ, Rosen BR,
Tootell RB (1995) Science 268 (5212): 889-893.
– Tootell RB, Reppas JB, Kwong KK, Malach R, Born RT, Brady TJ, Rosen BR, Belliveau
JW (1995) J Neurosci 15: 3215-3230.
Attività previste
• Misure di potenziali evocati visivi su 24 volontari sani.
• Misure di risonanza magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto
BOLD su un gruppo di 12 volontari sani.
• Analisi delle neuroimmagini ed identificazione dei circuiti cerebrali
responsabili dei processi di interesse.
F.4.3 – Interazione multisensoriale fra orientamento endogeno
ed esogeno dell’attenzione spaziale (Valerio Santangelo)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Orientamento endogeno, orientamento esogeno, integrazione
multisensoriale, sistema uditivo, sistema visivo, attenzione spaziale.
Descrizione
L’orientamento delle risorse attentive nello spazio in assenza di movimenti
oculari coinvolge due diversi meccanismi: uno volontario ed uno automatico.
Nel primo caso, a cui in genere si fa riferimento con il termine di
orientamento endogeno dell’attenzione spaziale, le risorse attentive sono
“ spinte ” verso lo stimolo o la locazione d’interesse. Nel secondo caso, a cui in
genere ci si riferisce con il temine di orientamento esogeno dell’attenzione
spaziale, le risorse attentive vengono invece “ attratte ” o catturate da bruschi
eventi che si verificano nello spazio circostante [Klein e Shore 2000; Pinsk et
al. 2004]. In particolare, è sempre stato enfatizzato il fatto che mentre l’orientamento
endogeno è sotto il controllo volontario della persona, nel senso che
quest’ultima può consapevolmente decidere in ogni istante dove focalizzare
tali risorse, l’orientamento esogeno è automatico, cioè completamente indipendente
o non sensibile ad alcuna forma di controllo volontario [Jonides
1981].
2008 539

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
Gli effetti di orientamento endogeno ed esogeno sono stati in genere
studiati tramite l’utilizzo di varianti del paradigma di Posner [Posner 1978,
1980; Posner e Cohen 1984], in cui uno stimolo “ target ” (che deve essere
rilevato e/o discriminato da parte dei partecipanti al compito) viene presentato
in una di due possibili locazioni spaziali. Nel caso di orientamento esogeno,
lo stimolo target viene preceduto dalla presentazione di un indizio
spaziale (“ cue ”) non-informativo rispetto alla posizione del target in arrivo.
Nel caso di orientamento endogeno, invece, lo stimolo target viene preceduto
da uno stimolo centrale simbolico (in genere una freccia) che indica
con elevata probabilità la posizione del target in arrivo, in modo tale che la
migliore strategia per rispondere velocemente ed accuratamente (come ai
partecipanti viene in genere richiesto di fare) sia quella di spostare volontariamente
le proprie risorse attentive nella locazione indicata dell’indizio
spaziale. Tipicamente, le risposte in questo tipo di compito (sia endogeno
che esogeno) sono più veloci e più accurate quando lo stimolo target viene
presentato nella posizione indicata dal cue (prova “ valida ”) rispetto alla
posizione opposta (prova “ invalida ”).
È importante notare a questo punto che gli eventi, gli oggetti, ed il
modo in cui interagiamo con essi nella vita quotidiana è di rado limitato
ad un’unica modalità sensoriale. Molto più spesso, invece, i segnali provenienti
dal mondo esterno sono una combinazione di stimoli uditivi, visivi,
tattili, ecc. Infatti, è noto ormai da tempo che le modalità sensoriali possono
interagire fra di loro, dando vita a diversi ed affascinanti fenomeni,
come ad esempio l’effetto McGurk, in cui il solo fatto di vedere delle labbra
che articolano una sillaba (ad es. ‘ga’) altera la percezione di una sillaba
udita (ad es. ‘ba’ viene percepito come ‘da’) [McGurk e MacDonald
1976]. In effetti, anche l’orientamento dell’attenzione nello spazio, sia esso
endogeno o esogeno, non è immune da fenomeni di interazione multisensoriale.
Infatti, è ormai ampiamente dimostrato che l’effetto di ‘validità’
ottenuto con le varianti del paradigma di Posner si verifica non solo a
livello unisensoriale (cioè all’interno della modalità sensoriale: visiva, uditiva
o tattile) ma anche a livello multisensoriale, cioè quando stimolo cue e
stimolo target appartengono a modalità sensoriali diverse. Effetti cuing
sono stati infatti dimostrati anche a livello audio-visivo [vedi ad es. McDonald
e Ward 2000; Spence e Driver 1997], visuo- e audio-tattile [vedi ad es.
Spence et al. 1998].
Sebbene orientamento endogeno ed esogeno competano continuamente
per il controllo delle risorse attentive, lo studio dell’interazione fra tali meccanismi
è iniziato solo di recente ed è per ora limitato a livello comportamentale
unisensoriale visivo [Berger et al. 2005; Müller e Rabbitt 1989; Theeuwes
1991; Van der Lubbe e Postma 2005; Yantis e Jonides 1990]. Infatti, sebbene
esistano studi di neuroimmagini che hanno esaminato i correlati neurali di
orientamento endogeno ed esogeno separatamente [vedi ad es. Kincade et al.
2005], non esistono ancora studi che indaghino le basi neurali dell’interazione
fra tali sistemi in un contesto multisensoriale. Infatti, se è interessante indagare
le modalità attraverso le quali orientamento endogeno e esogeno interagiscono
(o competono) tra di loro per l’allocazione delle risorse visive, ancora
540 2008

Neuroimmagini funzionali
più interessante appare l’interazione tra tali meccanismi nel momento in cui
vengano utilizzati stimoli appartenenti a diverse modalità sensoriali, e cioè in
un contesto maggiormente “ ecologico ”. Non accadono di rado, infatti, situazioni
nella vita quotidiana in cui, mentre una persona impegna volontariamente
le proprie risorse attentive in un determinato compito, ad esempio
‘visivo’ (come la lettura), uno stimolo elaborato tramite un’altra modalità sensoriale,
ad esempio ‘uditiva’ (come il rumore di un bicchiere che cade), possa
distogliere la suddetta persona dal compito in cui è impegnata catturando la
sua attenzione.
È stato sviluppato un sistema multimediale che consente di portare con
estrema facilità stimoli audio-visivi all’interno del tomografo, ed in particolare,
ad una distanza di pochi centimetri rispetto al viso del soggetto, consentendo
una massima discriminabilità degli stimoli sperimentali. Tale sistema
consentirà a breve l’inizio della raccolta dati. Due studi pilota hanno infatti
dimostrato come tale sistema sia in grado di fornire una stimolazione audiovisiva
del tutto adeguata agli scopi del presente studio.
Scopo del presente progetto è, quindi, esaminare i substrati neurali
che sottendono l’interazione multisensoriale (ed, in particolare, audiovisiva)
tra meccanismi di orientamento endogeno ed esogeno attraverso
metodiche di acquisizione di neuroimmagini come la risonanza magnetica
funzionale.
– Berger A, Henik A, Rafal R (2005) Journal of Experimental Psychology: General 134:
207-221.
– Jonides J (1981) In Long J, Baddeley A (eds.) Attention and performance. IX Hillsdale,
NJ: Erlbaum, 187-203.
– Kincade JM, Abrams RA, Astafiev SV, Shulman GL, Corbetta M (2005) Journal of
Neuroscience 25: 4593-4604.
– Klein RM, Shore D (2000) In Monsell S, Driver J (eds) Attention and performance.
XVIII: Control of cognitive processes. Cambridge, MA: MIT Press, 195-208.
– McDonald JJ, Ward LM (2000) Psychological Science 11: 167-171.
– McGurk H, MacDonald J (1976) Nature 264: 746-748.
– Müller HJ, Rabbitt PMA (1989) Journal of Experimental Psychology: Human Perception
and Performance 15: 315-330.
– Pinsk MA, Doniger GM, Kastner S (2004) Journal of Neurophysiology 92: 622-629.
– Posner MI (1978) Chronometric explorations of mind. Hillsdale, NJ: Erlbaum.
– Posner MI (1980) Quarterly Journal of Experimental Psychology, 32: 3-25.
– Posner MI, Cohen Y (1984) In Bouma D, Bouwhuis D (eds) Attention and performance.
X Hillsdale, NJ: Erlbaum, 531-556.
– Spence C, Driver J (1997) Perception and Psychophysics 59: 1-22.
– Spence C, Nicholls MER, Gillespie N, Driver J (1998) Perception and Psychophysics
60: 544-557.
– Theeuwes J (1991) Perception and Psychophysics 49: 83-90.
– Van der Lubbe RHJ, Postma A (2005) Experimental Brain Research 164: 464-471.
– Yantis S, Jonides J (1990) Journal of Experimental Psychology: Human Perception
and Performance 16: 121-134.
2008 541

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F
Attività previste
16 volontari di età compresa fra i 18 ed i 35 anni verranno reclutati per
prendere parte all’esperimento. Tali partecipanti dovranno avere acuità visiva
ed uditiva nella norma, e non dovranno aver subito precedenti danni neurologici,
ne aver sofferto di problemi psichiatrici.
Prima dell’acquisizione di immagini funzionali, ciascun soggetto prenderà
parte ad una fase di preparazione (‘training’) in cui potrà familiarizzare
con il compito sperimentale.
F.4.4 – Discriminazione tattile di giudizi di distanza e morbidezza
in una popolazione di soggetti normali: studio di fMRI
(Grazia Spitoni)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Discriminazione tattile, giudizio distanza, fMRI, S1, S2, plasticità
corticale.
Descrizione
La percezione dello spazio non è un processo unitario. Essa si basa sull’interazione
fra rappresentazioni distinte delle diverse porzioni dello spazio
esterno in funzione della distanza dal corpo del soggetto. Inoltre le diverse
informazioni sensoriali contribuiscono a costruire sia rappresentazioni spaziali
specifiche sia multisensoriali. Ad esempio per determinare con esattezza
la posizione e la natura di uno stimolo tattile su un distretto corporeo è necessario
sapere non solo quale parte del corpo è stata stimolata ma anche dove
quella specifica parte del corpo è posizionata rispetto allo spazio; questa particolare
operazione richiede l’integrazione di informazioni visive, tattili e propriocettive.
All’interno di questa cornice teorica nel primo anno di lavoro del progetto,
è stato condotto uno studio fMRI per indagare le basi neurali delle valutazioni
di distanze tattili su diversi distretti corporei. I risultati hanno
mostrato la presenza di un sistema fronto-parietale selettivamente coinvolto
in un compito di discriminazione di distanza sul corpo. Recentemente particolare
interesse è stato diretto a come processi d’integrazione di stimoli provenienti
da modalità sensoriali differenti pervengono alla costruzione di percetti
unitari. In uno studio sulla discriminazione di distanze visive sul corpo, Taylor-Clarck
[2004] ha dimostrato che l’accuratezza di giudizio di una determinata
misura spaziale sul braccio migliora significativamente quando il percipiente
vede il suo stesso braccio ingrandito. Ad oggi i meccanismi fisiologici
di tale fenomeno risultano poco chiari. Ad un livello ancora più basilare,
anche i meccanismi fisiologici del semplice giudizio di distanza visiva su
diverse parti del corpo sono poco studiati.
A tal fine in questo secondo anno, utilizzeremo la risonanza magnetica
funzionale per misurare l’attivazione corticale durante l’effettiva esecuzione
542 2008

Neuroimmagini funzionali
del giudizio di distanze visive e tattili sul corpo, in un gruppo di soggetti
normali.
L’ipotesi è che se i due compiti condividono lo stesso processo cognitivo
di base, la loro esecuzione dovrebbe attivare aree sensoriali diverse per
quanto riguarda l’elaborazione dello stimolo ma la stessa area per quanto
riguarda il processo cognitivo di discriminazione di distanze sul corpo. Le
aree della corteccia saranno caratterizzate da un punto di vista funzionale
mediante l’utilizzo di un protocollo sperimentale atto a testare la sensibilità
visiva e tattile attraverso stimolazioni in grado di generare l’esperienza di
diverse distanze sul corpo nelle due modalità.
Più in dettaglio ad ogni soggetto verrà chiesto di eseguire due compiti.
Nel compito giudizio di distanza tattile, sarà chiesto di valutare quale, tra due
stimolazioni meccaniche su braccio e gamba, è percepita come distanza maggiore.
Analogamente nel compito di giudizio di distanza visiva, il soggetto è
invitato a dare un giudizio rispetto alla maggiore distanza tra una coppia di
punti luminosi proiettati sul braccio e una coppia di punti luminosi proiettati
sulla gamba.
Come la ricerca precedente anche risultati di questo studio saranno utilizzati
in una ricerca separata, per studiare fenomeni di plasticità corticale in
soggetti con allungamento chirurgico degli arti.
Risultati e prodotti conseguiti
Sinora i risultati hanno mostrato la presenza di un sistema frontoparietale
selettivamente coinvolto in un compito di discriminazione di
distanza tattile sul corpo.
Attività previste
• Misure di risonanza magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto
BOLD su un gruppo di 18-20 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.
2008 543

G–RICERCA CLINICA TRASLAZIONALE
STEFANO PAOLUCCI
Fondazione Santa Lucia

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.1 –FATTORI PROGNOSTICI E PROBLEMATICHE RELATIVE A PAZIENTI
CON SCLEROSI MULTIPLA
G.1.1 – La quantificazione del danno tissutale in pazienti con Sclerosi
Multipla con tecniche avanzate a 3Tesla (Umberto Sabatini)
G.2 –FATTORI PROGNOSTICI NELLA RIABILITAZIONE POST-ICTALE
G.2.1 – La spalla dolorosa dell’emiplegico (continuazione)
(Alessandra Pompa)
G.2.2 – Influenza prognostica dell’incremento dei livelli ematici
della Proteina C-reattiva e del Fibrinogeno sul recupero funzionale
dei pazienti con stroke ischemico (continuazione) (Elio Troisi)
G.3 –MESSA A PUNTO DI PROTOCOLLI PER LA GESTIONE
DI PROBLEMATICHE CLINICHE AD ALTO IMPATTO INVALIDANTE
G.3.1 – Disfagia post-chirurgica delle vie aerodigestive superiori e disfagia
post-attinica. Confronto dei risultati funzionali e nutrizionali
(Paola Calcagno)
G.3.2 – Biomarkers ematici nel traumatizzato cranico con esiti di coma
in fase riabilitativa (continuazione) (Rita Formisano)
G.3.3 – Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato o grave
sulle abilità mnesiche, durante il periodo di amnesia post-traumatica
(APT) e dopo la sua risoluzione (continuazione) (Rita Formisano)
G.3.4 – I disturbi della consapevolezza e la qualità della vita in pazienti
con esiti di trauma cranio-encefalico (TCE) (continuazione)
(Rita Formisano)
G.3.5 – La pompa con baclofen intratecale nei pazienti con esiti di grave
cerebrolesione acquisita: progetto di collaborazione Unità Post-Coma
della Fondazione Santa Lucia e reparto di Neurochirurgia Funzionale
del Policlinico Gemelli. Studio multicentrico retrospettivo nazionale
(continuazione) (Rita Formisano)
G.3.6 – Plasticità del sistema nervoso centrale (SNC) dopo procedura
neurochirurgica (nuovo) (Rita Formisano)
G.3.7 – Protocollo di studio per la valutazione della tollerabilità
e dell’efficacia della rivastigmina sui disturbi cognitivi
e comportamentali conseguenti a trauma cranio-encefalico (TCE)
e altre gravi cerebrolesioni acquisite (GCLA) con coma in pazienti
stabilizzati (continuazione) (Rita Formisano)
G.3.8 – Studio multicentrico internazionale sulla qualità della vita
nel traumatizzato cranico (QOLIBRI) (continuazione)
(Rita Formisano)
G.3.9 – Valutazione dei disturbi attentivi con paradigma informatico
in pazienti con esiti di grave trauma cranico (continuazione)
(Rita Formisano)
G.3.10 – Valutazione del paziente affetto da Parkinsonismo Post-Traumatico
mendiante Risonanza Magnetica funzionale (RMf) prima e dopo
terapia con L-Dopa (Rita Formisano)
546 2008

Ricerca clinica traslazionale
G.3.11 – Utilizzo della Scala di Melbourne come strumento
di verifica dell’apprendimento motorio in bambini affetti
da postumi di paralisi cerebrale trattati con bendaggio funzionale
(Daniela Morelli)
G.3.12 – Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti post-ictali
con cerebrolesione destra ed emidisattenzione (continuazione)
(Stefano Paolucci)
G.3.13 – Dall’alimentazione enterale per SNG o PEG all’alimentazione orale
nei pazienti disfagici: sviluppo di protocolli per bilanciare
e somministrare l’apporto nutrizionale (continuazione)
(Marilia Simonelli)
G.3.14 – Valutazione di efficacia di due diversi protocolli di attività fisica
adattata in persone affette da broncopneumopatia cronica ostruttiva
(BPCO) (Marco Traballesi)
G.3.15 – Applicazione di un metodo di quantificazione del contenuto
di ferro cerebrale nel paziente affetto da malattia di Parkinson
(Umberto Sabatini)
G.3.16 – Nuova metodica di coregistrazione dei dati di diffusione
in MRI (Umberto Sabatini)
G.3.17 – Sviluppo di tecniche di trattografia second tensor (Umberto Sabatini)
G.3.18 – Valutazione della segmentazione automatica dei nuclei sottocorticali
tramite kmeans clustering (Umberto Sabatini)
G.4 – PROBLEMATICHE COGNITIVE IN PAZIENTI CON SCLEROSI MULTIPLA
G.4.1 – Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico
con immunomodulatori in pazienti ambulatoriali
con Sclerosi Multipla (continuazione) (Maria Grazia Grasso)
G.5 – STUDI DI TIPO FISIOLOGICO APPLICATI
ALLE VARIE PROBLEMATICHE RIABILITATIVE
G.5.1 – Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello di partecipazione
sull’outcome riabilitativo (continuazione) (Cecilia Guariglia)
G.5.2 – Valutazione di bambini emiplegici e diplegici trattati
con bendaggio funzionale (continuazione) (Daniela Morelli)
G.5.3 – Trattamento con dispositivo elettromeccanico con sgravio
del carico Gait Trainer: valutazione del costo energetico
(Giovanni Morone)
G.5.4 – Trattamento riabilitativo con uso di apparecchiature per scarico
parziale del peso corporeo in pazienti con esiti di stroke
(continuazione) (Luca Pratesi)
G.5.5 – Determinazione del costo energetico della deambulazione
in persone amputate di coscia protesizzate (Marco Traballesi)
G.5.6 – Effetti dell’esercizio fisico regolare sullo stile di vita, lo stato funzionale
e psicologico del soggetto anziano (continuazione) (Marco Traballesi)
G.5.7 – Studio delle pressioni tra il moncone di coscia e l’invaso
della protesi (Marco Traballesi)
2008 547

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.5.8 – Studio longitudinale degli adattamenti cardiovascolari e metabolici
in atleti disabili di alto livello praticanti nuoto (continuazione)
(Marco Traballesi)
G.5.9 – Correlati neuro-anatomo funzionali della rappresentazione motoria
nella malattia di Parkinson (Umberto Sabatini)
G.6 –SVILUPPO DI PROTOCOLLI E LINEE GUIDA PER IL TRATTAMENTO RIABILITATIVO
DELLE LESIONI MIDOLLARI E DELLE SINDROMI DA DANNO CEREBELLARE
G.6.1 – Sviluppo di protocolli e linee guida per il trattamento riabilitativo
delle lesioni midollari e delle sindromi da danno cerebellare
(Maria G. Leggio)
G.6.2 – Studio clinico strumentale della deambulazione nei pazienti
con disabilità neurologiche (continuazione) (Marco Molinari)
G.6.3 – Sviluppo di scale di valutazione per l’autonomia dei pazienti mielolesi
(continuazione) (Giorgio Scivoletto)
G.7 –STUDI DI TIPO OSSERVAZIONALE
G.7.1 – Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero
in pazienti anziani (>65 anni) con recenti postumi di un evento
cerebrovascolare (Stefano Paolucci)
G.7.2 – Valutazione outcome riabilitativo nei pazienti con evento
cerebrovascolare mediante un nuovo protocollo standardizzato
di valutazione (PMIC) (Stefano Paolucci)
548 2008

Ricerca clinica traslazionale
G.1 – FATTORI PROGNOSTICI E PROBLEMATICHE RELATIVE A PAZIENTI
CON SCLEROSI MULTIPLA
G.1.1 – La quantificazione del danno tissutale
in pazienti con Sclerosi Multipla con tecniche avanzate a 3Tesla
(Umberto Sabatini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Sclerosi Multipla, risonanza magnetica, risposta terapeutica,
riabilitazione.
Descrizione
Lo studio ha l’obiettivo di effettuare la quantificazione del danno tissutale
nel paziente affetto da Sclerosi Multipla mediante tecniche di neuroimmagini
avanzate e con approccio multimodale con apparecchiatura di risonanza
magnetica ad alto campo (3T), volta a creare strumenti per la quantificazione
della progressione di malattia e la risposta alla terapia farmacologica e riabilitativa.
2008 549

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.2 – FATTORI PROGNOSTICI NELLA RIABILITAZIONE POST-ICTALE
G.2.1 – La spalla dolorosa dell’emiplegico (Alessandra Pompa)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 24 mesi con proroga di 12 mesi per il 2008
Parole chiave: Ictus, fattori prognostici, recupero funzionale, spalla dolorosa.
Descrizione
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%.
Obiettivo di questo studio è registrare la prevalenza e l’incidenza della sintomatologia
dolorosa della spalla nei pazienti di età compresa fra 18 e 80
anni, con primo episodio cerebrovascolare (ischemico o emorragico) ed insorgenza
di spalla dolorosa entro 12 mesi dall’evento ictale e valutare le loro
caratteristiche epidemiologiche e cliniche.
Risultati e prodotti conseguiti
Attualmente sono stati inclusi 14 pazienti affetti da lesione cerebrale
vascolare unilaterale.
Attività previste
Ampliamento del gruppo sperimentale di pazienti con Stroke ischemico e
spalla dolorosa.
G.2.2 – Influenza prognostica dell’incremento dei livelli ematici
della Proteina C-reattiva e del Fibrinogeno sul recupero funzionale
dei pazienti con stroke ischemico (Elio Troisi)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 24 mesi con proroga di 12 mesi per il 2008
Parole chiave: Ictus, riabilitazione, fattori prognostici, recupero funzionale.
Descrizione
Lo studio si inserisce nel filone che indaga sui fattori predittivi sull’“
outcome ” funzionale dei pazienti con ictus. Elevati livelli di fibrinogeno
possono essere considerati indicatori, oltre a contribuire alla loro genesi, della
formazione e della progressione delle placche aterosclerotiche. 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.
550 2008

Risultati e prodotti conseguiti
Ricerca clinica traslazionale
Attualmente sono stati registrati i dati di 142 pazienti con primo stroke
ischemico.
Attività previste
Proroga di 12 mesi per l’ampliamento del gruppo sperimentale di pazienti
con stroke ischemico ed elaborazione analisi statistica.
2008 551

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.3 – MESSA A PUNTO DI PROTOCOLLI PER LA GESTIONE
DI PROBLEMATICHE CLINICHE AD ALTO IMPATTO INVALIDANTE
G.3.1 – Disfagia post-chirurgica delle vie aerodigestive superiori
e disfagia post-attinica. Confronto dei risultati
funzionali e nutrizionali (Paola Calcagno)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Disfagia, radioterapia, nutrizione, protocolli riabilitativi.
Altri Enti coinvolti: IFO, Dipartimento “ G. Ferreri ” Università La Sapienza
di Roma.
Descrizione
Dalla letteratura internazionale, in particolare dalla Scuola Americana,
viene ormai riportato che i tumori suscettibili di un trattamento chirurgico
conservativo mostrano gli stessi risultati oncologici se trattati con la radioterapia.
Tuttavia, sebbene entrambe le metodologie producano una grave alterazione
della funzionalità deglutitoria, mentre sono ampiamente documentati la
disfagia ed i risultati funzionali ottenuti con la riabilitazione nell’approccio
chirurgico, sono scarsamente riportati studi specifici sulla disfagia e sui risultati
riabilitativi con il trattamento radioterapico, infine non esistono confronti
sui risultati funzionali delle due metodologie, per quanto attiene gli aspetti clinici,
nutrizionali e di qualità della vita.
Il progetto di ricerca proposto ha l’obiettivo di:
– confrontare i risultati funzionali indotti dal trattamento oncologico chirurgico
con quelli ottenuti dal trattamento radioterapico, sui tumori delle vie
aerodigestive superiori, sia a breve, che a lungo termine;
– definire le caratteristiche della disfagia indotta dalle due diverse metodiche
e le possibilità di recupero della funzionalità deglutitoria;
– valutare l’impatto nutrizionale e sociale che deriva dall’impairment.
Materiali e metodi
Pazienti che ricoverati presso day hospital foniatrico o nelle U.O. della
Fondazione Santa Lucia dal 31.3.2008 al 31.3.2011 rispondono a questi:
Criteri di inclusione:
– età inferiore a 75 anni;
– disfagia della fase orale e/o faringea che richieda un training deglutitorio;
– pazienti sottoposti a chirurgia elettiva delle vie aero-digestive superiori, per
neoplasia;
– pazienti sottoposti a radioterapia elettiva per tumori delle vie aerodigestive
superiori.
Criteri di esclusione:
– compromissione cognitiva o alterazione del comportamento;
552 2008

– età > 75 anni;
– ripresa della malattia durante il periodo di presa in carico.
I pazienti reclutati saranno divisi in due gruppi:
gruppo I: pazienti con tumore della regione faringo-laringea;
gruppo II: pazienti con tumori del cavo orale.
Ricerca clinica traslazionale
Ciascun gruppo sarà diviso in due sottogruppi:
I A: pazienti sottoposti a trattamento chirurgico delle vie aerodigestive superiori
per neoplasia della regione faringo-laringea. In relazione alla tempestività
del trattamento riabilitativo saranno distinti:
I A1: che hanno ricevuto trattamento riabilitativo dall’immediato post-operatorio
(P.O.).
I A2: che hanno ricevuto un trattamento riabilitativo tardivo.
I B: pazienti con tumore della regione faringo-laringea sottoposti a radioterapia.
I B1: che hanno ricevuto trattamento riabilitativo dal momento d’insorgenza
della disfagia, quindi sono stati monitorati durante la radioterapia.
I B2: che hanno ricevuto un trattamento riabilitativo tardivo, perché non
monitorati.
II A: pazienti sottoposti a trattamento chirurgico per neoplasia delle strutture
del cavo orale. In relazione alla tempestività del trattamento riabilitativo
saranno distinti:
II A1: che hanno ricevuto trattamento riabilitativo dall’immediato post-operatorio
(dalla 12ª giornata P.O.).
II A2: che hanno ricevuto un trattamento riabilitativo tardivo (dalla 30ª giornata
P.O. in poi).
II B: pazienti con tumore delle strutture del cavo orale sottoposti a radioterapia.
II B1: che hanno ricevuto trattamento riabilitativo dal momento d’insorgenza
della disfagia, quindi sono stati monitorati durante la radioterapia.
II B2: che hanno ricevuto un trattamento riabilitativo tardivo, perché non
monitorati.
Ogni paziente di ciascun gruppo al momento della presa in carico (Ti),
mensilmente, al momento della dimissione (Tf) e a distanza di tre mesi dalla
dimissione (Tt) sarà sottoposto ai seguenti accertamenti e test:
1. Visita foniatrica con Bedside Examination + FEES per valutazione
della funzionalità deglutitoria dei pazienti durante la radioterapia e delle
caratteristiche della disfagia per la determinazione del piano di trattamento
foniatrico.
2. intervento nutrizionale che prevede i seguenti steps:
Screening del rischio nutrizionale – Lo screening nutrizionale, deve essere
effettuato al momento della presa in carico (Ti) attraverso uno dei seguenti
strumenti:
– Malnutrition Screening Tool;
2008 553

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
– Malnutritional Universal Screening Tool. In particolare il Malnutrition
Screening Tool è uno strumento adeguato per evidenziare il paziente
oncologico a rischio nutrizionale.
Assessment nutrizionale – L’assessment nutrizionale avverrà ai tempi Ti e Tt
attraverso:
– Patient-Generated Subjective Global Assessment (PG-SGA), appositamente
sviluppato per il paziente oncologico.
– Assessment biochimico: albumina plasmatica, PCR, emoglobina.
– Composizione corporea: determinazione attraverso misure antropometriche
(peso, altezza e calcolo del BMI, plica tricipitale, area muscolare
del braccio) e attraverso esame bioimpedenziometrico (BIA).
– Stima dei consumi alimentari mediante tecnica del “ Recall ” nutrizionale
(3 giorni).
– Valutazione della qualità della vita attraverso un questionario realizzato
dall’European Organisation for Research and Treatment of Cancer e specifico
per il paziente con cancro alla testa e al collo.
3. Studio radiologico morfodinamico della deglutizione + Radiografia
torace al tempo Ti, in caso di complicanze polmonari e al tempo Tt.
4. Dysphagia-specific quality of life questionnaire (M.D Anderson Dysphagia
Inventory).
5. Tempo di recupero della funzionalità deglutitoria (Tf), che coinciderà
con il completo svezzamento dall’alimentazione enterale.
Per i pazienti sottoposti a radioterapia il Ti coinciderà con l’accertamento
dell’insorgenza della disfagia, mentre l’inizio del monitoraggio sarà il T0. Il
piano di trattamento riabilitativo previsto per ciascun paziente, sarà personalizzato
in relazione alla situazione clinica e funzionale, ma saranno previsti i
seguenti trattamenti:
– terapia foniatrica;
– FKT respiratoria;
– FKT neuromotoria;
– training deglutitorio;
– valutazione giornaliera dello stato clinico (Pressione arteriosa, temperatura
corporea, saturazione ossigeno, monitoraggio alvo e diuresi; regolarità
sonno).
Il presente studio potrebbe dimostrare che:
1. A parità di risultato oncologico la chirurgia e la radioterapia delle vie
aero-digestive superiori inducono una disfagia con tempi, outcome di risultato
funzionale e qualità di vita diversi.
2. Il monitoraggio del paziente irradiato e, quindi, una precoce presa in
carico riabilitativa e nutrizionale, consentono una migliore qualità di vita ed
un minore rischio di malnutrizione e di complicanze polmonari.
3. Il recupero funzionale deglutitorio del paziente sottoposto a chirurgia
554 2008

Ricerca clinica traslazionale
è migliore quanto più è precoce l’inizio della riabilitazione, con riduzione dei
tempi di recupero e di incidenza di complicanze polmonari e malnutrizione.
4. Il miglioramento della qualità di vita è correlato ad una precoce presa
in carico riabilitativa.
Attività previste
Convegni, pubblicazioni scientifiche.
G.3.2 – Biomarkers ematici nel traumatizzato cranico
con esiti di coma in fase riabilitativa (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Descrizione
Lo studio si propone di indagare i biomarkers di maggiore significato predittivo
nel trauma cranico, nella fase riabilitativa, con prelievi ematici all’ingresso,
durante e al termine del ricovero.
Tali risultati saranno correlati con indici di disabilità ed esito finale ad
almeno un anno dal trauma cranico.
Risultati e prodotti conseguiti
Il numero di soggetti reclutati allo stato attuale risulta pari a 34 pazienti.
Attività previste
• È previsto l’incremento del campione e la valutazione del dosaggio dei
biomarkers. Su tutti i pazienti verranno effettuati prelievi ematici seriati (10
ml di sangue venoso) all’ingresso, durante il periodo di riabilitazione e alla
dimissione. I campioni ematici verranno immediatamente separati, centrifugati,
codificati (solo iniziali) e storati a – 80°.
• Per l’assessment clinico verranno somministrate la Glasgow Outcome
Scale-Extended (GOS-E) [Wilson et al. 1998] per indagare il livello di vigilanza,
la Disability Rating Scale (DRS) [Rappaport et al. 1982] per valutare il
grado di disabilità, e la LCF per misurare il livello delle funzioni cognitive. Le
scale verranno somministrate a 1-4 settimane, 3 mesi e 6 mesi e ove possibile
ad 1 anno dal trauma.
• Per la valutazione neuropsicologica, non appena i pazienti saranno
valutabili (3/6 mesi-1 anno), verranno indagati i seguenti ambiti: il livello
intellettivo generale (Matrici di Raven PM47), la memoria a breve e a lungo
termine verbale e visuo-spaziale (Digit Span, Corsi Block e 15 parole di Rey),
le funzioni esecutive (Wisconsin, Fluenza semantica e Fonologica), le funzioni
attentive (Matrici attentive e TEA) e il linguaggio (denominazione orale di
parole e Token test).
2008 555

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
• Per la parte riguardante lo studio della qualità della vita e del reinserimento
sociale verranno somministrati: il “ QOLIBRI” protocollo internazionale
sulla “ Quality of life in severe traumatic brain injury ” patients e il CIQ
(Community Integration Questionnaire) [Willer et al. 1993].
• Tutti i pazienti verranno sottoposti inoltre ad un esame di risonanza
magnetica cerebrale all’ingresso, durante la riabilitazione e ad 1 anno di
distanza per le possibili correlazioni con i dati neuroradiologici.
– Rappaport M et al. (1982) Arch Phys Med Rehabil 63: 118-123.
– Wilson JT et al. (1998) J Neurotrauma 8: 573-585.
– Willer B et al. (1993) J Head Trauma Rehabil 8: 75-87.
G.3.3 – Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato
o grave sulle abilità mnesiche, durante il periodo
di amnesia post-traumatica (APT) e dopo la sua risoluzione
(Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: GCA, coma, PTA.
Descrizione
Obiettivi del seguente studio sono quelli di valutare, mediante studi di Risonanza
Magnetica (RM) funzionale e neurofisiologici, gli effetti a livello anatomo-funzionale
del trauma cranico moderato o grave sulle abilità mnesiche:
– durante il periodo di APT;
– una volta che questa si sia risolta, nel gruppo di pazienti con progressiva
risoluzione dell’APT (Gruppo 1);
– in un gruppo di pazienti in cui l’APT non si risolve (Gruppo 3), che presentano
quindi un’evoluzione verso una sindrome amnesica persistente
(demenza post-traumatica);
– eventuali differenze anatomo-funzionali tra pazienti in APT e soggetti
sani (Gruppo 2), rispetto alle abilità mnesiche.
Attività previste
Lo studio prevede la valutazione di una popolazione di 15 soggetti con
esiti di TCE grave o moderato (Gruppo 1), in APT, mediante RM funzionale e
registrazione dei potenziali evocati (P300).
Tale popolazione sarà confrontata con 2 gruppi di controllo, che come il
Gruppo 1 saranno sottoposti ad esecuzione di RM funzionale e registrazione
dei potenziali evocati (P300):
a) Gruppo 2: 15 soggetti volontari sani.
b) Gruppo 3: pazienti appartenenti originariamente al Gruppo 1 che,
556 2008

Ricerca clinica traslazionale
dopo un tempo pari al quadruplo della durata del coma, presentino ancora
gravi disturbi amnesici (sindrome amnesica persistente).
Ipotizzando, infatti, la presenza di possibili differenze neuro-anatomo-funzionali
tra i pazienti in APT transitoria rispetto a pazienti in sindrome amnesica
persistente, si ritiene utile effettuare un confronto, non solo tra i pazienti (Gruppo
1) e il gruppo di soggetti sani (Gruppo 2), ma anche tra i pazienti con le due
diverse tipologie di disturbi mnesici (APT vs sindrome amnesica persistente).
G.3.4 – I disturbi della consapevolezza e la qualità della vita in pazienti
con esiti di trauma cranio-encefalico (TCE) (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Consapevolezza, trauma cranico.
Descrizione
Obiettivo primario dello studio è indagare variabili cognitive, cliniche,
funzionali, neuropsicologiche che siano predittive dei disturbi di consapevolezza
in pazienti con esiti di trauma cranico encefalico (TCE) grave.
Risultati e prodotti conseguiti
In uno studio preliminare è stata indagata la consapevolezza dei deficit con
il Questionario per la Consapevolezza [Awareness Questionnaire, Sherer et al.
1998], somministrato sia al paziente che al caregiver, in un totale di 22 pazienti
valutati anche mediante la batteria estesa di test neuropsicologici per la valutazione
del linguaggio, dell’attenzione, della memoria, del ragionamento e delle
funzioni esecutive. La durata dell’amnesia post-traumatica (APT) è risultato l’unico
predittore clinico dei deficit di consapevolezza, mentre tra i disturbi neuropsicologici,
i problemi di memoria e delle funzioni esecutive si mostrano significativamente
correlati con il deficit di consapevolezza.
Allo scopo di confermare tali dati preliminari, visto il ruolo fondamentale dei
deficit di consapevolezza per l’outcome neuropsicologico e la compliance del
paziente al trattamento riabilitativo, è stata ampliata la popolazione di pazienti a
cui è stato somministrato il medesimo protocollo di studio. La popolazione totale
attuale comprende 37 soggetti di cui 29 maschi (78%) e 8 femmine (22%) con età
media pari a 32,3 anni (DS=11,6) e una scolarità media di 12,6 anni (DS=3,1
anni). L’intervallo di tempo intercorso tra l’evento traumatico e la data della valutazione
(cronicità) corrisponde in media a 4,1 anni (DS=5). Tutti i pazienti hanno
subito un trauma cranio-encefalico (TCE), con un intervallo medio tra l’insorgenza
del coma e l’esecuzione degli ordini (TFC – durata del coma) pari a 31,7
giorni (DS=31,8) e la durata media dell’APT di 150,6 giorni (DS=258,7).
Attività previste
L’analisi preliminare dei dati ha mostrato una correlazione tra deficit
delle funzioni esecutive e deficit di consapevolezza del paziente, relativamente
2008 557

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
ad alcune specifiche aree. È in corso l’ampliamento ulteriore del campione al
fine d’indagare la relazione tra deficit cognitivi, di consapevolezza e qualità
della vita percepita dal paziente con esiti di TCE e dal suo caregiver.
G.3.5 – La pompa con baclofen intratecale nei pazienti con esiti di grave
cerebrolesione acquisita: progetto di collaborazione
Unità Post-Coma della Fondazione Santa Lucia e reparto
di Neurochirurgia Funzionale del Policlinico Gemelli.
Studio multicentrico retrospettivo nazionale (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Baclofen intratecale, spasticità, gravi cerebrolesioni.
Altri Enti coinvolti: Reparto di Neurochirurgia Funzionale del Policlinico
Gemelli.
Descrizione
Scopo dello studio è la 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Allo stato attuale sono stati sottoposti a impianto di pompa con baclofen
intratecale 13 pazienti che hanno mostrato una modificazione significativa
della spasticità alla Ashwort Scale e alla scala di misurazione degli spasmi
(Spasm Scores). Nella metà dei pazienti si riscontrava inoltre una risoluzione
della dolorabilità diffusa misurata alla Visual Analogic scale (VAS) e in un
terzo dei pazienti, in particolare in quelli in stato di minima coscienza, si evidenziava
una significativa riduzione della disautonomia vegetativa.
Per quanto riguarda gli effetti collaterali in uno dei 13 pazienti veniva
riportata una riduzione della vigilanza, in 2 un peggioramento della stipsi e in
1 una recrudescenza della disfagia in corso di trattamento foniatrico.
Attività previste
Lo studio prevede l’ampliamento del campione.
G.3.6 – Plasticità del sistema nervoso centrale (SNC)
dopo procedura neurochirurgica (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Plasticità, cranioplastica, tumori cerebrali non maligni, connettività,
trattografia.
558 2008

Descrizione
Ricerca clinica traslazionale
L’obiettivo principale dello studio è quello di valutare i cambiamenti plastici
della connettività del SNC dopo due diverse procedure neurochirurgiche,
quali la recisione di tumori cerebrali non maligni e la cranioplastica, per
mezzo di Risonanza Magnetica (RM) mediante trattografia.
Tutti i soggetti che hanno subito trattamento neurochirurgico saranno
esaminati, prima e dopo il trattamento, attraverso scale cliniche neurologiche,
un’estesa batteria di test neuropsicologici e trattografia (RM).
L’obiettivo secondario è la valutazione della predittività del recupero neurologico
e neuropsicologico e dell’outcome finale con trattografia in RM funzionale.
Attività previste
Saranno arruolate due popolazioni di pazienti: dieci pazienti affetti da
tumori cerebrali non maligni e dieci pazienti con grave trauma cranio encefalico
(TCE) o diffusa emorragia subaracnoidea con diagnosi di grave
lesione cerebrale (Glasgow Coma Scale – GCS

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
– Basso A, Capitani E, Laiacona M (1987) Functional Neurology 2: 189-194.
– Carlesimo GA, Caltagirone C, Gainotti G, Fadda L, Gallassi R, Lorusso S, Marfia G,
Marra C, Nocentini U, Parnetti L (1996) European Neurology 36: 378-384.
– Collen FM, Wade DT, Bradshaw CM (1991) Int Disabil Stud 13: 50-54.
– De Renzi E e Vignolo LA (1962) Brain 85: 556-678.
– Diller L, Weinberg J, Piasetsky E, Ruchdeschel-Hibbard M, Egelko S, Scotzin M,
Commotakis J, Gordon W (1974) Methods for the evaluation and treatment of the
visual perceptual difficulties of right brain damaged individuals. New York: University
Medical Centre, Supplement of the 8th Annual Workshop for Rehabilitation Professionals.
– Heaton RK, Chelune GJ, Talley JL, Kay GG, Curtiss G (2000) WCST: Wisconsin Card
Sorting Test. Forma completa revisionata. Adattamento italiano a cura di Hardoy
MC, Carta MG, Hardoy MJ e Cabras PL. Ed. It. OS Organizzazioni Speciali. Firenze.
– Heaton RK, Chelune GJ, Talley JL, Kay GG, Curtiss G (1993) Wisconsin Card Sorting
Test. Florida: Psychological Assessment Resources, Inc.
– Jennett B, Teasdale G (1981) Management of Head Injuries. Davis FA (ed.) Philadelphia.
– Krikorian R, Bartok J, Gay N (1994) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology
16(6): 840-850.
– Miceli G, Laudanna G, Burani C, Capasso R (1995) B.A.D.A., Batteria per l’analisi
dei deficit afasici. Roma: CEPSAG Ed., Università Cattolica del Sacro Cuore.
– Novelli G, Papagno C, Capitani E, Laiacona M, Vallar G e Cappa SF (1986) Archivio
di Psicologia, Neurologia e Psichiatria 47: 477-506.
– Orsini A, Grossi D, Capitani E, Laiacona M, Papagno C, Vallar G (1987) Italian
Journal of Neurological Sciences 8: 539-548.
– Orsini A (2003) Bollettino di psicologia applicata 239: 73-77.
– Raven JC (1954) Progressive matrices. Etablissements d’applications psychothecniques.
Ed. It: O.S. Organizzazioni Speciali Firenze.
– Rey A. (1958) Mémorisation d’une série de 15 mots en 5 répétitions. In Rey A (ed.)
L’ examen clinique en psychologies. Presses Universitaires des France, Paris.
– Shah S, Vanclay F, Cooper B (1989) J Clin Epidemiol 42(8): 703-709.
– Spinnler H, Tognoni G. (1987) Standardizzazione e taratura italiana di test neuropsicologici.
The Italian Journal of Neurological Sciences 6(8).
– Teasdale G, Jennett B (1974) Lancet 2(7872): 81-84.
– Zimmerman P, Fimm B (1992) Test Batterie zur Aufmerksamkeitsprüfung (TAP).
Würselen: Psytest.
G.3.7 – Protocollo di studio per la valutazione della tollerabilità
e dell’efficacia della rivastigmina sui disturbi cognitivi
e comportamentali conseguenti a trauma cranio-encefalico (TCE)
e altre gravi cerebrolesioni acquisite (GCLA)
con coma in pazienti stabilizzati (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Rivastigmina, TCE, GCLA.
560 2008

Descrizione
Ricerca clinica traslazionale
Viene proposta la valutazione di un campione di pazienti con disturbi
cognitivi e comportamentali, esito di trauma cranio-encefalico grave (TCE) e
altre cerebrolesioni acquisite (GCLA) con coma, in pazienti stabilizzati. Tali
pazienti verranno trattati con rivastigmina, farmaco già utilizzato nel trattamento
dei disturbi comportamentali, spesso associati ai deficit cognitivi, nella
demenza di Alzheimer con i seguenti obiettivi:
– valutare la tollerabilità del farmaco in una popolazione di pazienti giovani
adulti non affetti da patologia degenerativa;
– modificazione della funzione attenzionale;
– modificazione della funzione mnesica;
– modificazione del comportamento.
Il protocollo di valutazione prevede:
– scheda effetti indesiderati;
– elettroencefalogramma;
– Risonanza Magnetica funzionale (RMf);
– test neuropsicologici (Funzione attenzionale, mnesica);
– valutazione funzionale;
– valutazione comportamento.
Risultati e prodotti conseguiti
Sono stati finora inclusi nel protocollo cinque soggetti, tutti maschi, con
età media di 34,75 anni, quattro dei quali attualmente in fase di trattamento
farmacologico (T1), mentre un ultimo paziente arruolato ha eseguito la prima
valutazione (T0) e verrà nuovamente esaminato tra 12 settimane.
Attività previste
Si prevede di completare l’arruolamento dei pazienti.
G.3.8 – Studio multicentrico internazionale sulla qualità della vita
nel traumatizzato cranico (QOLIBRI) (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Descrizione
Nell’ambito del Progetto QOLIBRI (Quality of life in brain injury patients),
studio multicentrico internazionale che vede coinvolti oltre 10 Paesi di 8 lingue
diverse, si è deciso di approfondire lo studio della qualità di vita di un campione
di pazienti con esiti di Trauma Cranio-Encefalico (TCE) codificato secondo la
classificazione ICD 10 afferenti all’ospedale di Riabilitazione Santa Lucia.
Obiettivo dello studio era quello di correlare gli indici di gravità della fase
acuta e degli esiti neuromotori, neurosensoriali e neuropsicologici con la qua-
2008 561

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
lità della vita del traumatizzato cranico, così come viene percepita dal
paziente a medio e lungo termine.
Il questionario QOLIBRI è strutturato in 2 parti: una prima parte
riguarda il livello di soddisfazione, mentre la seconda riguarda il livello di
disagio percepito. Il livello di soddisfazione è valutato sulla base dei punteggi
ottenuti in 6 aree (condizioni fisiche, capacità di pensiero, sentimenti ed emozioni,
attività della vita quotidiana, attività sociali e del tempo libero, situazione
attuale e futura). La seconda parte prende in considerazione il disturbo
arrecato da 4 aree-problema (condizioni fisiche, sentimenti ed emozioni, vita
quotidiana, situazione attuale e prospettive future).
Risultati e prodotti conseguiti
Sono stati studiati 150 pazienti a cui è stato somministrato il “ QOLIBRI
Package ” composto da: Questionario sulla Qualità della Vita del traumatizzato
cranico QOLIBRI; Short-Form 36 [SF36, Medical Outcome Studies
(MOS) 36-Item Short Form]; HAD Depression Scale; Questionario socio-demografico;
Health Status; Glasgow Outcome Scale - Extended form
(GOS-E.); Clinical Data Form.
Si è ritenuto opportuno, in seguito, approfondire ulteriormente lo studio
avviando un’analisi di correlazione tra le risposte fornite dal paziente e quelle
fornite dal “ caregiver ” (persona più significativa che si prende cura del
paziente) utilizzando lo stesso strumento di rilevazione e ponendole in correlazione
con gli esiti neuromotori, neurosensoriali e neuropsicologici.
A 50 dei 150 pazienti iniziali è stato somministrato il questionario QOLI-
BRI anche ai rispettivi caregiver al fine d’indagare la qualità della vita del
paziente, così come viene percepita dal familiare. A tale scopo è stata proposta
una versione del QOLIBRI per il caregiver, che indaghi sulla qualità di vita
del paziente come percepita dal familiare.
Attività previste
È tutt’ora in corso l’ampliamento della numerosità del nuovo campione di
quest’ultima versione (QOLIBRI per caregiver) e l’analisi della correlazione
tra le risposte del paziente, quelle dei relativi caregiver e la correlazione con i
dati di disabilità neuropsicologica e il reinserimento sociale.
G.3.9 – Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato
o grave sulle abilità mnesiche, durante il periodo di amnesia
post-traumatica (APT) e dopo la sua risoluzione (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: GCA, coma, PTA.
Descrizione
Obiettivi del seguente studio sono quelli di valutare, mediante studi di Riso-
562 2008

Ricerca clinica traslazionale
nanza Magnetica (RM) funzionale e neurofisiologici, gli effetti a livello anatomo-funzionale
del trauma cranico moderato o grave sulle abilità mnesiche:
– durante il periodo di APT;
– una volta che questa si sia risolta, nel gruppo di pazienti con progressiva
risoluzione dell’APT (Gruppo 1);
– in un gruppo di pazienti in cui l’APT non si risolve (Gruppo 3), che presentano
quindi un’evoluzione verso una sindrome amnesica persistente
(demenza post-traumatica);
e valutare, mediante RMN funzionale ed esami neurofisiologici, eventuali differenze
anatomo-funzionali tra pazienti in APT e soggetti sani (Gruppo 2),
rispetto alle abilità mnesiche.
Attività previste
Lo studio prevede la valutazione di una popolazione di 15 soggetti con
esiti di TCE grave o moderato (Gruppo 1), in APT, mediante RM funzionale e
registrazione dei potenziali evocati (P300).
Tale popolazione sarà confrontata con 2 gruppi di controllo, che come il
Gruppo 1 saranno sottoposti ad esecuzione di RM funzionale e registrazione
dei potenziali evocati (P300):
a) Gruppo 2: 15 soggetti volontari sani;
b) Gruppo 3: pazienti appartenenti originariamente al Gruppo 1 che,
dopo un tempo pari al quadruplo della durata del coma, presentino ancora
gravi disturbi amnesici (sindrome amnesica persistente).
Ipotizzando, infatti, la presenza di possibili differenze neuro-anatomofunzionali
tra i pazienti in APT transitoria rispetto a pazienti in sindrome
amnesica persistente, si ritiene utile effettuare un confronto, non solo tra i
pazienti (Gruppo 1) e il gruppo di soggetti sani (Gruppo 2), ma anche tra i
pazienti con le due diverse tipologie di disturbi mnesici (APT vs sindrome
amnesica persistente).
G.3.10 – Valutazione del paziente affetto da Parkinsonismo
Post-Traumatico mediante Risonanza Magnetica funzionale
(RMf) prima e dopo terapia con L-Dopa (Rita Formisano)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Parkinsonismo, RMf, Levodopa.
Descrizione
I sintomi parkinsoniani durante il recupero da un coma prolungato posttraumatico
o dallo Stato Vegetativo (SV) dopo grave trauma cranico, sono
molto comuni, ma raramente riportati in letteratura. Le principali caratteristiche
sono ipocinesia e rigidità, associate con amimia, riflesso naso glabel-
2008 563

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
lare inestinguibile, seborrea del volto, ipersalivazione (scialorrea) e disartria
extrapiramidale [Gerstenbrand 1967; Matsuda 2003; Jellinger 2004]. Tale sintomatologia
può manifestarsi come transitoria, nelle prime fasi di recupero
dal coma post-traumatico, o permanente, come esito finale di un grave
trauma cranico, generalmente con lesioni a livello del tronco, dei gangli della
base o comunque lesioni multifocali. Questi sintomi parkinsoniani possono
migliorare dopo trattamento con Levodopa (L-Dopa) parallelamente ad un
recupero della coscienza specialmente se usato precocemente nelle prime fasi
di remissione [Haig, Ruess 1990].
Obiettivo dello studio è valutare il miglioramento del parkinsonismo
mediante la somministrazione di scale cliniche quali la Unified Parkinsonism
Disease Rating Scale (UPDRS), prima e dopo trattamento con Levodopa, e
per mezzo della RMf.
– Gestenbrand F (1967) Das Traumatiche Apallische Syndrom. Springer Verlag, Wien-
New York.
– Haig AJ, Ruess JM (1990) Arch Phys Med Rehabil 71 (13):1081-1083.
– Jellinger KA (2004) J Neurol Neurosurg Psychiatry 75 (7): 1082-1083.
– Matsuda W, Matsumura A, Komatsu Y, et al. (2003) J Neurol Neurosurg Psychiatry
74 (11): 1571-1573.
Attività previste
I pazienti arruolati saranno valutati attraverso la somministrazione
della scala clinica (UPDRS), per la quantificazione della disabilità motoria e
della perdita funzionale relativa al parkinsonismo post-traumatico, prima e
dopo trattamento con Levodopa.
I pazienti saranno inoltre sottoposti a Risonanza Magnetica Funzionale
prima e dopo terapia specifica, per valutare le eventuali aree cerebrali compromesse
nel parkinsonismo post-traumatico e le possibili modificazioni
funzionali associate alla terapia con L-Dopa.
G.3.11 – Utilizzo della Scala di Melbourne come strumento di verifica
dell’apprendimento motorio in bambini affetti da postumi
di paralisi cerebrale trattati con bendaggio funzionale
(Daniela Morelli)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 48 mesi
Parole chiave: Scala Melbourne, PCI, Bendaggio Funzionale.
Descrizione
Gli obiettivi principali del progetto sono:
a) la valutazione degli effetti a breve e medio termine del BENDAGGIO
FUNZIONALE all’arto superiore;
564 2008

Ricerca clinica traslazionale
b) scala di Melbourne come strumento di verifica dell’apprendimento
motorio.
Il Bendaggio Funzionale (BF) è un bendaggio elastico adesivo che ha la
caratteristica di determinare una contenzione meccanica mantenendo la conservazione
del movimento. Il bendaggio funzionale viene applicato presso il
Reparto di Neuroriabilitazione Infantile dell’IRCCS Fondazione Santa Lucia
ai bambini affetti da emiplegia da PCI già dai primi mesi di vita, con l’obiettivo
di limitare il rischio di esclusione dell’arto superiore paretico, inibire
schemi di movimento patologici e facilitare i movimenti bimanuali nelle attività
al di fuori del setting riabilitativo. Va però verificato il ruolo del bendaggio
funzionale come meccanismo di facilitazione nell’apprendimento di nuove
abilità o perfezionamento di funzioni già apprese.
Per meglio definire i risultati abbiamo proposto l’utilizzo di una scala
standardizzata che potesse essere in grado di registrare i miglioramenti riferiti
dall’equipe riabilitativa. Fra le scale disponibili in letteratura abbiamo
scelto la scala Melbourne perché più sensibile ai cambiamenti qualitativi. L’ipotesi
è quindi di verificare lo strumento.
Obiettivi
L’obiettivo di questa ricerca è volto a verificare la sensibilità dello strumento
scelto ai cambiamenti indotti dall’applicazione del bendaggio funzionale
all’arto superiore in bambini affetti da emisindrome.
Materiali e metodi
La scala di Melbourne, nata nel 1990 dalla collaborazione del Dipartimento
di Terapia Occupazionale, il Dipartimento di Medicina dello Sviluppo e
dall’Ospedale Royal Children della città di Melbourne in Australia, consta di
sedici items che valutano diverse abilità proprie dell’arto superiore, e si avvale
a sua volta di un sottosistema di items, per un totale di 37, che considerano i
vari aspetti di una singola abilità; ogni item a seconda del grado di abilità possiede
un punteggio; il punteggio complessivo della scala è espresso in percentuale
[Randall M, Chondross P (2001) Developmental Medicine e Child Neurology
43: 761-767; Taylor H (2003) Developmental Medicine e Child Neurology
45: 92-96].
L’esistenza nella scala di numerosi subitems, rende questa sensibile anche
a minimi cambiamenti della funzionalità dell’arto superiore.
Il bendaggio è stato confezionato utilizzando: il salvapelle, sia per evitare
il contatto diretto con la sostanza collante sia per meglio distribuire la pressione
dei tiranti; bende monoelastiche adesive di supporto; bende elastiche
adesive a memoria variabile (fino al 50% elastiche, dopo con isteresi); bende
anelastiche adesive.
Il bendaggio è stato confezionato ogni settimana e mantenuto in sede per
5 giorni, dopo i quali è stato rimosso dai genitori dei pazienti. In questo modo
il paziente è rimasto libero dal bendaggio per un giorno prima che venisse
rivalutato ed effettuato un nuovo bendaggio.
Sono state adottate differenti metodiche di bendaggio funzionale, in base
alle specifiche esigenze terapeutiche di ogni bambino.
2008 565

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
Attività previste
• Verranno arruolati bambini affetti da emiplegia congenita, di età compresa
tra i 12 mesi e gli 8 anni, con una RMN positiva. Il protocollo di valutazione
prevede: la valutazione clinica e neuropsicologica mediante test specifici
(Griffiths, Leiter, Wisc-r) prima dell’inserimento nel protocollo per rispettare
i criteri di inclusione, la somministrazione delle scale di valutazione GMF
e Melbourne all’inizio e ogni 6 mesi per 24 mesi.
• La scala Melbourne sarà somministrata: ad un tempo 0 senza bendaggio,
con il bendaggio funzionale a breve distanza dalla prima valutazione e
poi ogni 6 mesi senza bendaggio. L’obiettivo è verificare la sensibilità della
scala ai cambiamenti indotti dall’applicazione del bendaggio funzionale. In
conformità alle direttive indicate dal manuale della scala Melbourne ogni
valutazione sarà registrata da una telecamera.
Criteri di inclusione /esclusione
Saranno selezionati tutti i bambini afferenti al servizio di Neuroriabilitazione
infantile che hanno una diagnosi di emiplegia congenita da PCI e che
sono trattati, o per i quali è previsto un trattamento con bendaggio funzionale
all’arto superiore.
Poiché la scala scelta per il monitoraggio del cambiamento richiede adeguate
capacità intellettive, saranno esclusi tutti i bambini di età inferiore ai 12
mesi e quelli che alla valutazione cognitiva presentano ritardi gravi e
profondi.
G.3.12 – Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti
post-ictali con cerebrolesione destra ed emidisattenzione
(Stefano Paolucci)
Anno d’inizio: 2004
Durata: 60 mesi
Parole chiave: Ictus, emidisattenzione spaziale, studio randomizzato.
Descrizione
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
post-ictale ed allegati deficit visuo-spaziali.
Lo studio si propone di confrontare 10 pazienti in trattamento con rivastigmina+specifico
trattamento riabilitativo con altri 10 che praticavano il
solo trattamento riabilitativo standard. Sono stati definiti i parametri fisiologici
misurabili in laboratorio, durante le sedute di allenamento e quali di questi
fossero maggiormente correlati col modello di prestazione in base alla
nostra esperienza.
566 2008

Risultati e prodotti conseguiti
Ricerca clinica traslazionale
In considerazione della difficoltà di arruolamento, principalmente per le
scarsa frequenza del disturbo, ci si propone di poter continuare lo studio.
Infatti, come già riportato nel rendiconto, nel 2007 è stato possibile arruolare
un solo nuovo paziente, per cui attualmente lo studio è stato completato da 14
pazienti sui 20 previsti (7 in trattamento con il farmaco e 7 nel gruppo di controllo).
Attività previste
Nel corso del 2008 si cercherà di completare lo studio.
G.3.13 – Dall’alimentazione enterale per SNG o PEG all’alimentazione
orale nei pazienti disfagici: sviluppo di protocolli
per bilanciare e somministrare l’apporto nutrizionale
(Marilia Simonelli)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Disfagia, nutrizione, protocolli riabilitativi.
Descrizione
Si propone di proseguire lo studio iniziato nel 2007, con lo scopo di:
• incrementare il campione dei soggetti sino ad ora visti;
• inserire una ulteriore scala di valutazione della gravità della disfagia nel
protocollo di valutazione foniatrica;
• creare un data base;
• inserire i dati rilevati;
• effettuare l’analisi preliminare dei dati.
In particolare nel secondo anno della ricerca si continuerà l’arruolamento
dei pazienti secondo i criteri e le modalità indicati nel protocollo di studio.
Attività previste
Saranno considerati i pazienti con disfagia conseguente ad interventi chirurgici
o a patologie neurologiche, ricoverati presso nelle U.O. e il Day Hospital
Foniatrico della Fondazione Santa Lucia, portatori di sonda nasogastrica o
gastronomia percutanea attraverso la quale assumono tutta l’alimentazione e
avviati contemporaneamente ad un iter riabilitativo che prevede l’inserimento
in un training deglutitorio. Questo prevede l’assunzione da parte del paziente di
un intero pasto, di cui è però molto variabile la quantità realmente introdotta.
Il protocollo riabilitativo di ciascun paziente prevede inoltre il seguente
piano di trattamento giornaliero:
– terapia foniatrica;
– FKT respiratoria;
2008 567

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
– FKT neuromotoria;
– training deglutitorio.
Ciascun paziente arruolato verrà sottoposto a:
• valutazione foniatrica con Bedside Examination;
• fibroscopia con test di deglutizione;
• scala di valutazione DOSS (Dysphagia Outcome Severity Scale);
• dysphagia-specific quality of life questionnaire (M.D Anderson Dysphagia
Inventory);
• valutazione neurologica con MMS;
• valutazione nutrizionale;
• valutazione giornaliera dello stato clinico (Pressione arteriosa, temperatura
corporea, monitoraggio alvo e diuresi; regolarità sonno);
• valutazione pneumologica con PFR + EGA e RX torace in presenza di
complicanze polmonari;
• valutazione giornaliera del pasto per solidi e liquidi con metodo soggettivo
e con metodo semi-obiettivo.
Ad ogni paziente sarà somministrata, secondo criteri random una nutrizione
mista secondo le seguenti 3 modalità:
1° gruppo (trattamento standard): nutrizione enterale, a boli frazionati (3
volte al dì) diurna, con apporto calorico ad integrare il pasto per os di cui
viene valutato lo scarto.
2° gruppo: nutrizione enterale, continua notturna (dalle 19 alle 7 del mattino
successivo), con apporto calorico ad integrare il pasto per os di cui viene
valutato lo scarto.
3° gruppo: nutrizione enterale, continua nelle 24 ore, con apporto calorico
necessario a soddisfare tutto il fabbisogno giornaliero, indipendentemente
dal pasto di cui viene comunque valutato lo scarto.
Il data base sarà creato utilizzando un foglio di calcolo elettronico
(excell), in cui saranno considerate tutte le variabili considerate nello studio.
G.3.14 – Valutazione di efficacia di due diversi protocolli di attività fisica
adattata in persone affette da broncopneumopatia cronica
ostruttiva (BPCO) (Marco Traballesi)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: BPCO, attività fisica adattata.
Altri enti coinvolti: Cattedra di Geriatria del Campus Biomedico.
Descrizione
La combinazione di riabilitazione tradizionale ed esercizi ad alto carico
si è dimostrata in grado di migliorare la performance muscolare dei malati
con BPCO, ma non lo stato di salute percepito e i sintomi. Inoltre, non è
568 2008

Ricerca clinica traslazionale
prevedibile l’efficacia dell’intervento in base alle caratteristiche dei pazienti.
Elementi di confondimento potrebbero rendere difficile l’interpretazione dei
risultati conseguiti come ad es. l’incremento paradosso delle citokine circolanti
dopo esercizio fisico.
Nella BPCO la prima citochina prodotta in risposta all’esercizio fisico,
in assenza di danno muscolare, è IL-6, i cui livelli aumentano in modo esponenziale
fino a 100 volte. IL-6 è rilasciata dal muscolo in contrazione
durante l’esercizio, proporzionalmente alla durata e all’intensità dell’esercizio
fisico, alla massa muscolare coinvolta e alla resistenza individuale. Agisce
in modo simile ad un ormone e mobilizza substrati extracellulari o
aumenta la disponibilità di substrati durante l’esercizio fisico. In seguito, si
riscontra un aumento dei livelli sierici di IL-1ra, sTNFR e IL-10.
Scopo dello studio è verificare in una popolazione di almeno 100
pazienti affetti da BPCO stabile di grado moderato-severo, consecutivamente
afferiti nel nostro servizio di Day-Hospital, se i due tipi di intervento
riabilitativo (endurance vs. endurance+strength) abbiano diverso effetto
sugli indici di salute obiettivi e soggettivi e identificare gli elementi predittivi
di una risposta favorevole (variabili sociodemografiche, stato nutrizionale,
introito alimentare, parametri sierologici indicativi di flogosi sistemica,
parametri di funzionalità respiratoria, di funzione fisica e dello stato
di salute percepito).
Obiettivi secondari
1) Analizzare il rapporto tra composizione corporea, indici di forza
muscolare segmentale e indici di forza dei muscoli respiratori (MIP, MEP).
Ciò al fine di verificare se il deficit di forza dei muscoli respiratori rifletta una
situazione sistemica di sarcopenia e deplezione della massa magra in generale
oppure sia condizionato in qualche misura da fattori locali, in particolare
dalle caratteristiche biomeccaniche del respiro. I dati ottenuti (MIP, MEP,
composizione corporea tramite DEXA) verranno rapportati al metabolismo e
al dispendio energetico giornaliero valutati utilizzando l’Armband, un monitor
multi-sensore, indossabile a “ fascia ” sul tricipite del braccio destro, che
permette un monitoraggio continuo di variabili fisiologiche e di dati sull’attività
fisica.
2) Verificare se i tassi sierici delle citokine infiammatorie si correlino
inversamente con la massa magra determinata tramite DEXA, con la forza
muscolare segmentale e respiratoria e con il dispendio energetico.
3) Verificare se esista parallelismo o dissociazione tra gli effetti della riabilitazione
sugli outcome di performance fisica e respiratoria e il profilo delle
citokine.
4) Identificare eventuali effetti del tipo di riabilitazione sulla evoluzione
della BMD.
5) Verificare se i tassi sierici delle citokine con effetto anoressizzante
siano inversamente correlati con l’introito di macro- e micro-nutrienti determinato
tramite questionario nutrizionale EPIC. Questo questionario è stato
sviluppato e convalidato in Europa occidentale e l’Italia ha largamente parte-
2008 569

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
cipato al suo sviluppo, il che garantisce l’affidabilità per la popolazione italiana
dei dati nutrizionali che ne derivano.
Finora è stata approfondita e completata la ricerca bibliografica riguardante
la letteratura scientifica internazionale sull’argomento in esame, al fine
di definire le caratteristiche della popolazione (criteri di inclusione ed esclusione
dallo studio e di drop out), le metodiche di allenamento di ciascuno dei
due protocolli da confrontare, la tipologia dei test e delle scale valutative cui
sottoporre i partecipanti al progetto di ricerca, nonché la tempistica di tali
valutazioni rispetto al periodo di attività fisica adattata.
Attività previste
Inizio arruolamento aprile/maggio 2008. Lo studio si articolerà in quattro
fasi:
Fase 1. I pazienti verranno sottoposti a una visita clinica presso l’U.O.1 e a
test di valutazione che si effettueranno presso l’U.O.1 e l’U.O.2 nei giorni precedenti
l’inizio dell’allenamento.
Fase 2. I soggetti arruolati svolgeranno il programma di allenamento,
della durata di quattro mesi, a sua volta diviso in due fasi, presso l’ U.O.1.
Fase 3. I pazienti verranno sottoposti ai test di valutazione che si effettueranno
presso l’U.O.1 e l’U.O.2 alla conclusione dei 4 mesi di allenamento.
Fase 4. I pazienti verranno sottoposti ai test di valutazione che si effettueranno
presso l’U.O.1 e l’U.O.2 a 6 mesi dalla conclusione del programma di
allenamento (follow up).
G.3.15 – Applicazione di un metodo di quantificazione del contenuto
di ferro cerebrale nel paziente affetto da malattia di Parkinson
(Umberto Sabatini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Ferro cerebrale, risonanza magnetica, malattia di Parkinson.
Descrizione
Lo scopo di questo studio è l’applicazione di un metodo di quantificazione
della distribuzione di ferro cerebrale, mediante RM ad alto campo (3
tesla), in un gruppo di pazienti affetti dalla malattia di Parkinson idiopatico.
Attività previste
30 pazienti e 30 soggetti di controllo saranno ammessi allo studio. L’obiettivo
di questo lavoro è di dimostrare che il metodo sviluppato è in
grado di misurare nei malati parkinsoniani l’accumulo di ferro nella
sostanza nera.
570 2008

Ricerca clinica traslazionale
G.3.16 – Nuova metodica di coregistrazione dei dati di diffusione in MRI
(Umberto Sabatini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Tensore di diffusione, risonanza magnetica, sostanza bianca
encefalica.
Descrizione
I parametri derivati dal tensore di diffusione, consentono di valutare con
tecniche voxel-based la sofferenza della sostanza bianca nella patologia
rispetto ai soggetti sani. Tuttavia, la precisa coregistrazione dei diversi soggetti
è di estrema importanza per evitare numerosi falsi positivi.
Attività prevista
Verrà validata una nuova metodica di riallineamento dei dati del tensore
che tenga conto della variabilità anatomica interindividuale.
G.3.17 – Sviluppo di tecniche di trattografia second tensor
(Umberto Sabatini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Trattografia, tensore di diffusione, risonanza magnetica.
Descrizione
I dati ottenuti tramite tensore di diffusione consentono di ricostruire in
vivo i fasci di sostanza bianca. Le attuali metodiche prevedono una modellizzazione
a singolo tensore che rappresenta una rappresentazione molto cruda
della realtà anatomica.
Attività previste
Verrà validato un nuovo algoritmo di trattografia che fa uso di tutte le
informazioni potenzialmente disponibili nell’acquisizione DTI, ed in particolare
del secondo tensore.
G.3.18 – Valutazione della segmentazione automatica dei nuclei
sottocorticali tramite kmeans clustering (Umberto Sabatini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Risonanza magnetica, segmentazione automatica, nuclei sottocorticali.
2008 571

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
Descrizione
Il protocollo di acquisizione multimodale MRI ad alta risoluzione consente
di differenziare sul singolo soggetto diverse subaree anatomiche dei
nuclei di sostanza grigia.
Attività previste
La metodica verrà applicata in particolare all’ippocampo e all’amigdala.
572 2008

Ricerca clinica traslazionale
G.4 – PROBLEMATICHE COGNITIVE IN PAZIENTI CON SCLEROSI MULTIPLA
G.4.1 – Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico
con immunomodulatori in pazienti ambulatoriali
con Sclerosi Multipla (Maria Grazia Grasso)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Sclerosi Multipla, disabilità, interferon.
Descrizione
Gli scopi del nostro studio sono 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Dai 324 pazienti seguiti ambulatorialmente presso la nostra Fondazione
sono stati esclusi i soggetti con meno di un anno di follow-up. Ad oggi 80
pazienti sono in terapia con farmaci modificanti l’andamento della malattia.
(DMA) (cioè immunomodulatori e immunosoppressori). Di questi 80, 44 sono
con forma di malattia remittente e 36 con forma progressiva.
Abbiamo valutato che in entrambi i gruppi il numero delle relapses cliniche
dopo il trattamento farmacologico è statisticamente minore rispetto al
numero precedente il trattamento. Non abbiamo invece trovato differenze
significative per quanto riguarda l’EDSS (la scala che valuta la disabilità). Tra
gli 80 pazienti abbiamo avuto al primo trattamento, 31 drop-out (38,5%) di
cui 25 per cambio terapia farmacologica e 6 persi durante il follow-up. Dei 74
che hanno comunque continuato il trattamento con un secondo DMA abbiamo
riscontrato due drop out (2,8%).
Attività previste
Ampliamento del gruppo sperimentale di pazienti con Sclerosi Multipla e
valutazione follow-up a tre anni.
2008 573

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.5 – STUDI DI TIPO FISIOLOGICO APPLICATI
ALLE VARIE PROBLEMATICHE RIABILITATIVE
G.5.1 – Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello
di partecipazione sull’outcome riabilitativo (Cecilia Guariglia)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Anosognosia, compliance, outcome riabilitativo.
Descrizione
È noto che la presenza di disturbi di consapevolezza influenza negativamente
il processo riabilitativo agendo sul livello di partecipazione (o compliance)
alle attività riabilitative sia di tipo fisiokinesiterapico sia tipo cognitivo
[Zoccolotti et al. 1992; Schonberger et al. 2006]. Il problema dei deficit di
consapevolezza nei pazienti neurologici può essere attribuito ad un danno
neuropsicologico della consapevolezza di malattia (o anosognosia) o di autoconsapevolezza
(osservabile ad es. in caso di lesioni frontali) [McGlynn, Scachter
1989].
D’altro canto il livello di partecipazione/adesione alla terapia è molto
variabile nella popolazione [Meichenbaum, Turk 1987] e può essere influenzato
da fattori psicologici e di personalità [Katz et al. 2002]. Altro fattore che
potrebbe intervenire è la presenza di disturbi del tono dell’umore reattivi allo
stato di malattia o di forme iniziali di decadimento cognitivo.
Uno studio recente [Lenze et al. 2004] ha correlato il livello di partecipazione
alla riabilitazione con gli outcome della riabilitazione motoria in
fase acuta in una popolazione di 242 pazienti affetti da disordini motori di
origine neurologica, ortopedica o dipendenti da debilitazione di origine non
meglio definita (ad esempio in conseguenza di malattie cardiopolmonari).
Lenze et al. [2004] hanno trovato un’alta correlazione tra livello di partecipazione
misurato dai fisioterapisti e livello di efficacia del trattamento riabilitativo.
Il presente studio intende:
a) valutare l’incidenza dei disturbi di partecipazione alla terapia in corso
di riabilitazione fisioterapica;
b) valutare la natura dei fattori che incidono sul livello di partecipazione
(ad es. presenza e sede di lesione cerebrale).
Metodo
Verranno inseriti nello studio pazienti neurologici ed ortopedici ricoverati
consecutivamente presso l’Ospedale Santa Lucia per un ciclo di FKT.
Tutti i pazienti saranno sottoposti ad una valutazione fisiatrica che valuti
il livello di deficit motorio ed ad una valutazione neuropsicologica che permetta
di evidenziare la presenza di forme iniziali di deterioramento mentale,
la presenza ed il tipo di deficit cognitivi, la presenza di disturbi del tono dell’umore
tramite il Neuropsychiatric Inventory [Angelelli et al. 2004].
574 2008

Ricerca clinica traslazionale
Il livello di partecipazione alla riabilitazione verrà misurato utilizzando la
Pittsburgh Rehabilitation Partecipation Scale [Lenze et al. 2004]. La PRPS è
una scala Lickert a 6 punti che verrà utilizzata dal fisioterapista. Nello studio di
Lenze et al. [2004] la scala veniva compilata al termine di ogni seduta di riabilitazione.
Nel presente studio questa procedura verrà applicata solo nelle prime
due settimane di riabilitazione. A partire dalla terza settimana la scala verrà
compilata una volta a settimana al termine della quinta seduta settimanale.
Al termine del ricovero il paziente sarà di nuovo sottoposto alla valutazione
fisiatrica.
I dati verranno analizzati utilizzando le procedure statistiche già adottate
da Lenze ed al. [2004]. Inoltre, il tipo di diagnosi iniziale, la presenza ed il
grado di deficit cognitivi, di disturbi del tono dell’umore e/o di deterioramento
demenziale verranno correlate con l’indice di partecipazione e con la misura
dell’outcome funzionale.
– Angelelli P, Paolucci S, Bivona U, Piccardi L, Ciurli P, Cantagallo A, Antonucci G,
Fasotti L, Di Santantonio A, Grasso MG, Pizzamiglio L (2004) Acta Psychiatr Scand
110 (1): 55-63.
– Katz N, Fleming J, Keren N, Lightbody S, Hartman-Maeir A (2002) Can J Occup
Ther 69 (5): 281-292.
– Lenze EJ, Munin MC, Quear T, Dew MA, Rogers JC, Begley AE, Reynolds CF
(2004) Arch Phys Med Rehabil 85 (10): 1599-1601.
– McGlynn SM, Schacter DL (1989) J Clin Exp Neuropsychol 11 (2): 143-205.
– Meichenbaum D, Turk DC (1989) Canadian journal of behavioural science 21 (11):
116-117.
– Schönberger M, Humle F, Teasdale TW (2006) Brain Inj 20 (12): 1271-1282.
– Zoccolotti P, Guariglia C, Pizzamiglio L, Judica A, Razzano C, Pantano P (1992) Int
J Neurosci 63 (1-2): 93-104.
Risultati e prodotti conseguiti
Al momento sono stati reclutati 114 pazienti con disturbi della mobilità di
varia etiologia. Di questi 46 hanno completato lo studio e 9 lo hanno interrotto
a causa di trasferimento in struttura di primo intervento o di decesso.
Analisi statistiche preliminari sono state condotte sul livello di partecipazione
in 96 pazienti che hanno completato le prime due settimane di osservazione.
I dati indicano una forte correlazione tra presenza di depressione e
livelli bassi di partecipazione alla riabilitazione. Sul livello di partecipazione
all’ingresso influiscono in modo significativo, oltre alla depressione, l’età
(maggiore è l’età minore è il livello di partecipazione), la frequenza delle visite
dei familiari (maggiore è la frequenza maggiore risulta il livello di partecipazione)
e lo stato lavorativo del paziente (pazienti non ancora in pensione
mostrano livelli maggiori di partecipazione).
L’analisi preliminare dei dati sui 46 pazienti che hanno completato la
terapia mostrano un incremento del livello di partecipazione nei pazienti che
hanno un buon livello di partecipazione all’ingresso ed in gran parte di quelli
con livelli bassi di partecipazione all’ingresso.
2008 575

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
I risultati finora ottenuti sono comunque insufficienti per considerare
questi risultati poco più che indicativi e rendono impossibile qualsiasi correlazione
tra tipo di patologia e livello di partecipazione.
Attività previste
Nel 2008 il campione di pazienti inseriti nello studio verrà incrementato
fino a raggiungere livelli di numerosità sufficienti per sottoporre a verifica statistica
le ipotesi dello studio.
G.5.2 – Valutazione di bambini emiplegici e diplegici trattati
con bendaggio funzionale (Daniela Morelli)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Bendaggio Funzionale, emiplegia infantile, valutazione del
cammino.
Altri Enti coinvolti: IUSM.
Descrizione
Gli obiettivi principali del progetto sono:
a) la valutazione degli effetti a breve e medio termine del bendaggio funzionale;
b) l’individuazione di un insieme di indici quantitativi in grado di fornire
un supporto per la scelta del tipo di bendaggio da eseguire.
Procedure dello studio
All’inizio e alla fine del trattamento, verrà effettuata anche una valutazione
di tipo globale della severità della patologia, tramite la Gross Motor
Function Scale.
Ciascun bambino verrà trattato con il bendaggio una volta a settimana e
con la stessa cadenza verrà effettuata anche la valutazione del cammino. Quest’ultima,
in particolare, verrà ripetuta due volte nel corso di ciascuna seduta,
una pre- e una post-bendaggio (lasciando tra le due valutazioni il tempo
necessario al bambino per prendere confidenza con il bendaggio).
Metodi
Nel corso del 2007 è stato effettuato uno studio pilota su un campione
ridotto di bambini emiplegici, che aveva l’obiettivo di verificare sia i sistemi di
valutazione scelti sia gli effetti a breve e lungo termine dell’utilizzo del bendaggio
funzionale. L’ipotesi testata è che il bendaggio faciliti l’acquisizione di
schemi di movimento più armonici, meno influenzati dalla prevalenza di
gruppi muscolari rispetto ad altri.
In questo studio 4 bambini emiplegici sono stati sottoposti per circa 14
settimane a trattamento riabilitativo con bendaggio funzionale. Il bendaggio
576 2008

Ricerca clinica traslazionale
funzionale è stato effettuato con il fine di contrastare il movimento che si
vuole inibire (relativo all’attivazione dei muscoli ipertonici), senza però bloccare
l’articolazione, e facilitando l’affermazione di gruppi muscolari svantaggiati.
Il bendaggio è stato confezionato ogni settimana e mantenuto in sede
per 5 giorni, dopo i quali è stato rimosso dai genitori dei pazienti. In questo
modo il paziente è rimasto libero dal bendaggio per un giorno prima che
venisse rivalutato ed effettuato un nuovo bendaggio.
Ogni paziente veniva valutato ad ogni seduta fisioterapica, mediante un
test di cammino sui 10m alla propria velocità. Questa prova è stata ripetuta
più volte sia prima (senza bendaggio) che dopo il nuovo bendaggio: veniva
misurato il tempo impiegato mediante un cronometro e contato il numero di
appoggi. La parte centrale del percorso era inquadrata da una videocamera
digitale che registrava a 50 campioni al secondo e disposta in modo tale che il
suo piano immagine coincidesse con il piano sagittale del paziente (in
postura) ed in modo che l’arto plegico fosse a favore di camera. Si è utilizzata
la scala proposta da Dickens e Smith [2006] per bambini con paralisi cerebrale
mediante visione delle videoregistrazioni (VGA: video gait analysis e
VGAS: visual gait assessment scale).
Le stesse videoregistrazioni sono poi state utilizzate per la stima della
cinematica articolare. Si è sviluppato un apposito software che permetteva di
individuare sui fotogrammi relativi all’istante iniziale del passo 12 punti di
repere anatomici e di stimare gli angoli articolari (angolo di inclinazione della
Pelvi rispetto al riferimento del laboratorio, angoli di flesso-estensione delle
anche, angoli di flesso-estensione delle ginocchia, angoli di dorsi-planta-flessione
delle caviglie).
Per valutare l’effetto del bendaggio alla prima seduta di trattamento si è
effettuata un’analisi del cammino (3DGA: 3-Dimensional Gait Analysis) di
due dei quattro pazienti. Si è utilizzato un sistema stereofotogrammetrico a
9 camere (Vicon MX, f c
=120 campioni/s) e due pedane di forza (Bertec,
f c
=120 campioni/s) per ricostruire la posizione tridimensionale di 16 marcatori
riflettenti posti sui punti di repere anatomici secondo il protocollo Plugin-Gait
[Davis et al. 1991]. Si sono così stimate la cinematica e la dinamica
articolare durante 5 prove di cammino prima del primo bendaggio e 5 dopo.
Risultati
La 3DGA effettuata con il bendaggio ha mostrato come lo stesso possa
rendere immediatamente più armoniosa la cinematica articolare durante il
ciclo del cammino.
La VGAS ha mostrato pattern locomotori corrispondenti con quelli misurati
dalla 3DGA ed ha inoltre messo in evidenza variazioni di alcune caratteristiche
tipiche del cammino nel corso delle settimane di trattamento. Il contatto
del piede con il terreno che prima del trattamento avveniva spesso con la
punta è stato modificato con contatti o di piede parallelo al suolo o di tallone,
una migliore temporizzazione del sollevamento del tallone si è ottenuta in
luogo di andamenti iniziali in cui il tallone veniva sollevato o troppo presto
(tendenza ad andare in equino) o troppo tardi (tendenza ad andare in recur-
2008 577

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
vato). Proprio quest’ultima caratteristica si è notevolmente ridotta nei pazienti
P1 e P4 durante il trattamento (quelli in cui era più evidente all’inizio).
Il miglioramento del contatto iniziale, e quindi della risposta al carico, è
andato di pari passo ovviamente con una maggior dorsi-flessione della caviglia.
Un soggetto (P3) ha mostrato ampia variabilità, ma le linee di tendenza
mostrano un andamento progressivo verso una maggiore dorsi-flessione al
momento del foot strike per tutti i soggetti.
Nel mese di novembre 2007 sono stati valutati un numero maggiore di
pazienti mediante la 3DGA, ed è in corso la sperimentazione con il bendaggio
funzionale. Il gruppo di studio, dopo aver verificato gli indici di valutazione
utilizzati, ha deciso di non avvalersi più della scala di Dickens e Smith (2006)
prima e dopo ogni singolo bendaggio, ma di valutare i bambini esclusivamente
all’inizio, alla fine del ciclo di bendaggi ed a distanza di 6 mesi per il
follow up, e di utilizzare le seguenti scale: GMF; Ashworth; Medical Research
Council Scale; oltre alla 3DGA.
Attività previste
Nel corso del 2008, secondo protocollo, verranno valutati con la 3DGA i
bambini arruolati nel 2007, arruolati se possibile altri bambini ed analizzati i
risultati.
G.5.3 – Trattamento con dispositivo elettromeccanico con sgravio
del carico Gait Trainer: valutazione del costo energetico
(Giovanni Morone)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Cerebrovascular accident, electromechanical ambulatory
device, energy expenditure, gait recovery, rehabilitation, exercise tests.
Descrizione
Saranno reclutati 10 soggetti affetti da esiti di ictus cerebri e 10 soggetti
sani di controllo.
Ciascuno dei partecipanti verrà sottoposto a sedute riabilitative al gait
trainer. In ogni seduta riabilitativa verranno scelti parametri di regolazione
differenti (velocità, lunghezza del passo e scarico del peso corporeo).
Lo scopo è quello di definire il costo energetico in relazione ad ogni variazione
di parametro. La valutazione del costo energetico verrà effettuata
mediante metabolimetro portatile K4b 2 (Cosmed).
Attività previste
• Terapia locomotoria.
• Misura del consumo energetico.
• Valutazione funzionale locomotoria.
578 2008

Ricerca clinica traslazionale
G.5.4 – Trattamento riabilitativo con uso di apparecchiature
per scarico parziale del peso corporeo in pazienti
con esiti di stroke (Luca Pratesi)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Ictus, riabilitazione, fattori prognostici, recupero funzionale,
treadmill.
Descrizione
Il trattamento terapeutico del recupero della deambulazione di pazienti
affetti da esiti di stroke, su treadmill con parziale sospensione del carico, 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.
Risultati e prodotti conseguiti
Si sono verificati importanti ritardi da parte della ditta fornitrice nella
consegna della attrezzatura che è stata consegnata solo nell’ottobre 2007
invece del previsto aprile 2007. È stata completata una specifica scheda di
rilevamento dati.
Attività previste
L’apparecchiatura è stata messa a punto e si stanno iniziando le valutazioni.
Dalle prime osservazioni si evince come da tale apparecchiatura si apriranno
nuovi filoni di ricerca, legati alle variazioni metaboliche o altro, che si
formalizzeranno nel tempo.
G.5.5 – Determinazione del costo energetico della deambulazione
in persone amputate di coscia protesizzate
(Marco Traballesi)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Amputati d’arto inferiore, consumo di ossigeno, costo energetico,
deambulazione.
Altri Enti coinvolti: ITOP Officine Ortopediche Palestrina (Roma); Ospedale
Bambino Gesù di Roma – Dipartimento di Neuroriabilitazione pediatrica,
Laboratorio Analisi del Movimento.
Descrizione
In pazienti amputati e protesizzati verrà calcolato il consumo energetico
durante la deambulazione con un metabolimetro, e studiato lo schema del
2008 579

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
passo con gait analisys. Gli stessi pazienti indosseranno diversi invasi (Quadrangolare
o CAT CAM e MAS).
Sulla base dei dati si valuterà l’influenza dell’invasatura sull’efficienza
del cammino al fine di ottenere il massimo rendimento funzionale per i
pazienti.
Attività previste
• Valutazione con metabolimetro e gait analisys al momento =, poi dopo 30
giorni dalla sostituzione dell’invastura in uso con MAS e dopo ulteriori 60 giorni.
• Saranno effettuati i calcoli necessari e determinate le variazioni. Seguiranno
relazione finale e pubblicazione su riviste specifiche del settore.
G.5.6 – Effetti dell’esercizio fisico regolare sullo stile di vita,
lo stato funzionale e psicologico del soggetto anziano
(Marco Traballesi)
Anno d’inizio: 2006
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Esercizio fisico, anziani.
Descrizione
Vengono valutate la variazioni fisiologiche in pazienti anziani sottoposti
ad un protocollo di sei mesi di attività fisica adattata (sedute di un’ora per tre
volte alla settimana) e a sei mesi di non trattamento.
Risultati e prodotti conseguiti
Il progetto è stato proposto a circa 100 persone con le caratteristiche clinico-funzionali
previste e di questi 80 (40 uomini e 40 donne) hanno aderito.
Successivamente i soggetti sono stati assegnati con sistema randomizzato al
gruppo “ A” (attività fisica per i primi 6 mesi e controllo per i successivi sei
mesi) o al gruppo “ B” (gruppo di controllo per i primi sei mesi e di allenamento
per i successivi sei).
I 40 soggetti nel periodo di allenamento sono stati divisi in due sottogruppi
di 20 persone ciascuno ed hanno effettuano ginnastica 3 volte a settimana,
per un’ora a seduta, per sei mesi. Il gruppo controllo invece ha continuato
a svolgere le attività della vita quotidiana secondo le proprie abitudini
per lo stesso periodo di tempo. Ad oggi il gruppo “ A” e il gruppo “ B” hanno
concluso il periodo di osservazione previsto nel protocollo, entrambi hanno
terminato sia il periodo di allenamento che di controllo.
Dei 40 soggetti del Gruppo A, 27 hanno portato a termine il programma
dell’intero progetto, 13 hanno abbandonato durante le varie fasi. Dei 40 soggetti
del Gruppo B, 27 hanno partecipato per tutto il periodo del progetto, 7
hanno abbandonato il progetto nel periodo di controllo e 6 hanno abbandonato
il progetto durante la fase di allenamento. Ad oggi sono state effettuate
580 2008

Ricerca clinica traslazionale
in totale 194 visite mediche con elettrocardiogramma a riposo ed esame spirometrico,
194 misurazioni non invasive della percentuale di saturazione in
ossigeno dell’emoglobina su sangue periferico mediante pulsossimetro. Sono
stati effettuati 194 test sub-massimali su ciclo-ergometro con carico iniziale
di 20 Watt (W) ed incrementi di 10 W ogni 2 minuti, con monitorizzazione
elettrocardiografica a 12 derivazioni. La pressione arteriosa è stata misurata
dopo il primo minuto di ciascun carico, il test è stato interrotto al raggiungimento
dello stato stazionario dei parametri cardiovascolari mantenuto per
almeno 3 minuti, seguito da una fase di recupero attiva di 5 minuti. Sono
state eseguite 194 rilevazioni metaboliche, effettuate mediante un sistema di
monitoraggio portatile indossato per 48 ore circa, con uno strumento di
misurazione non invasiva, del peso di 80 g, che si indossa al braccio destro,
al terzo medio del tricipite brachiale. I parametri analizzati si riferiscono alla
spesa energetica totale, la spesa energetica in attività, la durata e la quantità
di attività fisica, il numero dei movimenti effettuati, il rilievo della posizione
del corpo (clino-ortostatismo), la durata e la qualità del sonno.
Per la valutazione della qualità della vita sono stati utilizzati una batteria
di questionari; in totale ad oggi sono stati proposti 194 EQ-5D (questionari
sullo stato di salute percepito dal soggetto); 194 SF-36 (strumento di
valutazione sulla qualità della vita e stato di salute); 194 MMSE (strumento
di valutazione rapida delle funzioni cognitive).
Attività previste
Successivamente al periodo di attività in palestra sarà effettuata l’elaborazione
dei dati ottenuti.
G.5.7 – Studio delle pressioni tra il moncone di coscia e l’invaso
della protesi (Marco Traballesi)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Amputazione arto inferiore, protesi, sensori, forze pressorie.
Altri Enti coinvolti: ENEA Dipartimento Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali
(Roma); ITOP Officine Ortopediche Palestrina (Roma).
Descrizione
Nella realizzazione dell’invasatura verranno posti dei sensori di forza per
determinare quali siano le pressioni che si vengono a determinare nell’interfaccia
tra cute e parete interna dell’invaso in un soggetto amputato durante
l’utilizzo dalla protesi.
Attività previste
Saranno studiati soggetti amputati di coscia che sono già utilizzatori di
protesi definitiva e che la usano correttamente più ore durante la giornata.
2008 581

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.5.8 – Studio longitudinale degli adattamenti cardiovascolari
e metabolici in atleti disabili di alto livello praticanti nuoto
(Marco Traballesi)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Nuoto, atleti disabili, adattamenti fisiologici.
Descrizione
Vengono valutate gli adattamenti cardiovascolari e metabolici di atleti di
elite della squadra di nuoto Santa Lucia Sport, durante le varie fasi della stagione
agonistica.
Risultati e prodotti conseguiti
La valutazione funzionale unitamente al processo di allenamento si è sviluppata
in varie fasi ed ha determinato la crescita della abilità sportiva specifica
strettamente correlata con il modello di prestazione e con le condizioni
fisiologiche di ciascun atleta. L’approccio metodologico, sin qui utilizzato
nella definizione dei test correlati col modello funzionale di prestazione, ha
definito i seguenti aspetti fondamentali:
1. Le caratteristiche fisiologiche e il grado di efficienza fisica di ciascun
atleta in relazione al livello di lesione, alla conseguente classificazione sportiva
e alla specialità praticata.
2. L’andamento dei parametri fisiologici misurabili durante l’allenamento
e la gara, correlati con aspetti tecnici specifici quali la distribuzione dello
sforzo, la tecnica di esecuzione del gesto, i tempi di gara, la frequenza dei
movimenti, l’entità delle resistenze incontrate in acqua, la potenza sviluppata,
la percentuale di forza muscolare posseduta, dal grado di galleggiamento,
dalle caratteristiche antropometriche.
3. La pianificazione di protocolli di allenamento individualizzati sia in
acqua che a secco, in palestra.
Fissati gli obiettivi di tipo agonistico si è proceduto ad una prima fase di
analisi che ha permesso di determinare con test e modelli di valutazione funzionale
le condizioni e le capacità iniziali dei 10 atleti che hanno spontaneamente
aderito al progetto.
Per valutare gli adattamenti morfo-funzionali degli atleti sono stati eseguiti
ad oggi 20 ecocardiogrammi color-Doppler.
Per la valutazione del metabolismo aerobico, sono stati effettuati 26 test
incrementali massimali all’ergometro a manovella (Arabi 1997), con monitoraggio
elettrocardiografico a dodici derivazioni. Per ogni atleta sono stati
valutati il massimo consumo di ossigeno (V02 max) ed altri parametri fisiometabolici
mediante metabolimetro COSMED K4b2.
Per ciò che concerne il metabolismo anaerobico, si è proceduto ad effettuare
33 Wingate test per arti superiori all’ergometro a manovella prendendo
in considerazione il test col risultato migliore. Sono stati utilizzati 20
582 2008

Ricerca clinica traslazionale
test a scatti in piscina per valutare il metabolismo aerobico-anaerobico
alternato.
In vasca, durante i test sono stati rilevati i seguenti parametri per ciascuno
degli atleti: (a) il tempo di ogni ripetizione; (b) la frequenza cardiaca a
riposo, al termine della prova e dopo un minuto; (c) la concentrazione di
acido lattico su sangue capillare prelevato dal lobo dell’orecchio.
Per la valutazione della forza esplosiva degli arti superiori sono stati somministrati
40 test di lancio della palla zavorrata (3kg) indietro e avanti. In
merito alle abilità specifiche del nuoto sono stati eseguiti 20 test di gara in cui
è stato rilevato il tempo impiegato e il numero delle bracciate ricavando la
velocità, la frequenza e la lunghezza di bracciata. Le informazioni scientifiche
e i dati raccolti sono stati forniti ai tecnici per ottimizzare le risorse a disposizione
ed orientare strategicamente i carichi di lavoro, in funzione del potenziale
e delle modificazioni indotte dall’allenamento al fine di programmare e
variare razionalmente i carichi di lavoro individuali. La valutazione funzionale,
nel periodo in questione, ha permesso la definizione del contenuto dei
carichi di allenamento, in termini di lavoro esterno e dei livelli di funzionalità
organica dei meccanismi energetici degli atleti.
G.5.9 – Correlati neuro-anatomo funzionali della rappresentazione
motoria nella malattia di Parkinson (Umberto Sabatini)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 12 mesi
Parole chiave: Rappresentazione dell’azione, malattia di Parkinson, risonanza
magnetica funzionale.
Descrizione
L’obiettivo di questo lavoro è di studiare la rappresentazione mentale e la
semantica dell’azione in pazienti con malattia di Parkinson, mediante RM
funzionale.
Attività prevista
30 pazienti e 30 soggetti di controllo saranno reclutati e sottoposti all’esame
RM.
2008 583

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.6 – SVILUPPO DI PROTOCOLLI E LINEE GUIDA
PER IL TRATTAMENTO RIABILITATIVO DELLE LESIONI MIDOLLARI
E DELLE SINDROMI DA DANNO CEREBELLARE
G.6.1 – Sviluppo di protocolli e linee guida per il trattamento
riabilitativo delle lesioni midollari e delle sindromi
da danno cerebellare (Maria G. Leggio)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 2 anni
Parole chiave: Cervelletto, processi decisionali, ragionamento controfattuale,
rimpianto, disappunto, gambling task.
Descrizione
Obiettivo del presente studio è quello di definire il ruolo dei circuiti cortico-cerebello-corticali
nei processi di decision-making che implicano l’elaborazione
di componenti cognitive (ragionamento controfattuale) ed emozionali
(rimpianto / disappunto). Recentemente studi di neuroimmagine
funzionale hanno dimostrato, in soggetti normali, un’aumentata attivazione
della corteccia orbito-frontale mediale e del sistema limbico (amigdalaippocampo)
in situazioni di decision-making [Coricelli et al. 2005; Coricelli
et al. 2007]. Queste osservazioni indicano come in tali compiti una corretta
anticipazione delle scelte future sia influenzata dall’interazione tra processi
cognitivi e affettivi. Infatti, mentre la corteccia orbitofrontale, per via delle
connessioni con le aree dorso-laterali, sarebbe implicata prevalentemente
nella valutazione dei possibili vantaggi (ragionamento controfattuale) del
processo decisionale, le aree limbiche sarebbero coinvolte in maniera privilegiata
nel recupero della componente emozionale associata ad un’esperienza
di perdita (rimpianto) [Coricelli et al. 2007].
Pazienti con lesioni delle regioni basale e ventromediale della corteccia
orbitofrontale presentano una totale assenza di rimpianto e l’incapacità di
modificare le scelte successive allo scopo di raggiungere un’ottimizzazione
del guadagno [Camille et al. 2004]. La presenza di ampie connessioni cerebellari
con aree associative prefrontali e limbiche [Schmahmann, Pandya
1989; Schmahmann 1991; Leiner et al. 1991; Tagaris et al. 1998; Harrington,
Haaland 1999] e l’esistenza di disturbi affettivi ed emozionali in conseguenza
di lesioni cerebellari [vedi Schmahmann, Weilburg, Sherman 2007
per una review sull’argomento] inducono ad ipotizzare un possibile ruolo
del cervelletto nell’elaborazione delle esperienze emozionali alla base dell’anticipazione
delle scelte future.
Il nostro gruppo di ricerca ha già acquisito un’ampia esperienza relativa
allo studio dei disturbi cognitivi in conseguenza di lesioni cerebellari [Silveri
et al. 1998; Molinari et al. 2002; Molinari et al. 2004; Molinari et al.
2005; Restuccia et al. 2007; Molinari, Leggio 2007] con specifiche evidenze
relative ad alterazioni di funzioni esecutive [Leggio et al. 2000; Leggio et al.
2008].
584 2008

Attività previste
Ricerca clinica traslazionale
In questo studio verrà adottato un paradigma sperimentale di “ gambling
task ” [Mellers et al. 1999; Bell 1982; Camille et al. 2004; Coricelli et al. 2005].
Il modello sperimentale prevede che, di fronte a due possibilità di scelta,
ognuna delle quali è associata a un risultato economico (vincita o perdita) e a
una percentuale di probabilità di realizzazione, il soggetto scelga quella più
conveniente in termini economici (maggiore guadagno o minor perdita) e
probabilistici (maggiori probabilità di realizzazione del migliore risultato economico).
Inoltre, il gambling task utilizzato in questo studio consente di valutare
l’effetto che il “ rimpianto ” esercita sul futuro comportamento di scelta
poiché solo in alcuni items è prevista la restituzione di un feedback sull’esito
dell’opzione esclusa dalla scelta. Infatti, il risultato ottenuto (vincita o perdita)
in una prova di gambling ha un impatto psicologico diverso a seconda se al
soggetto viene restituito o meno un feedback relativamente alla scelta effettuata.
Più specificamente, se il soggetto opta per l’alternativa più infruttuosa e
non gli viene dato alcun feedback sui vantaggi che avrebbe potuto ottenere
dall’alternativa rifiutata, l’esperienza di perdita produce in lui un sentimento
di “ disappunto ”. Al contrario, la restituzione di un’informazione sulla potenziale
vincita prodotta dall’opzione scartata accentua nel soggetto il vissuto dell’emozione
negativa associata alla perdita, determinando un sentimento di
“ rimpianto ”. La differente incidenza delle due condizioni è legata sia alla
maggiore consapevolezza che il soggetto acquisisce sul mancato guadagno,
sia alla responsabilità personale che egli attribuisce al risultato svantaggioso,
frutto di una scelta volontaria.
Il test verrà proposto ad una popolazione di pazienti con lesioni focali o
degenerative del cervelletto, allo scopo di analizzare l’effetto che un interessamento
anatomo-funzionale delle strutture cerebellari determina sulle capacità di
decision-making che richiedono l’elaborazione di informazioni cognitive e il controllo
di componenti emozionali allo scopo di effettuare una scelta vantaggiosa.
Lo stesso compito verrà somministrato ad un campione di controllo composto
da soggetti con caratteristiche demografiche comparabili a quelle dei pazienti
arruolati nello studio in modo da ottenere dei dati normativi di riferimento.
La capacità di analizzare correttamente le scelte effettuate per ottimizzare
quelle future verrà valutata prendendo in considerazione la frequenza delle
risposte date verso quelle attese, la velocità di scelta e l’entità del guadagno
raggiunto.
Tutti i dati raccolti saranno sottoposti ad elaborazione statistica mediante
test non parametrici (test U di Mann-Whitney e test del Chi-quadro).
– Camille N, Coricelli G, Sallet J, Pradat-Diehl P, Duhamel JR, Sirigu A (2004)
Science 304: 1167-1170.
– Coricelli G, Critchley HD, Joffily M, O’Doherty JP, Sirigu A, Dolan RJ (2005) Nature
Neuroscience 8: 1255-1262.
– Coricelli G, Dolan RJ and Sirigu A (2007) TRENDS in Cognitive Sciences 11: 258-265.
– Di Lazzaro V, Molinari M, Restuccia D, Leggio MG, Nardone R, Fogli D, Tonali PA
(1994) Electroenceph Clin Neurophysiol 93: 27-34.
2008 585

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
– Di Lazzaro V, Restuccia D, Molinari M, Leggio MG, Nardone R, Fogli D, Tonali PA
(1994) J Neurol Neurosur Psychiat 57: 108-110.
– Di Lazzaro V, Restuccia D, Nardone R, Leggio MG, Oliviero A, Profice P, Tonali P,
Molinari M (1995) Electroencephalograpfy and Clinical Neurophysiology 97: 259-263.
– Graziano A, Leggio MG, Mandolesi L, Neri P, Molinari M, Petrosini L (2002) Behavioral
Neuroscience 116: 116-125.
– Harrington DL, Haaland KY (1999) Review-Rev Neurosci 10: 91-116.
– Leggio MG, Graziano A., Mandolesi L, Molinari M, Neri P, Petrosini L (2003) Brain
Research Protocols 12(2): 83-90.
– Leggio MG, Molinari M, Neri P, Graziano A, Mandolesi L, Petrosini L (2000) P Natl
Acad Sci USA 97: 2320-2325.
– Leggio MG, Neri P, Graziano A, Mandolesi L, Molinari M, Petrosini L (1999) Exp
Brain Res 127: 1-11.
– Leggio MG., Silveri M.C., Petrosini L., Molinari M (2000) J Neurol Neurosur Psychiat
69: 102-106.
– Leggio MG, Tedesco AM, Chiricozzi FR, Clausi S, Orsini A, Molinari M (2008)
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– Leiner HC, Leiner AL, Dow RS (1991) Behav Brain Res 44: 113-128.
– Mandolesi L, Leggio MG, Graziano A, Neri P, Petrosini L (2001) European Journal
of Neuroscience 14: (12) 2011-2022.
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184: 47-56.
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18: (9) 2618-2626.
– Mellers B et al. (1999) J Exp Psychol Gen 3: 332-345.
– Molinari M, Filippini V, Leggio MG (2002) Neuroscience 111: (4) 863-870.
– Molinari M, Leggio MG (2007) The Cerebellum 6: 214-220.
– Molinari M, Leggio MG, Filippini V, Gioia MC, Cerasa A and Thaut M (2005) Brain
Res Bull 67: 448-458.
– Molinari M, Leggio MG, Solida A, Ciorra R, Misciagna S, Silveri MC, Petrosini L
(1997) Brain 120: 1753-1762.
– Molinari M, Leggio MG, Thaut MH (2007) Cerebellum 6(1): 18-23.
– Molinari M, Petrosini L, Misciagna S, Leggio MG (2004) J Neurol Neurosur Psychiat
75: 235-240.
– Petrosini L, Graziano A, Mandolesi L, Neri P, Molinari M, Leggio MG (2003) Brain
Research Reviews 42(3): 252-264.
– Petrosini L, Leggio MG, Molinari M (1998) Prog Neurobiol 56: 191-210.
– Restuccia D, Della Marca G, Valeriani M, Leggio MG, Molinari M (2007) Brain 130
(Pt 1): 276-287.
– Schmahmann J (1991) Arch Neurol 48: 1178-1187.
– Schmahmann J, Pandya DN (1989) J Comp Neurol 289: 53-73.
– Schmahmann JD, Weilburg JB, Sherman JC (2007) Cerebellum 6(3): 254-267.
– Silveri MC, Di Betta AM, Filippini V, Leggio MG, Molinari M (1998) Brain 121:
2175-2187.
– Silveri MC, Leggio MG, Molinari M (1994) Neurology 44: 2047-2050.
– Silveri MC, Misciagna S, Leggio MG, Molinari M (1997) Neurology 48: 1529-1532.
586 2008

Ricerca clinica traslazionale
– Silveri MC, Misciagna S, Leggio MG, Molinari M (1999) J Neurol 246: 312-313.
– Tagaris GA, Richter W, Kim SG, Pellizzer G, Andersen P, Ugurbil K, Georgopoulos AP
(1998) Brain Res Brain Res Rev 26(23): 106-112.
G.6.2 – Studio clinico strumentale della deambulazione nei pazienti
con disabilità neurologiche (Marco Molinari)
Anno: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Lesioni midollari, deambulazione, cinematica, fattori prognostici,
riabilitazione, recupero funzionale, protocolli clinici.
Descrizione
Scopo dello studio, tenendo in considerazione i risultati ottenuti negli
anni precedenti, è di valutare le caratteristiche cinematiche del passo nei
soggetti affetti da lesione midollare post-traumatica incompleta praticanti
trattamento riabilitativo intenso in correlazione con le scale di valutazione
clinica normalmente utilizzate. Pazienti aventi lo stesso punteggio basale
della scala di valutazione WISCI saranno valutati con ulteriori elementi sia
di tipo clinico che strumentale, soprattutto correlando dati clinici con l’analisi
cinematica. Tale impostazione è diretta alla valutazione dei fattori predittivi
del recupero della deambulazione. In via collaterale, in considerazione
di un recente studio che indica come al momento della dimissione la
maggior parte dei pazienti con lesione midollare tende ad addensarsi su tre
dei livelli della scala WISCI (13, 16, 20), i dati così ottenuti verranno analizzati
al fine di aumentare la discriminazione dei livelli WISCI.
Nello studio pertanto verranno correlati dati della scala WISCI con
valutazioni cliniche mirate riguardanti i seguenti aspetti: la spasticità, il
dolore, la velocità di deambulazione, il dispendio energetico.
Per quanto riguarda il rilevo dei dati cinematici verrà utilizzato il sistema
software KineView® con singola videocamera digitale, per l’analisi bidimensionale
del movimento. Mediante suddetto sistema si possono elaborare i
seguenti parametri cinematici: la cadenza (N° passi/min.) e la lunghezza
(m.) del passo, la lunghezza del semipasso (m.), la durata della fase di
stance, di swing e di doppio appoggio (sec.), la velocità di deambulazione
(m./sec.), ed infine la simmetria del passo. In virtù del software utilizzato è
possibile inoltre, normalizzando i dati, rilevare il movimento angolare (°), le
velocità (°/sec) e le accelerazioni angolari (°/sec2) delle articolazioni dell’anca,
del ginocchio e della caviglia durante le varie fasi e gli eventi salienti
del gait cycle, ottenendo inoltre una registrazione permanente dei dati.
Considerando l’ingente quantitativo di parametri cinematici che è possibile
elaborare mediante il KineView, lo studio si propone di individuare e stabilire
quelli che possono maggiormente differenziare le performance deambulatorie
dei pazienti mielolesi, sia in relazione alla scala WISCI che alle valutazioni
cliniche, oltre a poter permettere una miglior valutazione dell’efficacia
del trattamento riabilitativo.
2008 587

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
Risultati e prodotti conseguiti
Durante il primo anno sono stati studiati 25 soggetti affetti da lesione del
midollo spinale di tipo incompleto. Tutti i pazienti arruolati nello studio sono
stati valutati con la scala WISCI per la determinazione del livello d’autonomia
della locomozione, e sottoposti ad analisi cinematica della stessa. I relativi
parametri cinematici studiati per ciascun paziente, sono la cadenza, la simmetria
e la lunghezza del passo e del semipasso, la velocità di deambulazione,
la durata della fase di appoggio e di sospensione. Infine, è stato possibile analizzare
il movimento angolare e gli eventi salienti dello stesso relativo alle articolazioni
di anca, ginocchio e caviglia, in relazione alle fasi del passo.
Nel corso di tale studio la metodica si è dimostrata valida ed affidabile e
si è proceduto allo sviluppo del data base necessario per la prossima elaborazione
statistica dei dati.
Lo studio si svilupperà attraverso un ulteriore arruolamento di soggetti
affetti da lesione midollare incompleta volto all’ampliamento del gruppo sperimentale.
Attività previste
Il secondo anno del progetto in corso sarà dedicato all’allargamento del
campione. In parallelo si inserirà una valutazione del costo energico associato
con la deambulazione. Si prevede un inserimento di circa 30 nuovi casi con
lesioni midollari e di 10 con atassia.
G.6.3 – Sviluppo di scale di valutazione per l’autonomia
dei pazienti mielolesi (Giorgio Scivoletto)
Anno d’inizio: 2007
Durata: 36 mesi
Parole chiave: Lesioni midollari, attività di vita quotidiana, deambulazione,
scale di valutazione.
Descrizione
I recenti sviluppi della ricerca nell’ambito della “ cura ” della lesione
midollare impongono una valutazione rigorosa dei risultati di tali trattamenti.
A tal fine è indispensabile avere a disposizione scale di valutazione del quadro
neurologico, dell’autonomia nella vita quotidiana e della deambulazione dedicate
alle problematiche della lesione midollare. Tali scale sono attualmente in
via di sviluppo, evoluzione e validazione. È inoltre indispensabile identificare
le condizioni cliniche in cui queste scale vanno applicate come valutazione
dell’outcome (per esempio, per la deambulazione, bisogna chiedere ai
pazienti la massima performance o si deve valutare il livello usuale di deambulazione?).
Negli anni scorsi la Sezione Mielolesi ha contribuito allo sviluppo
di due scale: la Spinal Cord Independence Measure (SCIM Versione 3)
per la valutazione dell’autonomia nelle attività di vita quotidiana e il Walking
Index for Spinal Cord Injury (WISCI) per la valutazione della deambulazione.
588 2008

Ricerca clinica traslazionale
Il progetto, che si inserisce nell’ambito di studi multicentrici internazionali,
è volto allo sviluppo e validazione delle suddette scale di valutazione e
delle loro modificazioni.
Risultati e prodotti conseguiti
È stato portato a termine uno studio internazionale per la validazione
della SCIM che ha incluso in totale più di 400 pazienti con lesione midollare
in fase acuta (33 dalla Fondazione Santa Lucia); la scala è stata somministrata
al momento del ricovero e alla dimissione. L’analisi di confronto con il
modello di Rasch ha dimostrato una buona aderenza della SCIM al modello
teorico, dimostrandone la validità nel descrivere i miglioramenti dello stato
clinico dei pazienti con lesione midollare. Uno studio statistico più convenzionale
ha dimostrato una buona concordanza fra le valutazioni di due esaminatori
diversi (inter-rater reliability); il confronto con un altro strumento di valutazione
dell’autonomia (la Functional Independence Measure) ha dimostrato
che la SCIM è più sensibile nel cogliere i cambiamenti dello stato clinico dei
mielolesi.
Un secondo studio internazionale ha riguardato la validazione prospettica
del WISCI: lo studio ha riguardato 170 pazienti con lesione midollare in fase
acuta fra USA ed Europa (43 dalla Fondazione Santa Lucia); il WISCI è stato
somministrato ai pazienti nel momento in cui iniziavano a deambulare e, successivamente,
ad ogni cambiamento del livello WISCI. I risultati hanno dimostrato:
(a) la validità dell’ordine gerarchico della scala; (b) che la scala ha una
progressione monotonica; (c) che la scala ha una buona correlazione con il
deficit neurologico dei pazienti, in particolare con il deficit di forza degli arti
inferiori. Queste tre caratteristiche dimostrano che il WISCI è una scala di
valutazione del cammino dei mielolesi valida.
Attività previste
Ci si propone di incrementare le pubblicazioni sull’argomento.
2008 589

Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G
G.7 – STUDI DI TIPO OSSERVAZIONALE
G.7.1 – Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero
in pazienti anziani (>65 anni) con recenti postumi
di un evento cerebrovascolare (Stefano Paolucci)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Ictus, riabilitazione, analisi multivariate.
Descrizione
Ci si propone di approfondire lo studio sui fattori prognostici nel recupero
funzionale nei pazienti ultrasessantacinquenni, con recente (entro un
mese dall’evento) disabilità post-ictale.
Attività previste
Il 2008 sarà dedicato alla stesura finale del protocollo ed all’arruolamento
dei pazienti.
G.7.2 – Valutazione outcome riabilitativo nei pazienti con evento
cerebrovascolare mediante un nuovo protocollo standardizzato
di valutazione (PMIC) (Stefano Paolucci)
Anno d’inizio: 2008
Durata: 24 mesi
Parole chiave: Ictus, riabilitazione, analisi multivariate.
Altri Enti coinvolti: Società Italiana di Medicina Fisica e Riabilitazione.
Descrizione
Ci si propone di approfondire le conoscenze sulla valutazione e sul recupero
funzionale nei pazienti con ictus, mediante un nuovo protocollo standardizzato
di valutazione (Protocollo di Minima per l’ictus, PMIC), recentemente
pubblicato sotto l’egida della SIMFER (Società Italiana di Medicina Fisica e
Riabilitazione).
Attività previste
Il 2008 sarà dedicato alla stesura finale del protocollo ed all’arruolamento
dei pazienti.
590 2008

AICR2 – ROLE OF THE RNA-BINDING
PROTEIN SAM68 IN PROSTATE CANCER
CELL PROLIFERATION AND SURVIVAL
Responsabile scientifico di progetto
CLAUDIO SETTE
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia
Association for International Cancer Research
Finanziamento 2008

Sezione III: Attività per progetti
SUMMARY OF PROPOSED WORK
The aberrant regulation of gene expression at the post-transcriptional level
strongly contributes to the onset and progression of prostate cancer (PCa) [1-3] .
In this regard, our laboratory has recently found that the RNA-binding protein
Sam68 is frequently up-regulated in patients affected by PCa and that Sam68
contributes to human PCa cell proliferation and to their survival to genotoxic
stress [4] . In line with our results for its role in cancer, Sam68 has then been
implicated also in the onset and metastasis of breast cancer [5] and in leukemia [6] .
These findings highlight the role of Sam68 in cancer cells and suggest that
inhibition of its activity could hold therapeutic potential for some types of neoplastic
diseases.
We and others have shown that Sam68 regulates alternative splicing of
three genes with high relevance to PCa: Bcl-x [7] , cyclin D1 and CD44 [8] . Remarkably,
post-translational modification of Sam68 results in the modulation of its
splicing activity and in the production of splicing isoforms that promote survival
and proliferation of PCa cells. This research project aims at the elucidation
of the function of Sam68 in prostate cancer cells and at the development
of strategies to interfere with its function in live cells. The experiments proposed
are organized in three largely overlapping tasks.
Task 1. Identification of the proteins that interact with Sam68 in human
PCa specimens and in PCa cell lines
Sam68 contains several regions deputed to protein-protein interactions.
We will perform both 2-hybrid screening and immunoprecipitation experiments
followed by mass-spectrometry to identify the proteins that associate
with Sam68 in PCa cell lines. We will then test whether external signals that
affect proliferation and survival (growth factors or chemotherapeutic drugs)
influence the association of Sam68 with its interacting proteins. The proteins
that interact with Sam68 will be investigated for their expression and localization
by immunohistochemistry in specimens obtained from patients affected
by PCa at different stages for correlation with the progression of the disease.
Task 2. Characterization of the role of Sam68 in post-transcriptional regulation
of mRNAs with relevance to PCa
We have demonstrated that the activity of Sam68 in PCa cells promotes the
expression of Bcl-x and cyclin D1 isoforms that favor survival and proliferation.
We now plan to dissect in more detail the mechanism of splicing regulation by
Sam68 by using both recombinant minigenes and endogenous mRNAs for Bcl-x,
cyclin D1 and CD44. Co-immunoprecipitation experiments, pull-down assays and
Electrophoretic Mobility Shift Assays (EMSAs) will be used to determine the
binding sites for Sam68 on these pre-mRNA molecules and to identify the splicing
factors that cooperate with Sam68 in the regulation of these alternative splicing
events in PCa cells. In situ-hybridization/immunofluorescence analyses of the
target mRNAs and Sam68 will be employed to determine the localization of these
complexes in response to treatments regulating cell proliferation (CD44 and
cyclin D1) or apoptosis (Bcl-x).
594 2008

AICR2 – Role of the RNA-binding protein Sam68 in prostate cancer cell proliferation and survival
Task 3. Interference with Sam68 activity in prostate cancer cells using specific
permeable peptides
We and others have identified regions of Sam68 required for homodimerization
and interaction with other splicing factors [4,7,9] . Interfering with these
regions in live cells impairs cell proliferation and sensitizes cells to apoptosis
[4,7] . We will synthesize cell-permeable peptides mimicking these crucial
regions of Sam68. The activity of the peptides will be assessed in vitro by pulldown
assays and in live cells by co-immunoprecipitation and splicing assays.
Cell-permeable poly-arginine sequences will allow efficient delivery in PCa
cells [10] . The ability of these peptides to interfere with Sam68-dependent proliferation
and survival of PCa cells will be tested by standard methods.
BACKGROUND, STATE OF THE ART
Prostate cancer remains the second leading cause of cancer in men [11] .
Androgen-refractoriness commonly occurs in patients and it is associated with
poor prognosis. Standard chemotherapy for androgen-refractory PCas can
improve survival but it does not lead to cancer remission. Thus, therapies alternative
to androgen-depletion and chemotherapy are urgently required to
improve the cure of these patients. Recent studies have demonstrated how
changes in post-transcriptional regulatory events play a key role in gene
expression and in advancement of PCa [2-3] . However, little is still known about
the RNA-binding proteins that control these mechanisms in PCa cells [1] . Our
recent finding that the RNA-binding protein Sam68 is frequently up-regulated
in human PCas and that its depletion by RNAi sensitizes prostate cancer cells
to chemotherapeutic agents [4] suggests that Sam68 is a key player in PCa and
that specific interference with its activity might represent a novel approach to
improve the action of currently used drugs. In this project we propose to elucidate
the post-transcriptional regulatory events modulated by Sam68 in
prostate cancer cells. These studies should allow us to produce tools to interfere
with Sam68 function in live cells and to determine the relevance of this
approach to limit progression of human PCas.
Sam68 is a multifunctional RNA-binding protein implicated in several
steps of processing of target genes. Sam68 activity is influenced by interaction
with other proteins and by post-translational modifications [9] . Although prevalently
nuclear, Sam68 can interact with cytoplasmic signal transduction proteins
through SH3 and SH2 binding sites located in the regions flanking the
GSG (GRP33/Sam68/GLD1 homology) RNA-binding domain [9] . A role for
Sam68 in cytoplasmic utilization of mRNAs was proposed based on its ability
to complement the function of the Rev protein of HIV and to enhance translation
of viral proteins [9] . More recently, our laboratory has demonstrated that
Sam68 can directly associate with the polyribosomes and that this process is
regulated by ERK1/2-dependent phosphorylation [12] . On the other hand,
nuclear Sam68 integrates signal transduction pathways evoked by extracellular
cues with pre-mRNA alternative splicing [8] . The first target identified was
CD44: a membrane receptor aberrantly expressed in neoplastic tissues [13] .
2008 595

Sezione III: Attività per progetti
Sam68 co-transcriptionally associated with chromatin remodeling complexes
in the regulation of alternative splicing of CD44 [14] . Stimulation of cells with
phorbol ester triggered phosphorylation of Sam68 by ERK1/2 thereby favoring
inclusion of the CD44 variable exon v5 [8] . Thus, taken together with the
ERK1/2-mediated association of Sam68 with the translational machinery [12] ,
mitotic stimuli appear to regulate both alternative splicing and cytoplasmic
utilization of specific mRNAs through Sam68. A similar function has been
described for the shuttling splicing factor ASF/SF2 [15] . Since, inclusion of variable
exons in CD44 mRNAs causes increased proliferative and invasive potential
of cancer cells and it is associated with poor prognosis in patients [13] , these
data indicate that regulation of Sam68 activity can affect cancer development.
In addition to favor cell proliferation, Sam68 is required to withstand the
cytotoxic stress induced by DNA damage in PCa cells [4] , indicating that it might
take part to the adaptation response that allows androgen-refractory PCa cells
to survive to chemotherapy. Since Sam68 splicing activity is modulated by the
interaction with other splicing factors [7] , it is possible that DNA damage triggers
signal transduction pathway(s) involved in its regulation in PCa cells
thereby affecting gene expression of specific targets.
RATIONALE AND PRELIMINARY DATA
The rationale for the experiments in Task 1 stems from the observation
that protein-protein interactions affect Sam68 activity and its subcellular localization
(9,18) . We have found that treatment of PCa with the genotoxic drug
mitoxantrone, which is used in treatments of androgen-resistant PCa
patients [11] , caused re-localization of Sam68 in nuclear and cytoplasmic granules.
Since Sam68 is required for survival to genotoxic drugs, it is possible that
its interaction with other proteins is part of the adaptive response of PCa cells
to this stress. Mitogenic stimulation also induces its translocation to the cytoplasm,
suggesting that these stimuli modulate the interaction of Sam68 with
proteins that affect its localization. Hence, identification of Sam68 interacting
proteins should shed light on its function in PCa cell proliferation and survival
[4] .
The rationale for the experiments in Task 2 stems from the evidence that
three mRNAs target of Sam68 are highly relevant to PCa. Our previous
microarray analyses showed that depletion of Sam68 in PCa cells caused
down-regulation of the mRNA for the anti-apoptotic Bcl-xL protein and upregulation
of that for cyclin D1a [4] . Advanced PCa cells express high levels of
Bcl-xL and low levels of the pro-apoptotic Bcl-xS (20) . Remarkably, we have
shown that this pattern can also be obtained through tyrosine phosphorylation
of Sam68 by Src kinases [7] , which are often activated in PCa patients [21] . Since
antisense oligonucleotides that invert this splice site choice induce PCa cell
apoptosis and are currently being tested as anti-neoplastic agents [20] , this regulation
has relevance to PCa. The cyclin D1 mRNA is also alternatively spliced
to yield the D1a and D1b forms [22] . Cyclin D1a limits the growth of PCa cells by
inhibiting the transcriptional activity of the androgen receptor. However, in
advanced PCa alternative splicing produces up-regulation of cyclin D1b, which
596 2008

AICR2 – Role of the RNA-binding protein Sam68 in prostate cancer cell proliferation and survival
confers enhanced proliferation potential to host cells [22] . Our new data show
that Sam68 binds to cyclin D1 mRNA and regulates its alternative splicing:
silencing by RNAi favors cyclin D1a splice site choice whereas up-regulation
favors cyclin D1b. Since cyclin D1b supports androgen-independent growth in
PCa cells [22] , our data reinforce the observation that high levels of Sam68 contribute
to proliferation. In addition to alternative splicing, Sam68 influences
also the cytoplasmic utilization of mRNAs [9] . We found that both in HeLa and
in PCa cells, growth factors induce cytoplasmic translocation of Sam68 and its
association with the polysomes, which correlates with polysomal recruitment
of its target CD44 mRNA. Similarly to PABP1, a protein that binds to the
mRNA polyA tail, Sam68 associated with the translation initiation complex as
a consequence of mitotic stimulation of PCa cells (m 7
GTP pull-down). These
data further support the hypothesis that Sam68 is capable to respond to external
cues by associating with the mRNAs translational machinery. We will now
test if such events can be blocked through the inhibition of selected signal
transduction pathways in Tasks 1 and 2.
Trans-membrane delivery of cell-permeable peptides mimicking functional
domains of oncogenic proteins is gaining more attention in the treatment
of cancer [10,23] , providing the rationale basis for the experiments in Task
3. We have used this approach to block protein-protein interactions in a signal
transduction pathway involved in inflammatory response [24,25] . N-terminal
modification of the peptide allows efficient delivery of these peptides in live
cells and specific inhibition of downstream pathways. Scanning the regions of
Sam68 critical for protein-protein interactions may help identify inhibitory
peptides that interfere with its function in live cells and should clarify whether
Sam68 is a suitable target to limit the growth of PCa cells.
DESCRIPTION OF THE PROPOSED RESEARCH
Task 1. To identify the proteins that interact with Sam68 in human PCa
specimens and in PCa cell lines
The function of Sam68 in alternative splicing [7] and in cell transformation
[6] requires its association with protein partners. Herein, we plan to identify
Sam68-interacting proteins in PCa cells by using two approaches. First,
we will perform 2-hybrid screening using a GAL4(binding domain) Sam68
fusion as bait. mRNAs from LNCaP and PC3 prostate cancer cells, two well
established model systems of androgen-responsive and androgen-insensitive
PCa, will be used as templates for the construction of the libraries. The clones
isolated from these libraries will be sequenced and interaction between
Sam68 and the corresponding proteins will be verified both in vitro using GST
pull-down assays and in live cells using epitope-tagged proteins in transient
transfection. In parallel with the 2-hybrid screening, we will perform
immunoprecipitation experiments of endogenous Sam68 from LNCaP and
PC3 cells. Control IgGs or anti-Sam68 IgGs [12] will be covalently linked to proteinA-sepharose
beads and used to immunoprecipitate protein complexes
from the cell extracts. The immunoprecipitated complexes will be analyzed by
2008 597

Sezione III: Attività per progetti
SDS-PAGE and Silver staining and the Sam68-interacting proteins will be
identified by mass-spectrometry. The interactions identified will be confirmed
by Western blot analysis with specific antibodies (when available) or by using
epitope-tagged recombinant proteins in transfection experiments. Sam68
sub-cellular localization changes during mitogenic stimulation or genotoxic
stress by mitoxantrone, when the PI3K/AKT and RAS/ERK1/2 or the p38 and
JNK1/2 signal transduction pathways are activated, respectively. Hence, we
will also perform co-immunoprecipitation experiments after treatment with
LY294002 for the PI3K/AKT pathway, U0126 for the RAS/ERK1/2 pathway,
SB203580 for the p38 MAPK pathway and Jnk-inhibitor for the JNK1/2 pathway.
These experiments will test the relevance of these pathways for the interaction
of Sam68 with the identified partners. Next, we will extend our analysis
on proteins interacting with Sam68 to specimens from PCa patients by
immunohistochemistry analysis using a human Prostate Tissue Array and
antibodies for the proteins identified above. These approaches will allow us to
determine whether the results obtained with PCa cell lines commonly used in
the laboratory are representative of the biology in primary tumors.
Task 2. Characterization of the role of Sam68 in post-transcriptional regulation
of mRNAs with relevance to PCa
a) Characterization of the Sam68-binding sites in the target pre-mRNAs. The
minigenes to study the regulation of cyclin D1 (unpublished results), CD44 [4]
and Bcl-x [7] alternative splicing are available in our laboratory. Minigenes will
be used for transfection assays with either wild type or mutant forms of Sam68
that display different splicing activity [7] . In vitro transcription of the sequential
deletions of the pre-mRNAs encoded by these minigenes will be performed in
the presence of biotinylated nucleotides. These synthetic pre-mRNAs will be
affinity-bound to streptoavidin-sepharose beads and used for pull-down assays
of nuclear extracts prepared from LNCaP or PC3 cells. Bound proteins will be
eluted and the presence of Sam68 will be determined by Western blot. These
experiments will allow us to delimitate the minimal regions required for Sam68
binding. Next, we will perform EMSAs with labeled RNA oligonucleotides to
identify the exact binding site on these regions. Site-directed mutagenesis and
competition studies with excess non-labeled oligonucleotides will also be performed
to determine the specificity of binding. Sam68 cooperates with hnRNP
A1 in the splice site selection of Bcl-x pre-mRNA and it counteracts the activity
of the SR protein ASF/SF2 [7] . To study mechanistically the interaction between
Sam68 and its partners in alternative splicing, Sam68, hnRNP A1, ASF/SF2 and
novel proteins identified in Task1 will be expressed in bacteria and purified for
in vitro splicing assays using HeLa cells nuclear extracts, which are suitable for
these assays. 32 P-labeled pre-mRNAs will be synthesized in vitro and used for
splicing assays and EMSAs in the presence of control nuclear extracts alone or
with addition of increasing amounts of the purified proteins to be tested. Comparison
of the results obtained with the three mRNAs target of Sam68 may disclose
a common binding consensus sequence on these targets and suggest
experiments to specifically interfere with alternative splicing of mRNAs that
affect PCa cell proliferation and survival.
598 2008

AICR2 – Role of the RNA-binding protein Sam68 in prostate cancer cell proliferation and survival
b) in vivo analysis of Sam68 mRNA targets under different cellular conditions.
To analyze the role of Sam68 in the post-transcriptional regulation of
cyclin D1, CD44 and Bcl-x mRNAs in vivo, we will follow their localization
under conditions that promote proliferation or apoptosis. Treatment with
EGF, which elicits activation of the ERK1/2 pathway, translocation of Sam68
to the cytoplasm and its association with the polysomes, will be used as
mitotic stimulus. Localization of Sam68 will be followed by immunofluorescence
whereas localization of mRNAs will be followed by in situ hybridization
with specific probes. Under these conditions, we have observed an
increase in CD44v5 transcription and loading of the mRNA onto the
polysomes and an increase of splicing of the anti-apoptotic Bcl-xL isoform.
For apoptotic stimuli, we will treat PCa cells with mitoxantrone for 16 hours
to induce Sam68 re-localization. The role of Sam68 will be determined by
comparing the results obtained in control PCa cells with those obtained in
cell lines that stably interfere with Sam68 expression (by RNAi) or function
(expressing GFP-GSG or Sam68V229F) [4,7] . These experiments will allow us
to determine if Sam68 is required for the subcellular localization of Bcl-xL,
cyclin D1 and CD44 mRNAs.
Task 3. To interfere with Sam68 activity in prostate cancer cells with specific
permeable peptides
The GSG domain of Sam68 mediates RNA binding and homodimerization
[9] . The stably transfected GFP-Sam68GSG domain dimerized with
endogenous Sam68 and acted as dominant negative of its function in PCa
cells [4] . In addition, we have delimited a 93-aminoacid C-terminal region of
Sam68 that is sufficient for interaction with hnRNP A1 and for its splicing
activity towards the Bcl-x pre-mRNA [7] . Regarding the GSG domain, loop 1 (aa
PVKQYPKFN) and loop 4 (aa LGKGSMRDKAKEEELRKGGDPKYAHLNMDL)
in the KH domain are essential for homodimerization [9] . We will produce peptides
of 10 aminoacids containing the sequence of the whole loop 1 or overlapping
portions of loop 4. For the C-terminal region, we will produce peptides
of 10 residues scanning the last 93 aminoacids. Peptides will be fused to 11
arginine residues followed by three glycines as a linker for cell delivery. First,
we will test the ability of these peptides to interfere with homodimerization of
Sam68 or binding of hnRNP A1 in vitro. Cell extracts over-expressing myctagged
Sam68 or hnRNP A1 will be used for pull-down assays with glutathione-sepharose
beads and purified GST-Sam68 proteins in the presence or
absence of these peptides. Western blot analysis of myc-tagged proteins will
reveal the interaction between the proteins and the inhibitory effect of the peptides.
Active peptides will be tested in live cells after conjugation with a fluorochrome
(FITC or MCA) to visualize the internalization in PCa cells and to
determine the time course of incorporation. The ability to interfere with
homodimerization of Sam68 or binding to hnRNP A1 in live cells will be tested
by transfecting proteins with different epitopes [7,25] . Flag-Sam68 and myc-
Sam68 or myc-hnRNP A1 will be co-expressed in PCa cells and extracts will be
immunoprecipitated with anti-Flag antibodies. Immunoprecipitated proteins
will be analyzed in Western blot for the presence of myc-Sam68 or myc-hnRNP
2008 599

Sezione III: Attività per progetti
A1. The effect of the cell-permeable peptides will be quantified by densitometry.
Peptides that will inhibit homodimerization or hnRNP A1 binding will be
tested for their ability to interfere with Sam68-mediated alternative splicing of
reporter minigenes (CD44, Bcl-x and cyclin D1) and for their effects on cell proliferation
and sensitivity to chemotherapeutic drugs (cisplatin and mitoxantrone).
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600 2008

CHIESI1 – EFFECTS OF THE NOVEL
g-SECRETASE INHIBITOR CHF 5074
ON HIPPOCAMPAL SYNAPTIC TRANSMISSION
AND PLASTICITY IN THE TRANSGENIC
MOUSE MODEL OF AD TG2576
Responsabile scientifico di progetto
NICOLA BIAGIO MERCURI
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia
Chiesi Farmaceutici – Finanziamento 2008

Sezione III: Attività per progetti
OBJECTIVES
1. To study hippocampal synaptic transmission and plasticity in the
transgenic mouse model of AD (Tg2576) at different stages.
2. To study the potential restorative effects following short and long-term
treatment with the g-secretase inhibitor CHF 5074 on the synaptic decay typically
associated with this AD mouse model, and to evaluate the duration and
reversibility of its protective effects.
3. To compare its effects with another g-secretase inhibitor, such as DAPT.
DESCRIPTION OF WORK
The ability of synapses to alter their levels of activity is described as
the phenomenon of synaptic plasticity, and it is increasingly recognized
that this is a crucial factor in the control of neural activity, the development
of neural networks as well as being critical in the development and
maintenance of cognition. Synaptic plasticity therefore refers to a
synapses properties. Evidence suggests that fine deterioration of hippocampal
synaptic plasticity precedes the major neuronal degeneration
associated with AD and correlates with cognitive decline. Our objective is
to investigate whether decline in synaptic transmission and plasticity at
hippocampal synapses in the Tg2576 AD mouse model can be improved or
reversed by a treatment with a novel g-secretase inhibitor, CHF 5074. This
will be achieved by electrophysiological means. These synaptic plasticity
studies will contribute to our understanding of how brain plasticity is
compromised in AD at the level of the synapses. Furthermore, comparison
of LTP and synaptic transmission before and after treatment with
CHF5074, will ascertain whether the drug has a neuroprotective effect by
improving or slowing down the progressive synaptic decay typically associated
with this mouse model.
Task 1. Characterization of synaptic transmission and plasticity
in the Tg2576 mice
Background – The Tg2576 mouse model of AD displays subtle neuronal
dysfunctions well before b-amyloid (Ab) accumulation, plaque deposition and
neurodegeneration [Jacobsen et al. 2006]. In line with this, the earliest
observed changes include a decrease in spine density, deficits in hippocampal
neurotransmission and LTP, in vivo memory deficits as measured by CFC, and
an increase in the fraction of Ab42 generated in brain.
Task – The aim of this task is to assess synaptic transmission and plasticity
in mice carrying the Swedish mutation of human APP (Tg2576) at different
of AD development (6-12 month old mice). Mice (Tg(+) and Tg(-)) will be
purchased from Taconic at ~1 month of age and housed in standard cages.
The electrophysiological characterization will be carried out using standard
in vitro extracellular recording technique on hippocampal slices. In particular,
we will assess bidirectional synaptic plasticity in the 1-100 Hz range by con-
602 2008

CHIESI1 – Effects of the novel g-secretase inhibitor chf 5074 on hippocampal synaptic transmission…
ducting a series of LTP/LTD experiments in the Schaffer collateral CA1 pathway.
Moreover we will assess possible alterations of the basal synaptic transmission
properties measuring the input-output relationship, as well as the
presynaptic plasticity, using a paired-pulse stimulation protocol.
Task 2. Characterization of synaptic transmission and neuronal plasticity
in the Tg2576 mice treated with the g-secretase inhibitor CHF 5074 and DAPT
Background – The anti-neurodegenerative drug CHF 5074 decreases total
brain Ab40 and Ab42 levels and significantly reduces plaque burden in the
cortex and hippocampus in the AD mouse model, Tg2576. To date there is no
evidence whether the treatment with CHF 5074 can stop or reverse neurodegeneration
and improve synaptic plasticity.
Task – In this task, we aim to study the effect of a short (1 month) and
long-term treatment (6-9 months) with CHF 5074 and DAPT on synaptic
transmission and plasticity in vitro, starting the dietary treatment on 3-4
month old Tg2576 mice, before an impairment of LTP is appreciated [Jacobsen
et al. 2006]. On a second cohort of mice we plan to follow up the duration
of the potential protective effects for both compounds using the same paradigms
as above.
2008 603

EC5 – NATURAL HISTORY OF MILD COGNITIVE
IMPAIRMENT AND ALZHEIMER’S DISEASE:
FACTORS INFLUENCING EARLY DETECTION,
CLINICAL COURSE AND PROGNOSIS.
“ MCI-AD”
Responsabile scientifico di progetto
MASSIMO MUSICCO
ITB-CNR – Fondazione Santa Lucia
KATIE PALMER
Marie Curie Intra European Research Fellowship
European Commission – FP7 – Call 2007

Sezione III: Attività per progetti
SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL QUALITY
The main aims of the current research plan include to:
1) identify predictors of Alzheimer’s Disease (AD) in the early, prediagnostic
phase of the disease;
2) evaluate prognostic factors in patients with Mild Cognitive Impairment
(MCI);
3) explore the natural history of AD and other dementias;
4) assess the occurrence of behavioral and psychological symptoms in
dementia.
The fellowship will be conducted at the Santa Lucia Foundation hospital
in Rome, and the Italian National Research Council, Institute of Biomedical
Technologies, Milan. A number of Italian, multi-center, clinical cohort studies
on patients with AD and MCI will be investigated, including:
1) Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia (BPSD) multicenter
Italian study, including 1015 patients with AD.
2) The Italian Dementia Study, a multi-center clinical study of 1550
patients with MCI, AD, and other dementia syndromes.
3) The Italian Network on Alzheimer disease (ITINAD) MCI study,
including 270 subjects with MCI, who were referred to 21 neurological centers
around Italy during 2000-2001.
BACKGROUND
One of the most common medical conditions occurring in older ages is
dementia [1] . Dementia is a clinical syndrome featuring multiple cognitive
deficits that are severe enough to affect social, daily life, and occupational
function and represent a decline from a previous level of functioning [2] .
Dementia disorders include degenerative diseases, such as Alzheimer’s disease
(AD), frontotemporal dementia and Lewy body disease, and vascular dementias
(post-stroke dementia and multi-infarct dementia). Approximately twothirds
of dementia cases are AD [3] , which is a progressive neurodegenerative
disease with a distant pathological profile featuring neuronal loss, neurofibrillary
tangles and amyloid plaques. Dementia shortens life [4] , is associated with
behavioral and psychological symptoms [5] , and is a major cause of functional
dependence and institutionalization [6, 7] . Consequently the direct costs of
dementia syndromes result in large expenditure in treatments and medical
costs, as well as in overheads of accommodation and home help. Indirect
costs also contribute to the economic burden of dementia, due to the time
spent on informal care and loss of caregiver income [8] .
In the past decade, there has been great interest in identifying persons at
high risk of developing AD and dementia, especially as they should constitute
a target group for possible prevention or early treatment of dementia in the
future. Mild Cognitive Impairment (MCI) is used to refer to a transitional
zone between normal cognitive function and clinically probable AD [9-12] . Per-
606 2008

EC5 – Natural history of mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: factors influencing…
sons with MCI are individuals who exhibit both subjective and objective cognitive
impairment yet they are not sufficiently debilitated as to warrant the
diagnosis of dementia or AD [9] . Reports consistently show that persons with
MCI have an increased risk of developing dementia in the future compared to
elderly persons with normal levels of cognitive functioning [13-16] . Depending on
the criteria used to define the cognitive impairment, MCI subjects have been
observed to progress to AD or dementia at a rate of 12-42% over one to five
years. However, MCI can be heterogeneous in progression. When persons
with MCI are followed over time, some progress to AD and other dementia
types, some are stable or even recover [17-18] , while others have an increased risk
of death [19-20].
Recent research has focused on identifying factors which increase the predictive
power of identifying AD in the pre-diagnostic phase, including factors
which predict progression to AD in persons with MCI. The aim is to identify the
disease at an early stage in anticipation of early treatments aimed at slowing
cognitive decline or reducing symptoms. There is evidence that older age [21] ,
depression [22-23] , and being an Apolipoprotein E epsilon 4 (APOE 4) carrier [24] ,
predict further cognitive decline or progression to dementia in persons with
MCI. However, these results are controversial, as some studies have found no
increased risk of AD in MCI persons with depression [25, 26] or APOE 4 [21, 27] . The
role of depression and other neuropsychiatric symptoms in MCI remains
unclear. Cross-sectional studies have found that neuropsychiatric symptoms,
such as depression and anxiety, are prevalent in 43-59% of persons with MCI [28-30] .
Although it is plausible that neuropsychiatric disturbances in MCI could be
linked to neurodegeneration, other explanations might account for the high
prevalence of psychiatric symptoms in MCI, for example, depression is known
to affect cognitive functioning in old age [31] , and it is also possible that the symptoms
could be a subjective reaction to an ominous outlook for the future, or be
symptoms due to brain lesions associated with AD.
The current application aims to investigate dementia, and specifically AD
from a longitudinal perspective: from the prediagnostic, MCI stage, to the
clinical manifestation of the disease and its associated disorders (including
behavioral and psychological symptoms of dementia), and finally to investigate
factors influencing progression of the disease and mortality.
RESEARCH METHODOLOGY
The Italian Dementia Study
Objectives
– To investigate prognostic factors influencing the progression of MCI,
including Instrumental Activities of Daily Living (ADL), neuropsychiatric
symptoms, and vascular factors;
– To investigate the influence of behavioral and psychiatric symptoms
in MCI;
– To evaluate the prognostic and predictive value of neuroimaging in MCI;
2008 607

Sezione III: Attività per progetti
– To explore the natural history of AD, including somatic, biological,
genetic, and environmental factors affecting disease progression, response to
treatment, and mortality.
Study population – Data will be taken from the Italian Dementia Study, a
multi-center clinical study of 1550 patients with new diagnoses of specific
neurological and cognitive disorders. The main objectives of the study are to
explore the natural history of dementia disorders, to investigate prognostic
factors, as well as factors affecting disease progression, response to treatment,
and mortality. Thirty-one clinics around the whole of Italy are included. The
1550 study population will be comprised of fifty patients from each center: 10
with MCI [10-12] , 20 with AD (NINCS-ARDRA criteria) [32] , 10 with frontotemporal
dementia [33, 34] , and 10 with Vascular dementia [35] . To be included in the
study, patients must have been recently diagnosed, and have a Clinical
Dementia Rating [36] (CDR) score

EC5 – Natural history of mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: factors influencing…
ups in MCI patients. The predictors that will be assessed include: impairment
in instrumental ADLs, neuropsychiatric symptoms such as anxiety and
depression, and vascular risk factors. For example, the risk of progressing
from MCI to AD in persons with depression compared to those without
depression will be calculated. Adjustment will be made for age, sex, and
education. Factors will be examined separately, and in combination to
examine whether a specific cluster of factors increases the risk of progressing
from MCI to AD or death.
– Comparison of behavioral and psychiatric symptoms in persons with
MCI will be compared to persons with AD, using logistic regression models.
Second, change in neuropsychiatric symptoms will be investigated in MCI
persons who progress to AD over follow-ups, to assess whether the presence
of symptoms worsens with the neurodegenerative process. What is the pattern
of progression or change in behavioral and psychological symptoms over the
course of AD? Does the pattern have a prognostic predictive value, for example,
are those AD patients who develop aggressive behaviors more likely to
develop physical and functional disabilities?
– The course of clinical AD will be assessed in 620 patients with AD at
baseline, by investigating rate of cognitive decline (measured by CDR and
decline in neuropsychological test performance), and mortality with logistic
regression models.
Italian Network on Alzheimer disease (ITINAD)
Mild Cognitive Impairment study
Objectives
– To identify the biological, medical, and genetic characteristics of persons
with MCI;
– To investigate the role of depression and other psychiatric disturbances
in patients with MCI.
Study population and design – Data will be taken from the ITINAD MCI
study group. The study includes 270 subjects with MCI, who were referred
to 21 neurological centers around Italy during 2000-2001. The mean age of
patients was 70.5 years (range: 49-89) and 56.8% (n=151) were female. Two
annual follow-up investigations were carried out. At baseline and followups,
subjects underwent examination by a physician including full neurological
and psychiatric examinations. Data were taken on history and onset of
symptoms and a comprehensive neuropsychological battery was administered.
MCI was diagnoses according to established criteria (10). Information
was collected from an informant, and neuroimaging and blood samples
were taken.
At first (1 year) and second (2 year) follow-up, subjects underwent the
same clinical examinations and the same information was collected as at
baseline. At both follow-up examinations, cognitive status in MCI subjects
was assessed. For the purpose of this application, multiple outcomes will
be examined: (a) AD and dementia diagnosed according to DSM-IV criteria;
2008 609

Sezione III: Attività per progetti
(b) Death; (c) Stable MCI (still fulfilling the criteria for MCI); (d) Cognitive
improvement (no longer fulfilling criteria for MCI).
For subjects that either remain stable or improve, the presence of other
somatic and psychiatric disorders at follow-up will be examined.
Data Analyses – 1) The risk of developing dementia over two years in subjects
with MCI will be assessed using multivariate Cox regression models.
Baseline characteristics of the MCI patients will be entered into the regression
models to assess the contribution of such factors on the development of AD
including, for example, known susceptibility genes for AD, such as APOE,
somatic status such as diabetes, biological factors such as folic acid or vitamin
B12 deficiency. Emphasis will be placed on identifying factors that will
predict improvement in subjects with MCI, and factors that may be linked to,
for example, terminal decline (a period of cognitive decline that precedes
death, possibly linked to comorbidity-related cognitive deficits).
2) The role of psychiatric conditions on the future outcome of MCI
patients will be assessed using multivariate regression models. E.g., relative
risks will be calculated to examine whether persons with presence of depressive
symptoms in addition to memory deficits more likely to develop dementia
than persons with no psychiatric symptoms. Specific symptoms and history
of depression and/or anxiety will be compared in MCI patients that later
develop dementia versus those that improve in cognition. Furthermore, we
will investigate which of the subtypes of MCI are related to the development
of a psychiatric disorder during the follow-up period.
The behavioral and psychological symptoms of dementia (BPSD) study
Objectives
– To evaluate the occurrence and severity of BPSD;
– To assess the clustering of BPSD in specific groups of symptoms and
syndromes;
– To determine the relationship of BPSD with severity of cognitive impairment
in AD.
Study population – The study population will include 1015 patients with
newly diagnosed probable AD (mean age 74.6, SD 0.2, 71.2% female (n=723),
6.2 years education, SD 0.1) from 7 memory clinics in Italy, who were consecutively
enrolled in the study from January 2003 to December 2005. Information
was collected via a neurological and somatic examination, and through
an interview with caregivers.
Data collection and Analyses – Trained clinical neurologists examined all
patients. The diagnosis of AD was made according to NINCDS-ADRDA criteria.
Cognitive decline was assessed with the MMSE. Instrumental ADLs were
evaluated (39), and behavioral symptoms were measured with the Neuropsychiatric
Inventory (38) (including, delusions, hallucinations, agitation, depression,
anxiety, euphoria, apathy, disinhibition, irritability and aberrant motor
behavior). Sociodemographic variables were assessed.
610 2008

EC5 – Natural history of mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: factors influencing…
– Neuropsychiatric symptoms will be analyzed with a principal component
factor analysis to reduce the 10 symptoms of Neuropsychiatric Inventory
to a limited number of groups of symptoms (factors) occurring in association.
– Patients will be categorized on the basis of the presence of one or more
of the syndromes identified by the factor analysis. Within each syndrome,
patients will be categorized into two groups, those presenting a mild severity
and those presenting a severity clinically significant (when at least one of the
symptoms had a Neuropsychiatric Inventory score higher or equal to 4).
– Logistic regression models will be used to examine differences in BPSD
according to age, education, gender, and clinical severity of AD (mild, moderate,
and severe defined according to performance on the MMSE).
ORIGINALITY AND INNOVATIVE NATURE AND RELEVANCE
OF THE PROJECT
The project will be conducted over a two year period, and includes
research on the three aging and dementia studies described above. The results
obtained will contribute to long-term benefits for public health in Europe. In
the past few decades, there have been dramatic increases in the numbers of
individuals over the age of 65, in addition to the progressive aging of the elderly
population itself. Age is a major risk factor for dementia-related disorders;
with the growing numbers of old individuals in Europe, the burden of
dementia will rise when more persons are affected by the disorder and more
relatives are involved in care-giving tasks. In addition, the costs for healthcare
and social service systems will increase.
The main incentive for promoting recognition of MCI is the earlier detection
of AD and dementia. Interventions that could achieve even modest reductions
in the rate at which MCI converts to dementia would result in huge
financial savings because of decreased utilization of healthcare, special transportation,
long-term care, and daycare facilities. Significant improvements
might also be possible with regard to independence and quality of life. To
date, only symptomatic treatment that at best postpones disease progression
can be offered to patients, but great efforts are being made to find new and
better treatment alternatives. The aims of the current project and the early
detection of individuals at high risk of developing dementia are therefore
paramount to the successful administration of treatment and postponing of
institutionalization and reduction of medical and social services costs. For
example, Wimo et al. [1] showed that there are indications that the postponement
of the development from MCI to manifest dementia may result in shortterm
annual benefits of about 5500 Euros per individual.
The project has a wide-reaching ability to spread awareness regarding
MCI and dementia. The results of the project are relevant not only to the
international scientific community, but also to politicians and patient associations,
and can help with future policy making and government guidelines etc.
The project also serves to benefit gender issues, from two perspectives.
Firstly, the project helps to develop the career of a female researcher. Secondly,
the project deals with dementia and AD, which is a common disorder
2008 611

Sezione III: Attività per progetti
among women; especially in the oldest old where both incidence and prevalence
of dementia is particularly higher in women than men.
In addition, as the long-term goal of the researcher is to return to Sweden’s
Karolinska Institute to continue her research career, the current project
will result in long-lasting co-operation between European research players.
Indeed, there are numerous possibilities for long-term collaborative projects
between the departments, particularly the potential comparison of data from
the longitudinal aging studies that both institutes are involved with.
The project will definitely help to support the long-term career goal of the
researcher. Mobility of this early-stage researcher is paramount to success in
the researcher’s future career and will help her to achieve independence as a
researcher. The project encourages the work and scientific development of a
young, female researcher. Following her return to Sweden, the researcher will
continue to develop her own research group and apply for an Associate Professor
position. Young female scientists would be likely to be attracted to a
new dynamic female-run research group, which would help to redress the
gender balance within research.
HOST SCIENTIFIC EXPERTISE IN THE FIELD
The current research project will be carried out in collaboration with the
Institute of Biomedical Technologies (ITB) at the Italian National Research
Council (CNR).
The Santa Lucia Foundation and the Institute of Biomedical Technologies
at CNR are currently involved in a number of International collaborations
within the field of neurological aging, dementia, and epidemiology, these
include:
– Department of Psychiatry, University of Wuerzburg, Germany.
– Department of Neurology, Columbia University, New York, USA.
– Fujita Health University, School of Health Sciences, Toyoake, Aichi,
Japan.
– Department of Neurology, University of Kiel, Germany.
– Aging Research Center, NVS, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden.
CONTRIBUTION TO EUROPEAN EXCELLENCE
AND EUROPEAN COMPETITIVENESS
Dementia and AD have a significant impact in all countries in Europe
and, in most countries, are increasing in incidence, partly due to the rise in
the average age of the population. To gain epidemiological information about
AD and MCI, a probable early stage of AD, research must be carried out on a
European level.
This project is based on epidemiological and clinical information that has
been obtained from various regions in Italy. Analysis of information from
these regions and transfer of experience gained to another European country
(Sweden) can help to spread ability and excellence. This type of researcher
612 2008

EC5 – Natural history of mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: factors influencing…
mobility clearly fulfils the aim of the European Research Area and will spread
useful information on the importance of epidemiological data regarding AD.
The publication of results in international peer-reviewed medical journals
will help to highlight new findings on AD and raise the profile of European
research. This will also help to attract researchers to the field, both from
within the EU and from third countries.
Developments and progress in MCI research may also help to stem the
“ brain drain ” from Europe. It is vital to support developments in this field
within Europe in order to complement and compete with the ongoing
research in the US. The researcher was involved in organizing the first international
symposium on MCI in Europe (in Stockholm, September 2003). This
was the first event of its kind to bring together experts from Europe, Asia,
Australia, and America to discuss the hot topic of MCI. This type of European
event and the encouragement of MCI research in Europe will help increase
the “ brain gain ” to the EU. As the field of MCI is a rapidly developing topic,
with many unanswered questions, it is vital to support projects at this time
point. Novel findings from forefront research in Europe will have a huge
international impact and will help to put Europe in the leading position on
the worldwide research map.
ETHICAL ISSUES
Informed consent – For all three data collection studies, participants provide
written, informed consent for the collection and analysis of their personal
and medical data, according to a standard general consensus form
approved by the ethical committee. Furthermore, the Santa Lucia Foundation
has an Ethics committee, who meet regularly to apply international recognized
evaluation criteria (approved by the “ Helsinki Declaration ” 1996 ed. -
and confirmed during the “ Convention for the Defense of the Rights of Man
and the Dignity of the Human Being in relation to the application of Biology
in Medicine ”, held in Strasburg in 1996).
Data protection issues – All three databases have carefully planned protocols
which are designed to collect the relevant health and cognitive data of
the patients. In order to protect the personal identify of the study participants,
data is entered into a main database by a data manager in which the
names or the participants are removed, and each subject is provided with an
individual, specific identification number, used for all data analyses by
researchers.
1. Wimo A, Winblad B, Aguero-Torres H, von Strauss E (2003) Alzheimer Dis Assoc
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2008 613

Sezione III: Attività per progetti
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614 2008

EC5 – Natural history of mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: factors influencing…
32. McKhann G, Drachman D, Folstein M et al. (1984) Neurology 34: 939-944.
33. McKeith IG, Galasko D, Kosaka K, Perry EK, Dickson DW, Hansen LA, Salmon
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Bergeron C, Burns A, Miller BL, Lovestone S, Collerton D, Jansen EN, Ballard C,
de Vos RA, Wilcock GK, Jellinger KA, Perry RH (1996) Neurology 47: 1113-1124.
34. McKeith IG, Ballard CG, Perry RH, Ince PG, O’Brien JT, Neill D, Lowery K, Jaros
E, Barber R, Thompson P, Swann A, Fairbairn AF, Perry EK (2000) Neurology 54:
1050-1058.
35. Roman GC, Tatemichi TK, Erkinjuntti T, Cummings JL, Masdeu JC, Garcia JH,
Amaducci L, Orgogozo JM, Brun A, Hofman A et al. (1993) Neurology 43 (2):
250-260.
36. Morris JC (1993) Neurology 43 (11): 2412-2414.
37. Folstein M, Folstein S, McHugh P (1975) J Psychiatr Res 12: 189-198.
38. Kaufer DI, Cummings JL, Ketchel P, Smith V, MacMillan A, Shelley T, Lopez OL,
DeKosky ST (2000) J Neuropsychiatry Clin Neurosci 12: 233-239.
39. Katz S (1983) J Am Geriatr Soc 31: 721-727.
2008 615

EC6 – SMART HOMES FOR ALL.
AN EMBEDDED MIDDLEWARE PLATFORM
FOR PERVASIVE AND IMMERSIVE
ENVIRONMENTS FOR-ALL (SM4All)
Coordinatori scientifici di progetto
ROBERTO BALDONI –MASSIMO MECELLA
Università di Roma La Sapienza
U.O.6 – Febo Cincotti, Donatella Mattia
Fondazione Santa Lucia
European Commission – FP7 – Call 2007

Sezione III: Attività per progetti
BENEFICIARIES
U.O. 1 – Università di Roma La Sapienza (UNIROMA1) Dipartimento
di Informatica e Sistemistica “ Antonio Ruberti ”, Italy –
Roberto Baldoni, Tiziana Catarci, Giuseppe Santucci,
Massimo Mecella
U.O. 2 – Technische Universitaet Wien (TUW), Distributed Systems Group
(DSG) at the Institute of Information Systems, Austria –
Schahram Dustdar, Karl M. Göschka, Johannes Osrael
and Lorenz Froihofer
U.O. 3 – University of Groningen (RUG) Distributed Systems and Software
Engineering group, The Netherlands – Marco Aiello, Jan Bosch
(Nokia, Finland), Schahram Dustdar (Technical University
of Vienna, Austria)
U.O. 4 – Royal Institute of Technology (KTH), School of Information
and Communication Technologies (ICT) Stockholm, Sweden –
Rassul Ayani
U.O. 5 – Swedish Defence Research Agency (FOI), Simulations and
Distributed Systems and Information and Knowledge
Management, within the Division of Command and Control
Systems, Stockholm, Sweden – Marianela Garcia Lozano, Pontus
Horling, Farshad Moradi
U.O. 6 – Fondazione Santa Lucia (FSL), Laboratory of Neuroelectrical
Imaging and Brain Computer Interface, Roma, Italy –
Febo Cincotti, Donatella Mattia
U.O. 7 – Thuiszorg Het Friese Land (THFL), Domiciliary care organisation,
The Netherlands – Trijn van der Meulen, Regina Riemersma
U.O. 8 – Telefónica Investigación y Desarrollo (TID), R&D arm of Telefónica
S.A., Spain – Sara Carro Martínez, Estanislao Fernández
U.O. 9 – Elsag Datamat (ED), Italy – Enrico Angori and Giuseppe Martufi
U.O.10 – Guger Technologies OEG (GTEC), Austria – Christoph Guger
ABSTRACT
Embedded systems are specialised computers used in larger systems or
machines to control equipments such as automobiles, home appliances,
communication, control and office machines. Such pervasivity is particularly
evident in immersive realities, i.e., scenarios in which invisible embedded
systems need to continuously interact with human users, in order to
provide continuous sensed information and to react to service requests from
the users themselves.
The SM4ALL project will investigate an innovative middleware platform
for inter-working of smart embedded services in immersive and personcentric
environments, through the use of composability and semantic tech-
618 2008

EC6 – Smart homes for all. An embedded middleware platform for pervasive and immersive…
niques for dynamic service reconfiguration. By leveraging on Peer-to-Peer (P2P)
technologies, the platform is inherently scalable and able to resist to devices’
changes and failures, while preserving the privacy of its human users as well as
the security of the whole environment. This is applied to the challenging scenario
of private houses and home-care assistance in presence of users with different
abilities and needs (e.g., young able bodied, aged and disabled).
The SM4ALL Vision and Concepts
The SM4ALL (Smart hoMes for All) project aims at studying and developing
an innovative middleware platform for inter-working of smart embedded
services in immersive and person-centric environments, through the use of
composability and semantic techniques, in order to guarantee dynamicity,
dependability and scalability, while preserving the privacy and security of the
platform and its users. This is applied to the challenging scenario of private/home/building
in presence of users with different abilities and needs
(e.g., young able bodied aged and disabled).
In particular, in the SM4ALL project P2P, service-orientation and contextawareness
are merged in novel ways in order to define a general
reference architecture for embedded middleware targeted to immersive scenarios,
among which the domotics and home-care have been selected as
showcases. The SM4ALL platform will offer specific features of scalability
(with respect to the number of embedded services to be managed) and
dynamicity (the capability of the platform to manage on-the-fly insertion/
removal of (new) devices/sensors/appliances). By exploiting techniques from
autonomic computing (self-* properties) and peer-to-peer systems, the services
and the platform will offer such features directly built-in, and not as a
subsequent add-on. Moreover, in the design of the SM4ALL platform, there
will be a specific focus on ontologies for describing service capabilities, to be
used for obtaining the dynamic configuration and composition of the services,
while preserving the privacy of the users. Specific emphasis is devoted to
the overall security of the smart environment, with respect to who/which can
do what and to possible intrusions of spy sensors/services/devices.
Finally the SM4ALL project aims at defining and developing such an
embedded pervasive platform for smart houses truly for all, in which users
with different abilities and needs (e.g., young able bodied, aged and disabled)
can interact with the services provided by the different domotic devices, appliances
and sensors through basic and advanced interfaces, being the latter
ones based on brain-computer interaction technologies. Brain-computer
interaction (BCI) is a specific set of techniques, based on the interplay of
hardware and software, that allows people to interact with a screen; in the
project vision, it allows the selection of a desired goal among a set of possible
ones, proactively offered by the SM4ALL system on the basis of the available
services, the current context of the user (perceived through the sensors and a
profiling of previous actions and goals). Once the desired goal is specified,
some composition techniques will define the most suitable way of coordinating
the available services, and will deploy such an orchestration specification
on top of the infrastructure, through which the services interact each other in
2008 619

Sezione III: Attività per progetti
order to deliver some final composite service to the user. Such a composite
service can effectively satisfy the user’s goal, or can take the infrastructure
“ nearer ” to it than in the initial situation, not being able to progress any more
if not correctly driven by the user. Again the SM4ALL system propose new
possible alternatives, and the cycle (user makes a choice, composition and
orchestration) is repeated until the user’s satisfaction is reached. In such a
way, the continuous interaction between the user and the house infrastructure
(that acts proactively and automatically among different interaction points,
and it is not “ passive ” as current houses are) allows the user to satisfy his
needs by relieving him from low level coordination of devices’ tasks. This is
especially useful in case of permanent, partial or temporary disabilities, as the
SM4ALL showcase will demonstrate.
In such a way, the ambitious target of the SM4ALL project is to couple, for
the first time, advanced research and techniques in embedded and distributed
systems with service oriented computing (on the one hand) and accessibility
and advanced interaction techniques (on the other hand), thus developing a
truly embedded dynamic environment for all.
Outcomes and description
[1] Embedded middleware platform for personcentric environments. Specific
features are dynamicity, capability, dependability, security and privacy
preservation (TECHNICAL)
The project will release a novel embedded middleware platform suitable
for person-centric environments, in which P2P, data dissemination, service
composition, context-awareness are merged and integrated in novel ways in
order to provide desired specific features
[2] Novel scientific techniques for data dissemination, service composition,
dependability, scalability, security and privacy preservation (SCIENTIFIC)
In order to design and realized the platform of [1], novel techniques and
algorithms will be developed and published in the research community. They
will exploit previous research undertaken in the literature and by the project
partners, merging with novel ontology-based concepts and techniques. Such
results will be published in top-class venues, in order to demonstrate the concrete
scientific innovativeness of the project.
[3] Application of the SM4ALL platform to the application scenario of domotic
and home-care assistance (TECHNICAL)
The SM4ALL platform will be applied to the challenging scenario of
domotic and home-care assistance, in presence of normal bodied, elderly and
disabled persons. This will demonstrate that the design of the platform is
really built-in for person-centric environments.
[4] Wide dissemination of the results (DISSEMINATION)
Students and workers in the domotic and home-care assistance areas will
be trained, therefore dissemination will be not limited to the number of
620 2008

EC6 – Smart homes for all. An embedded middleware platform for pervasive and immersive…
researchers within the project (as currently it happens), but rather the project
will seed its results into the broader science and engineering community.
Please note that ARTEMIS put special emphasis on the promotion of education
in embedded systems, in order to keep the competitiveness of the European
industry in the field.
Project Phasing
W.P.1: Requirements Analysis. W.P.1 will analyze the state-of-the-art (with
specific attention to the possible other projects addressing similar issues),
fine-tunes the overall work programme, and provides the detailed overall
model and requirements of the project. The establishment of a common view
on the business, and technological objectives of the project amongst the participants
is also an important expected output of W.P.1. The overall model of
the project refers to new and innovative modes for having users interact with
embedded pervasive devices, sensors and services.
W.P.1 also is considered critical, as the specific SM4ALL showcases that
will be implemented later in W.P.7 will be selected.
W.P.2: Architectural Design. The SM4ALL architecture will be the main
focus of W.P.2. The architecture consists of several parts: the user-layer, the
composition-layer and the pervasive-layer. The first part will allow users to
define their own goals, through traditional and advanced interfaces. The composition-layer
is in charge of synthesizing suitable services’/devices’ orchestrations
in order to reach the user goals.
Finally the pervasive layer is the effective embedded middleware platform
hosting the services and the devices, orchestrating them by providing properties
of scalability, dynamicity and security, and preserving the users’ privacy.
The architecture for SM4ALL user-layer will define the sensors infrastructure
needed for capturing user goals and context, while the composition-layer
architecture will define the infrastructure for the composition of services and
the repository of their semantic descriptions. Finally the pervasive-layer architecture
will define the pervasive embedded bus, on top of which coordination/orchestration
among services and data exchanges among them are carried
out. Also a reference framework for new services/devices to be plugged-in
will be defined.
All the architectures are based on the conceptual model proposed in
W.P.2. The architectures are expected to be developed in two versions: a preliminary
version of conceptual and technical architectures is expected in the
first design phase of the SM4ALL project, while the second (final) version is
expected after another iteration of the spiral methodology.
W.P.3: Detailed Design & Realization of the User-Layer. The SM4ALL
user-layer technical architecture will be the main focus of the W.P.3. This
W.P. is in charge of the definition of innovative basic techniques for capturing
user inputs and converting to explicit goals (with respect to some
desired service templates to be proposed on the basis of the context), their
realization and implementation with respect to the conceptual architecture
defined in the W.P.2.
2008 621

Sezione III: Attività per progetti
W.P.4: Detailed Design & Realization of the Composition-Layer. The
SM4ALL composition-layer technical architecture will be the main focus of
the W.P.4. This W.P. is in charge of the definition of innovative basic techniques
for automatic service composition (on the basis of the users/devices
context), their realization and implementation in the layer with respect to the
conceptual architecture defined in the W.P.2. The result will be a software prototype.
W.P.5: Detailed Design & Realization of the Pervasive-Layer. The SM4ALL
pervasive-layer technical architecture will be the main focus of the W.P.5. This
W.P. is in charge of the definition of innovative basic techniques for distributed
orchestration of services and devices, their realization and implementation
in the pervasive layer with respect to the conceptual architecture defined
in the W.P.2. Moreover, the design and realization of the embedded middleware,
running on top of the ad-hoc communication infrastructure, will be
addressed in this W.P.
W.P.6: Dependability, Scalability, Dynamicity, Security and Privacy. The
Consortium has included a specific work-package addressing the critical
properties that the overall system should offer. In this work-package, specific
techniques and solutions for obtaining such properties will be investigated,
and then transferred to the other work-packages W.P.3, W.P.4 and W.P.5 in
charge of injecting such solutions into the artefacts they are in charge of.
W.P.7: SM4ALL Showcase. While W.P.3, W.P.4, W.P.5 and W.P.6 develop innovative
techniques and software in laboratories, W.P.6 will take this software out
in the real world and install it at the side of the real user partners. Before this
transfer, the Consortium has included an appropriate period for system integration
and testing, in order to have an end-to-end (i.e., from the user to the
generic device/service) proper integration of all the components constituting the
different parts. As usability is also of a great importance for the SM4ALL system,
a usability testing plan will be prepared, which will consist of two following
stages: (a) testing in a laboratory prior the final prototype application will be
ready, and (b) field tests involving potential users. The field tests will be executed
in situations which will imitate real world situations where the human
users live in the smart house.
In the showcase, the Consortium will demonstrate the innovative smart
house with the participation of the user partner. The results of the field testing
will give the necessary feedback on the performance and usability of the
prototype. Results of the usability testing will be given to the developers of the
prototype, who then will improve the prototype according to the given recommendations.
More in detail, FSL is already equipped with a small smart home (consisting
for a few rooms), which are currently used for specific studies on home
care assistance (fundend by the Italian Telethon charity).
The plan is to equip such a smart house with the new SM4ALL platform
that will be developed during the project, and to test it with real users (which
are both normal bodied and disabled persons). Moreover, THFL will make
available some clients of theirs (solo and elderly people), for deployment of
622 2008

EC6 – Smart homes for all. An embedded middleware platform for pervasive and immersive…
the platform with a limited number of sensors in some houses in the Netherlands.
Therefore, the showcases will be tested with real users, ranging to a
wide spectrum of abilities and cultural differences among Europe, thus making
the validation of the project really concrete.
W.P.8: Exploitation & Dissemination & Clustering Activities. W.P.8 concerns
the dissemination and exploitation of the project results by the Consortium,
and the participants separately in defined target groups and representative
actors in Europe, and worldwide. Two interim annual reports will be produced
for monitoring, and a final report to provide the overall strategy is
expected by the end of the project.
W.P.0: Project Management & Assessment. W.P.0 includes all the necessary
tasks for the management of the SM4ALL project. A detailed description of the
approach to Project Management will be presented in the following Section 2.
W.P.0 also guarantees a continuous evaluation of the projects’ work by
monitoring progress and results of the other W.P.s, deliverables, and tasks.
The Consortium considers assessment as critical not only for the final evaluation
of the project, but even more importantly for the continuous monitoring,
and timely identification of possible shortages, inconsistencies, and risks.
Following a multi-disciplinary approach, the project will be assessed and
evaluated from six different perspectives:
a) Managerial, regarding the compliance to the initial workplan, the
management of project resources, the reporting process to the funding
agency, the delivery of the planned outputs, and the coverage of all Consortium
commitments.
b) Scientific, mainly by the scientific partners (internal), and the research
and academic community, and project stakeholders (external) regarding the
project innovation/production of new knowledge.
c) Industrial, mainly by the industrial participants (internal), and the
industry more general (external) regarding the exploitable results.
d) Business, mainly by the user-partners (internal), and possible established
external users (e.g., users from the Living Labs initiatives) regarding
the actual improvement the project introduces in embedded home scenarios.
e) Ethical perspective, due to the involvement of solo, elderly and disabled
persons, and to their monitoring through sensors/devices/appliances for
building the context (cfr. also Section 4).
f) A wider perspective regarding the expected macro socio-economic
impact of the knowledge and technology generated by the SM4ALL project.
Two interim annual assessment and evaluation reports will be produced
to monitor the project progress, and a final report to provide the overall evaluation
is expected by the end of the project.
W.P.0 is an horizontal W.P. being active throughout the project.
CONSORTIUM AS A WHOLE
The SM4ALL consortium is composed by 10 heterogeneous participants
from five different countries, (5 EU, namely Italy, Austria, Spain, Sweden and
2008 623

Sezione III: Attività per progetti
The Netherlands). This geographic pluralism coupled with the privileged position
the participants in the project enjoy secures the widest possible dissemination
and exploitation impact. The SM4ALL consortium is composed by:
– 5 Scientific Partners: 4 universities (UNIROMA1, TUW, RUG, KTH)
and a research centre (FOI)
– 3 Industrial Partners (TID, ED, GTEC)
– 2 User Partners (FSL, THFL)
The balance between universities, research centres, industries and users
ensures that the consortium will look at the problem from different points of
view. Partner diversity ensures the capacity to address the problem from both
a theoretical (e.g. universities) and a more practical way (e.g. research centres/industries).
Moreover, the presence of users support a correct analysis and a deep
understanding of the problem.
Finally, the heterogeneity of partners forming the consortium will guarantee
the exploitation of both scientific and technological results of the project.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 6 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
624 2008

EC6 – Smart homes for all. An embedded middleware platform for pervasive and immersive…
U.O. 6 – Laboratory of Neuroelectrical Imagin and BCI
Febo Cincotti, Donatella Mattia
The activity of FSL in the project consortium are aimed at three objectives:
– Definition of specific needs in smart houses for everyone, the identification
of key challenges, and the preliminary identification of the possible showcases.
Specific real-world situations will be selected. Potential users will be
involved in the selection and description of such situations. The result of this
task is a showcase(s) demonstration plan.
– Identification of innovative basic techniques for user interfaces in
domotic scenarios, with a specific emphasis on Brain-Computer ones, their
design and realization.
Special attention will be given to usability issues. A usability recommendations
document will be produced, by taking into account the specific needs
of real users, to be included in D3.1.
– Integration and testing of the system, also with the users, for validating
efficiency, effectiveness, usability and user satisfaction, and to develop showcase(s),
in order to demonstrate and validate the effective applicability of the
SM4ALL outcomes to “ real ” scenarios. Clearly, for reaching such objectives,
the different parts developed in the previous W.P.s need to be integrated and
tested in an overall system.
The last objective will include SM4ALL Usability Testing and Design and
Development of the Showcases. In fact, User tests will be performed in different
stages of the system development cycle; (a) before and during the implementation
of the prototypes (single and not-integrated components) and (b)
during and after integration period (integrated system).
The first tests will be done with selected focused groups of the potential
users, within laboratory. The potential users who are also project partners
(THFL and FSL) will be actively involved in the testing. The results of the testing
will then be used for the improvement of the system, according to a usercentred
system design. The latter tests will be executed in real settings during
the showcases, in which the system is really deployed in some smart houses.
On the basis of the showcases identified at the beginning of the project,
one or more deployments of the SM4ALL infrastructure will be set-up, in order
to have users effectively use it in “ realistic ” situations (e.g., during everyday
life). Feedbacks from users will be collected, in order to produce a final report
on such a validation activity. The THFL and FSL partners will have the main
involvement in such a task, as of its nature. The opportunity to deploy the
infrastructure also in other organizations and in other countries will be considered.
FSL is already equipped with a smart home (consisting for a few rooms),
which are currently used for specific studies on home care assistance (fundend
by the Italian Telethon charity). The plan is to equip such a smart house with
the new SM4ALL platform that will be developed during the project, and to test
it with real users (which are both normal bodied and disabled persons).
2008 625

EC7 – TOOLS FOR BRAIN-COMPUTER
INTERACTION (TOBI)
Coordinatore scientifico di progetto
JOSÉ DEL R. MILLÁN
Swiss Federal Institute of Technology Lausanne
U.O. 4 – Donatella Mattia
Fondazione Santa Lucia
European Commission – FP7 – Call 2007

Sezione III: Attività per progetti
LIST OF BENEFICIARIES
U.O. 1 – Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Lausanne,
Switzerland – José del R. Millán
U.O. 2 – Technical University Berlin (TUB), Germany – Benjamin Klingbeil
U.O. 3 – Technische Universitaet Graz (TUG), Austria – Christa Neuper
U.O. 4 – Fondazione Santa Lucia (FSL), Italy – Donatella Mattia
U.O. 5 – Eberhard-Karls Universitaet Tübingen (UT), Germany – Andrea Kübler
U.O. 6 – University Glasgow (UG), United Kingdom – Roderick Murray-Smith
U.O. 7 – QualiLife (QL), Switzerland – Claudio Giugliemma
U.O. 8 – Stiftung orthopaedische Universitaetsklinik Heidelberg (UH),
Germany – Rüdiger Rupp
U.O. 9 – Schweizerische Unfallversicherungsanstalt; Clinique Romande de
Réadaptation SuvaCare (CRR-Suvacare), Switzerland –
Abdul-Wahab Al-Khodairy
U.O.10 – Kreuznacher Diakonie. Beratungsstelle für Unterstützte
Kommunikation (BUK), Germany – Pit Staiger-Sälzer
U.O.11 – Associazione Italiana per l’assistenza agli spastici provincia di
Bologna (AIAS), Italy – Massimiliano Malavasi
PROJECT SUMMARY
TOBI will develop practical technology for brain-computer interaction;
i.e., non-invasive BCI prototypes combined with other assistive technologies
(AT) that will have a real impact in improving the quality of life of disabled
people. These non-invasive BCI are based on electroencephalogram (EEG)
signals. The expected impact of TOBI is a wide-spread use of BCI assistive
technology endowed with adaptive capabilities that augment those other AT
they are combined with. In such a hybrid approach users can fuse brain
interaction and muscle-based interaction or can switch between different
channels naturally (based on monitoring of physiological parameters or
mental states).
We have identified 4 application areas where BCI assistive technology
can have a real, measurable impact, in terms of pre-clinical validation, for
people with motor disabilities. The applications areas are: Communication
and Control, Motor Substitution, Entertainment, and Motor Recovery.
TOBI will deliver short-term BCI assistive prototypes for each of the application
areas by the first year that will be tested and evaluated by the second
year. Then, we will build upon the work done for the achievement of
these short-term milestones to create more advanced technology based on
novel hybrid architectures, adaptive principles, as well as EEG hardware
and common implementation platforms. This final BCI assistive technology
will be tested and evaluated in real life situations by a large number of
end-users.
628 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
Finally, TOBI will devote substantial efforts to create awareness of TOBI
results among the key players. For this we will organize a series of annual
workshops.
CONCEPT AND PROJECT OBJECTIVES
Acronyms used in this text:
– AP, Assistive Products;
– AT, Assistive Technologies;
– BCI, Brain-Computer Interface;
– EEG, Electroencephalography;
– FES, Functional Electrical Stimulation;
– HCI, Human-Computer Interaction;
– MI, Motor Imagery;
– SCI, Spinal Cord Injury.
The idea of controlling machines not by manual operation, but by mere
“ thinking ” (i.e., the brain activity of human subjects) has fascinated
humankind since ever, and researchers working at the crossroads of computer
science, neurosciences, and biomedical engineering have started to
develop the first prototypes of brain-computer interfaces (BCI) over the last
decade or so [Nicolelis 2001; Millán 2002; Wolpaw et al. 2002; Wickelgren
2003; Dornhege et al. 2007]. A BCI monitors the user’s brain activity and
translates their intentions into actions — such as moving a wheelchair [Millán
et al. 2004b, Millán et al. 2004a] or selecting a letter from a virtual keyboard
[Birbaumer et al. 1999; Millán 2003; Obermaier et al. 2003; Millán et al.
2004a; Scherer et al. 2004; Müller et al. 2006; Blankertz et al. 2007b] — without
using activity of any muscle or peripheral nerve. The central tenet of a
BCI is the capability to distinguish different patterns of brain activity, each
being associated to a particular intention or mental task. Hence adaptation is
a key component of a BCI because users must learn to modulate their brainwaves
so as generate distinct brain patterns. In some cases, user training is
complemented with machine learning techniques to discover the individual
brain patterns characterizing the mental tasks executed by the user.
Such a kind of BCI is a natural way to augment human capabilities by
providing a new interaction link with the outside world and is particularly
relevant as an aid for disabled people. Time is ripe for developing practical
technology for brain-computer interaction; i.e., BCI prototypes combined with
other assistive technologies (AT) that will have a real impact in improving
the quality of life of disabled people. Indeed, the five BCI partners of our
TOBI consortium are arguably the best in Europe, as well as worldwide, and
have developed a number of non-invasive BCI prototypes over the last years,
namely:
• IDIAP: virtual keyboard [Millán 2003; Millán et al. 2004a], brain-controlled
robot (Millán et al., 2004b, 2004a), brain-controlled wheelchair [Galán et
al. 2007; Philips et al. 2007; Vanacker et al. 2007], brain game [Millán, 2003].
2008 629

Sezione III: Attività per progetti
• TU Berlin: virtual keyboard [Müller et al. 2006; Blankertz et al. 2007b],
prosthetic devices [Krepki 2004; Popescu et al. 2006], brain game [Krepki et
al. 2007].
• Graz: virtual keyboards [Obermaier et al. 2003; Scherer et al. 2004],
orthotic, prosthetic and neuroprosthetic devices [Pfurtscheller et al. 2000,
2003; Müller-Putz et al. 2005, 2006, 2007], telemonitoring system for patient
training over long distances [Müller et al. 2003b; Neuper et al. 2003].
• Fondazione Santa Lucia: wearable general platform (Bianchi et al.,
2003), BCI based on vibrotactile feedback [Cincotti et al. 2007], assistive system
[Cincotti et al. 2008].
• Tübingen: virtual keyboards for locked-in patients [Birbaumer et al.
1999; Kübler et al. 1999; Kübler, Neumann 2005], internet browser [Karim et
al. 2006], BCI based on auditory input [Furdea et al. 2007; Nijboer et al.
2007], BCI based on magnetoencephalogram [(Mellinger et al. 2007], BCI
based on functional magnetic resonance imaging [Weiskopf et al. 2007], BCI
based on electrocorticogram (Hill et al., 2006), BCI based on near-infrared
spectroscopy [Sitaram et al. 2007], MEGbased BCI for the rehabilitation of
stroke patients [Birbaumer, Cohen 2007].
TOBI aims at combining the expertise of these groups with other leading
European groups in human-computer interaction (Glasgow), intelligent
robotics (IDIAP), and applied assistive technologies (QualiLife, Heidelberg,
BUK, and AIAS) in order to develop BCI assistive technology that disabled
people Themselves – represented by partners of the project, both user
groups (AIAS) and noncommercial providers of assistive technology (BUK,
AIAS), and members of the Advisory Board (DGM, FgQ, and I.Li.Tec.) -
together with rehabilitation clinics (FS Lucia, Heidelberg, and SUVA), and
industry (QualiLife) consider as a priority to improve their daily life situation
and to realize their full potential and rights. Furthermore, TOBI will
pay a close attention to ethics: our final partner is a bioethics group (Tübingen,
one of the few European departments in bioethics). That is, TOBI is a
multidisciplinary consortium that brings together a critical mass of firstlevel
European research, bioethics, applied AT, industry, clinics, and - last
but not least - user groups, all working to make it real the dream of braincomputer
interaction.
TOBI relies on non-invasive electroencephalogram (EEG) signals; i.e., the
electrical brain activity recorded from electrodes placed on the scalp. The reason
is that EEG is the ideal modality if we want to bring BCI technology to a
large population 1 . The main concept of TOBI is the development of a new
generation of hybrid BCI assistive technology endowed with novel self-adaptive
capabilities that augment those other AT they are combined with.
OBJECTIVE
The objective of TOBI is a functional demonstration of BCI technology,
from the lab to real world test and evaluation. Thus the expected impact of
TOBI is a wide-spread use of BCI assistive technology.
630 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
In this respect we have identified 4 application areas where BCI assistive
technology can have a real, measurable impact, in terms of pre-clinical validation,
for people with motor disabilities. The latter will include people with different
degrees of stabilized motor disability as a consequence of traumatic
lesions (spinal cord injury), cerebrovascular diseases (stroke), or degenerative
neuromuscular diseases (muscular dystrophies and motoneuron disorders
such as amyotrophic lateral sclerosis and spinal muscular atrophies) that are
characterized by a progressive loss of muscular activity-ability. The applications
are:
1. Communication and Control. The goal is to significantly increase people’s
communication potential and opportunities by providing access to a
variety of devices such as virtual keyboards, internet, email, telephony, fax,
SMS, and environmental control. It is worth noting that QualiLife, one of the
partners of TOBI, is commercializing a world-leading AT software for accessibility
around which we will develop our BCI assistive technology for communication
and interaction with the environment. QualiLife will offer their product
free of charge to the partners for the sake of R&D.
2. Motor Substitution. For people with physical disabilities, the possibility
to restore lost motor functions is a priority. These motor functions can be
roughly classified as manipulation and mobility. Thus, we will work on the
development of neuroprostheses for grasping and reaching, as well as of assistive
mobility. In the first case, the neuroprostheses will allow the operation of
the hand (grasping) and the elbow (reaching). In the second case, the user can
mentally drive a telepresenceenabled mobile robot, equipped with a camera
and a screen, to join their relatives and friends located somewhere else and
participate in their activities. The user sees other people through the robot
camera and is seen in its screen. The company Otto Bock, world leader manufacturer
of prostheses and orthoses, will sit in our Advisory Board. Furthermore,
Otto Bock will offer 8 orthoses free of charge to TOBI.
3. Entertainment. Education and entertainment play a significant role in
everybody’s life, and this should be also the case for disable people. The BCI
technology for communication described above will already provide access to
TV, radio, cinema and music. In addition, we will provide access to educational
software and we will also develop brain games, for games are important
for several reasons. First, they allow us to acquire new skills. Second, multiplayer
games are a vehicle for socialization. Third, brain games put in the
same ground physically-disabled and non-disabled people, thus breaking disability
barriers. Fourth, game industry is one of the most profitable and could
help reduce the cost of the BCI assistive technology in the other sectors
thanks to its capacity for mass production. As a matter of fact, a few new US
companies have recently started to develop brain games, or so they claim.
Companies like Sony Europe will be members of our Advisory Board.
4. Motor Recovery. Usually, a BCI is considered a technology for people
who have totally or partially lost some functions. In a given sense, a BCI is a
rehabilitation technology that seeks to substitute some lost functions. However,
a BCI could also help in clinical rehabilitation to recover motor func-
2008 631

Sezione III: Attività per progetti
tions. Indeed, in current neuroscience-based rehabilitation it is recognized
that protocols based on mental rehearsal of movements (like motor imagery
practice) is a way to access the motor system because it can induce an activation
of sensorimotor networks that were affected by lesions. Hence, a BCI
based on movement imagery can objectively monitor patient’s progress and
their compliance with the protocol – monitoring that they are actually imagining
movements. It also follows that feedback from such a BCI can provide
patients with an early reinforcer in the critical phase when there is not yet an
overt sign of movement recovery. Preliminary findings support the hypothesis
that this BCI technology could lead to a faster and better recovery.
Of course, the impact of TOBI in the four application areas will be larger
in the mid and long term, but we are also confident that TOBI can provide
short-term solutions. For this reason we will have two sets of milestones for
each application area:
– Short-term objective: prototypes at the end of the first year that can be
tested and evaluated in the clinics by the second year.
– Long-term objective: more reliable, efficient and complex BCI assistive
technology that can be tested and evaluated in AT Centres and in real life situations
as well as design of new EEG sensors and aesthetic helmets. This
advanced technology will be based on novel hybrid architectures, adaptive
principles, as well as EEG hardware and common implementation platforms.
The project-level milestones will be aligned with the annual reviews:
1. Initial BCI assistive prototypes for each of the application areas that
will be demonstrated in the lab with a small number of users: Month 12.
2. Initial BCI assistive technology for each of the application areas that
will be tested and evaluated (mainly in clinics): Month 24.
3. Final BCI assistive prototypes for each of the application areas that
will be demonstrated in the lab with a small number of users: Month 36.
4. Final BCI assistive technology for each of the application areas that
will be tested and evaluated (mainly in AT Centres and real life situations) by
a large number of endusers – no less than 20 per application area: Month 48.
– Bianchi L, Babiloni F, Cincotti F, Arrivas M, Bollero P, Marciani MG (2003) IEEE
Trans Neural Sys Rehab Eng 11: 117-119.
– Birbaumer N, Cohen LG (2007) J Physiol 579: 621-636.
– Birbaumer, N, Ghanayim N, Hinterberger T, Iversen I, Kotchoubey B, Kübler A,
Perelmouter J, Taub E, Flor H (1999) Nature 398: 297-298.
– Blankertz B, Krauledat, M, Dornhege D, Williamson J, Murray-Smith R & Müller
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In Proc HCI International.
– Cincotti F, Kauhanen L, Aloise F, Palomäki T, Caporusso N, Jylänki P, Mattia D,
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– Cincotti F, Mattia D, Aloise F, Bufalari S, Schalk G, Oriolo G, Cherubini A, Marciani
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632 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
– Dornhege G, Millán JdR, Hinterberger T, McFarland DJ, Müller KR (eds) (2007)
Towards Brain-Computing Interfacing. Cambridge, MA: MIT Press.
– Furdea A, Halder S, Nijboer F, Bross D, Birbaumer N & Kübler A (2007) Toward an
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– Galán F, Nuttin M, Lew E, Ferrez PW, Vanacker G, Philips J, Van Brussel H, Millán
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– Karim AA, Hinterberger T, Richter J, Mellinger J, Neumann N, Flor H, Kübler A,
Birbaumer N. (2006) Neurorehabil Neural Repair 20: 508-515.
– Krepki R (2004) Brain-Computer Interfaces: Design and Implementation of an
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– Kübler A, Kotchoubey B, Hinterberger T, Ghanayim N, Perelmouter J, Schauer M,
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– Kübler A, Neumann N. (2005) Prog Brain Res 150: 513-525.
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2008 633

Sezione III: Attività per progetti
– Popescu F, Badower Y, Fazli S, Dornhege D, Müller K-R (2006) EEG-based control
of reaching to visual targets. In EPFL-LATSIS Symposium 2006 on “ Dynamical Principles
for neuroscience and intelligent biomimetic devices ”.
– Scherer R, Müller GR, Neuper C, Grainmann B & Pfurtscheller G (2004) IEEE
Trans Biomed Eng 51: 979-984.
– Sitaram R, Zhang H, Guan C, Thulasidas M, Hoshi Y, Ishikawa A, Shimizu K, Birbaumer
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– Vanacker G, Millán JdR, Lew E, Ferrez PW, Galán F, Philips J, Van Brussel H, Nuttin
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25130, 12 pages.
– Weiskopf N, Sitaram R, Josephs O, Veit R, Scharnowski F, Goebel R, Birbaumer N,
Deichmann R, Mathiak K (2007) Magn Reson Imaging 25: 989-1003.
– Wickelgren I (2003) Science 299: 496-499.
– Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, Vaughan TM (2002) Clin
Neurophysiol 113: 767-791.
METHODOLOGY AND ASSOCIATED WORK PLAN
Overall Strategy and General Description
Work on the application areas previously described is organized in four
application driven work packages (W.P.), one per application area (W.P.1.
Communication and Control; W.P.2. Motor Substitution; W.P.3. Entertainment;
W.P.4. Motor Recovery). As discussed in the preceding section, the BCI assistive
devices of these applications are based on novel principles, which will be
pursued in specific research-oriented W.P.s and then instantiated in the four
application areas. In turn, these innovations will be refined with the lessons
learnt while working in the four kinds of BCI assistive devices. There are 5
research-oriented W.P.s.
First, we will tackle the challenge of how to design hybrid BCI systems,
the necessary multimodal fusion, and the underlying switches (W.P.5. Hybrid
BCI). Second, we will develop techniques allowing self-adaptation of our BCIbased
assistive technology and also algorithms for the online recognition of
the subject mental state and cognitive processes (W.P.6. Adaptation and Mental
States). Third, we will design novel human-computer interaction techniques
especially tuned to the nature of a brain channel and that incorporates also
the possibility to deal with hybrid channels (W.P.7. Human-Computer Interaction).
Fourthly, we will work on the development of novel EEG hardware and
common implementation platforms (W.P.8. Hardware and Software Design).
Although BCI is still a young field and we cannot expect to define standards
that anybody else outside the TOBI consortium will adopt, we think it is
important to start working towards them to help BCI technology reach a level
of maturity that will facilitate its transition to industrial exploitation and, consequently,
reaching the largest number of potential users. Additionally, TOBI
partners have decided to put aside their own EEG hardware and work with a
common EEG equipment. This will facilitate and accelerate joint develop-
634 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
ments and testing. We plan to buy 15 units of a medium-size EEG recording
system for the BCI partners (1 each), applied AT partners (1 each), and clinical
partners (3 each). As mentioned before, we will purchase the EEG equipments
with a 50% discount. Section B.2.4 provides more details. Finally, we
will tackle the issue of how to better train subjects to exploit and automatically
select the individual EEG phenomena better suited to the user (W.P.9.
User Training).
But for users to benefit from the BCI assistive technology developed in
the project, scientific/technological achievements and excellence are not sufficient.
We need also to address a number of issues to ensure the best possible
outcome of the project.
The first of these issues is the close integration of users in the definition,
experimentation and evaluation of the project, in particular the applicationdriven
W.P.s (W.P.10. Evaluation).
As mentioned before, the selection of the application areas and their
analysis has been done in cooperation with users. In addition, the first task of
the project will be a more detailed analysis involving more user groups than
those formally involved in TOBI, either as partners (AIAS) or as members of
the Advisory Board (DGM, FgQ, and I.Li.Tec.) 2 . In addition, disabled people
will play a central role in the experiments aiming at testing our BCI assistive
technology. Several categories of users will be identified, which are expected
to benefit from each of the applications developed in the TOBI project; test
users will not be characterized by their specific body and functions impairments,
but rather by their limitation of activities and participation – following
ICF2001 3 . Clinics, assisted by applied AT groups, will setup a comfortable
space where common daily activities will be reproduced during the experimentation,
and to measure users’ performance before, during training, and
after use of TOBI technology has been learnt. Since the final goal is to measure
the impact of the TOBI system on the user’s quality of life, environmental
factors must be taken into account. For this reason, at a later stage of the
project (after M24) applied AT groups, assisted by clinical groups, will test the
TOBI technology outside the clinical premises. User groups will be involved in
the whole process, supervising the outcome of each phase. This is expected to
help preventing the risks of bias in the outcome, as it could be the case should
the R&D partners run it directly.
In particular, end-users will be involved in TOBI in all four logical phases
of the project.
As mentioned before, the first is the “ definition of specifications ”, where
we will contact potential users and get their feedback through questionnaires
and interviews. The second phase is the “ feasibility experiments ”, where we
will develop initial BCI prototypes (project level milestone 1) with the help of
a few BCI-trained and motivated patients with whom we have previous collaborations.
The third phase is “ pre-clinical validation ”, where we will test
and evaluate BCI assistive technology on a limited number of new patients
selected from each clinical partner’s database (project-level milestone 2). The
fourth and final phase is “ validation by AT partners ”, where we will test and
evaluate the final BCI assistive technology on a large number of end-users
2008 635

Sezione III: Attività per progetti
selected by the user groups (project-level milestone 4). It is important to note
that these four phases of the project are not sequential, but iterative, especially
of the phases 2-3-4. Part of the first task, phase 1, of W.P.10 will also be a
deliverable specifying the evaluation metrics (see Section B.1.2, p. 13), as well
as the size and selection criteria of the end-user sample for the evaluation of
the different phases.
In summary, the involvement of end-users, channeled by the user groups
participating in TOBI, will be an essential component of the evaluation
process of TOBI whose objective is a functional demonstration of BCI technology,
from the lab to real world test and evaluation.
Thus the expected impact of TOBI is a wide-spread use of BCI assistive
technology.
However, performance evaluation and quality assurance of the research
oriented W.P.s is delegated to each W.P.
The second issue concerns the implications of the use of BCI technology
at large and of the devices developed by TOBI in particular. Are we really augmenting
people’s capabilities?
What is the price to pay? Briefly, TOBI will pay a close attention to ethics
(W.P.11. Ethics).
The third issue is an essential requirement to achieve a wide-spread use of
BCI assistive technology, namely creating and raising awareness of TOBI
results among the key players (W.P.12. Dissemination, Exploitation and Training).
An essential part of our outreach activities will be the organization of an
annual workshop to disseminate our results among our fellow researchers,
applied AT practitioners, clinics, and user groups. In particular, we will devote
a session at each workshop for users to exchange their experience and expectations
with BCI technology. Two of these workshops (2nd and 4th) will also
have a session on bioethics. The workshops will be organized in conjunction
with the annual reviews of the project. The theme of each annual workshop
will be defined during the course of the project. Further dissemination can
take place at the AAATE conference in Sept. 2009 in Florence.
Another important route to raise awareness among key players is the constitution
of an Advisory Board made of well-known scientists, strong companies,
user groups (DGM and FgQ in Germany, and I.Li.Tec. in Italy), and possibly
journalists. Among the companies who have expressed their support to
TOBI and interest to sit in the Advisory Board are Nokia, Microsoft Research
Europe, Sony Europe, and Otto Bock. In addition, BrainProducts, a wellknown
European manufacturer of EEG equipment, will participate in our
Advisory Board to closely follow our progress.
Another task of W.P.12 is IPR management. Given our ambition for a
wide-spread use of TOBI technology, a task of this W.P. will be a detailed and
continuous IPR follow-up in order to facilitate and accelerate its transition to
industrial exploitation. This task will be led by our industrial partner, Quali-
Life. As a major point, this task will address the ownership and penness of the
envisaged common implementation platform.
A final aspect of W.P.12 is cluster activities with other BCI projects funded
in the same call as TOBI. The purpose of the cluster is cross-fertilization
636 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
among the different European projects by an open exchange of ideas and
experiences, as well as collaborations in crosscutting issues such as technical
roadmaps, standardization and common implementation platforms. Whenever
as possible, and depending on the other projects availability, cluster
meetings will be held during the annual TOBI workshops.
Finally, we will have a W.P. devoted to the management of the whole integrated
project (W.P.13. Management). A particular task of this W.P. will be the
setting of the Advisory Board.
The coordinator, IDIAP, will be responsible of liaising with the Advisory
Board.
It is worth noting that the risk of achieving these milestones is limited
because of the unique consortium brought together behind the TOBI vision,
made of the best European partners in the different fields of this multidisciplinary
endeavor with year-long experience in the development of BCI prototypes
and assistive products. In addition, the fact that we have devoted independent
work packages to each of the application areas will reduce the impact that an
eventual failure (or less progress than originally expected) will have on other
applications. We can state that the only risk for TOBI will be a delay in the
development of the different BCI assistive components that eventually can lead
to final prototypes with a lower functionality than originally planned. Nevertheless,
we will have a specific task on risk management as part of W.P.10. This task
will continuously monitor the outcome of the evaluation process and will assess
possible risks for the development of reliable and userfriendly BCI assistive
technology. This task will be led by our industrial partner, QualiLife.
The following paragraphs will give a brief description of the objectives
related to the single workpackages -W.P.- of TOBI.
W.P.1 Communication – Objectives: The goal is to significantly increase
people’s communication potential and opportunities by providing access to a
variety of devices such as virtual keyboards, internet, email, telephony, fax,
SMS, and environmental control. Work in the field of BCI has tended to be
dominated by the challenge of deriving useful input signals to the computer
from the complex sensor data, and in training users how to use such devices.
The interaction aspects of such systems have, however, often played a secondary
role to the technical challenges of sensor interpretation.
This W.P. will systematically analyze the specific characteristics of BCI
and develop interaction mechanisms and demonstration applications suited
to the specific nature of EEGbased BCI. QualiLife has a portfolio of accessibility
software for a range of special needs users. This W.P. will adapt the
accessibility software for use with the specific needs of BCI users, and will test
it with target user populations. QualiLife will offer their product free of
charge to the partners for the sake of R&D.
W.P.2 Substitution of Motor Function – Objectives: The goal is the direct
improvement of motor functions or providing alternative methods for their
substitution in severely physical disabled persons. Today, the only possibility
of restoring grasp function to a certain extend in case of missing surgical
options is the application of Functional Electrical Stimulation (FES). How-
2008 637

Sezione III: Attività per progetti
ever, current FES methods are only applicable if shoulder and elbow functions
are preserved to a large extent. Therefore this W.P. focuses on the
development of a brain-controlled FES orthosis to extend the potential user
population to patients with restrictions in shoulder, elbow, hand and finger
function. This hybrid orthosis will allow direct brain control of a joint angle
or for switching the output channel of another assistive device (AD). Special
attention will be put on the analysis of the influences on EEG-parameters
caused either by the electrical stimulation itself or by the movement related
sensory / visual feedback of the forearm.
In patients with a complete paralysis of the arms even the possibilities of
the FES orthosis will not be sufficient for restoration of a relevant arm function.
For these cases a braincontrolled system for assistive mobility based on
sensor-based robotic devices will be developed and tested.
The design of these FES orthosis and assistive mobility technology will be
refined according to the user feedback throughout the whole testing and
development progress.
W.P.3 Entertainment – Objectives: The development of less immediately
‘functional’ applications, which might prove in fact to be very important to
patients. It includes giving the patient control of ambient features, such as
wall displays, lighting and music. Development of BCI-games for pleasure and
to train users in use of BCI. The W.P. will reopen the world of gaming to
patients by designing simple, but motivating BCI-controlled games for singleusers
and interactive games for more than one user. The type of games can be
both strategic (and usually slower) games, and games for which quicker reactions
and more fine-granular control are important. Challenges include the
fast reaction times and very precise timing required in gaming, which are
problematic for BCI control due to the unfavourable SNR of EEG signals.
Further challenges include the heterogeneity of users. Even among ablebodied
BCI users, the control performance of untrained users shows interindividual
variance.
W.P.4 Motor Recovery – Objectives: Motor imagery (MI) represents an
intriguing approach to accessing the motor system without any overt motor
output. This approach is currently utilized to facilitate motor recovery in
functional rehabilitation after neurovascular accidents. No quantitative measurement
of motor imagery is currently available in the clinical practice. On
the other side, the modulation of sensorimotor EEG reactivity induced by
movement imagery tasks is a strategy employed to operate EEG-based BCI systems.
The goal of this W.P. is twofold: the exploitation of the BCI training paradigm
as a behavioural, controlled strategy to recruit and/or reinforce patient’s
sensorimotor experience (like motor imagery and residual motor ability) during
functional motor recovery after stroke and, thus, to enhance those physiological
plasticity phenomena which are the substrate for the functional motor
recovery itself.
A detailed knowledge, based on a multimodal brain imaging approach, of
how the brain encodes and processes information (plasticity phenomena)
638 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
when it images to control or actually controls a peripheral device will, in turn,
unravel to what extent long-term use of BCI “ per se ” affects the brain activity
of the user.
W.P.5 Hybrid BCI – Objectives: We will design a hybrid BCI, where conventional
assistive devices (AD), operated using some residual muscular
functionality, are enhanced by BCI technology. In our hybrid approach
brain interaction and muscle-based interaction can happen simultaneously
or sequentially. In the former case either each modality controls a different
part of the assistive device or both modalities are combined using multimodal
fusion methods. In the latter case users will switch from one channel
to another depending on their current preference and performance.
Multimodal fusion techniques will allow combining brain control with
other residual motor control. We will develop hierarchical probabilistic
approaches for such a purpose, where each channel is modelled independently
and exploits appropriate priors. This hierarchical approach also incorporates
the possibility to use a switch and to monitor mental states and other
physiological parameters, which are a source of meta-control signals for
weighting the contributions of the single modalities and/or switching between
them.
W.P.6 Adaptation and Mental States – Objectives: The introduction of
intelligent methods for data analysis and of machine learning methods into
the field of BCI has lead to a strong increase of the information transfer rate
of BCI systems. But even these improved systems show fluctuations of performance,
which is caused by non-stationarities of the exploited brain signal.
Robustness and reliability as a key characteristic of an end-user BCI
system require a broader treatment of non-stationarity. It shall be tackled
algorithmically by a combination of approaches which can coarsely be
assigned to two strategies: the learning of invariances before the use of the
BCI system and the application of adaptation mechanisms during its use.
Both strategies are based on learning data analysis methods.
The learning of invariances of the EEG signal takes place during the
training of the classification algorithm and the fine-tuning of the signal preprocessing
methods. One approach is to handle non task-related variations
which can be captured by an initial EEG measurement. A complementing
approach is to integrate knowledge of the session-tosession variability within
users to extract spatial filters which are invariant on this longer timescale.
Adaptation tackles non-stationarities that appear within single runs of BCI
usage.
Reasons for those non-stationarities might be changes of the mental strategy
of a BCI user, quick fluctuations of the user’s concentration or tiredness,
etc. Still, online adaptation methods which can cover the whole range of
moment-to-moment fluctuations in the users’ background mental state need
to be developed. In particular, the trade-off dilemma between fast and stable
adaptation is a big challenge in high dimensional feature space.
When taking BCI out of the laboratory to real-world applications, we
encounter much larger variations of brain signal characteristics. One of the
2008 639

Sezione III: Attività per progetti
main reasons is that the user’s higher involvement in achieving tasks, what
leads to a much richer variety of background mental states (mental workload,
stress level, tiredness, attention level) and cognitive processes (awareness to
errors made by the BCI). The online monitoring of these mental states and
cognitive processes can be helpful for BCI technology in many different ways.
(1) Techniques for adaptation and learning of invariances can be endowed
with a-priori knowledge. (2) Detection of, e.g., tiredness can be handled
appropriately by the application. (3) Detection of irritation or “ error potentials
” can be used directly, e.g., by cancelling the last step of the decision
made by the BCI.
W.P.7 Human-Computer Interaction – Objectives: Devising more suitable
interfaces and interaction mechanisms by explicitly taking the noise and
dynamical properties of the BCI control signals into account. It will also
incorporate shared control principles to facilitate interaction with complex
devices by incorporating some degree of autonomy into the device.
The displays used will be multimodal, using visual, auditory and tactile
feedback. The dynamics of the interaction will be adjusted as a function of the
reliability of user control, and will include the ability to ‘degrade gracefully’ as
the inputs become increasingly noisy.
A key aspect of this work package is the development and analysis of
interaction objects for standard tasks (e.g., menu selection, text entry, document
navigation), which take into account the noisy, lagged, variable nature
of the control inputs, and the need to train and support the user as the BCIalgorithms
and the user continuously adapt to each other
W.P.8 Hardware and Software Design – Objectives: This work package
aims at developing concepts that are relatively new to the BCI, bridging it
from laboratory-based demonstrators to real-world applications. Wearability,
aesthetic issues, usability by lay persons, portability, the availability of
standard interconnections and testing procedures, non-functional properties
of devices; all these features must be fully developed in an effective
“ BCI device ”, which is intended to be part of assistive technology.
W.P.9 User Training – Objectives: The overall aim of this work package is
to define the conditions under which BCI training is optimal; this not only
includes psychological and social conditions in which the training takes place,
but also the issue of how to present feedback, the application and what mental
strategies work best in a specific environment and application. Within the
framework of TOBI appropriate guidelines for user training will be provided
on the basis of empirical data.
This includes experiments on how the emotional state, motivation, and
social circumstances, and – of utmost importance – different types of applications,
feedback modalities, mental strategies, displays, games, and presentation
modes influence performance.
W.P.10 Evaluation – Objectives: The work package has two main objectives.
First, in close contact with the users, criteria will be developed for the
evaluation of the BCI applications. Second, the applications will be tested
against these criteria by both experts as well as users. In addition, the effec-
640 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
tiveness, efficiency and quality of the applications will be tested over time.
These evaluations will provide guidelines for members of other W.P.s to
improve their work. The W.P. is located at the interface between the BCI
developers and user groups. The developers, specifically those working for
design and adaptation to specific needs of disabled users, will be in close
cooperation with this W.P.. The overall aim of this W.P. is to bring the new
technologies and the users together. In summary, this W.P. provides the final
test whether or not the newly developed applications will allow the user to
be better integrated in society through better communication and environmental
control.
W.P.11 Ethics – Objectives: The main goal is to make recommendations on
ethical issues in brain-computer interaction, in general, and the use of BCI
assistive technologies, in particular. For this we will formulate ethical requirements
to be met before starting pre-clinical trials in the project and interview
patients on their experiences with the BCI technology developed in the project.
The recommendations will be discussed during a session on “ Ethical issues in
BCIs ” held in our second and fourth annual TOBI workshops.
W.P.12 Dissemination, Exploitation and Training – Objectives: The first
objective is the dissemination of TOBI’s research among the scientific, enduser,
industrial, and public community. The second objective is the elaboration
of a roadmap, in collaboration with our Advisory Board. The third objective
is the management of the IPR and the development of a strategy for
exploitation.
W.P.13 Management – Objectives: Ensure a smooth management of the
project. As it was agreed by the consortium, the FSL will have the main role in
the management of TOBI, both in terms of administrative and practical planning
of the project along its 4 year life.
CONSORTIUM AS A WHOLE
The consortium brings together the expertise of the best five non-invasive
BCI groups in Europe (and possibly around the world: IDIAP, Graz, Berlin,
Santa Lucia, and Tübingen) as well as other leading European groups in
human-computer interaction (Glasgow), intelligent robotics (IDIAP), and
applied assistive technologies (QualiLife, Heidelberg, BUK, and AIAS) in
order to develop BCI assistive technology that disabled people themselves –
represented by partners of the project, both user groups (AIAS) and non-commercial
providers of assistive technology (BUK, AIAS), and members of the
Advisory Board (DGM, FgQ, I.Li.Tec.) – together with rehabilitation clinics
(Santa Lucia, Heidelberg, and SUVA), and industry (QualiLife) consider as a
priority to improve their daily life situation and to realize their full potential
and rights.
Furthermore, TOBI will pay a close attention to ethics: our final partner is
a bioethics group (Tübingen, one of the few European departments in
bioethics). That is, TOBI is a multidisciplinary consortium that brings
together a critical mass of first-level European research, bioethics, applied AT,
2008 641

Sezione III: Attività per progetti
industry, clinics, and – last but not least – user groups, all working to make it
real the dream of brain-computer interaction.
We are bringing a unique critical mass of people working together at the
cross-road of a large variety of domains and with different professional backgrounds.
In no single country of Europe one can find such a blending of
expertise, scientific and technical leadership, and vision.
For this reason, it can be confidently and arguably stated that no other
consortium in Europe or the world is better suited to bring BCI technology
out of the lab and create such a wide range of BCI assistive technology. It is
worth noting that one of the partners, QualiLife, is a SME, leader in the development
of AT software for accessibility.
POTENTIAL IMPACT
TOBI aims at developing practical technology for non-invasive braincomputer
interaction; i.e., BCI technology combined with other assistive technologies
(AT) that will have a real impact in improving the quality of life of disabled
people. As explained in Section B.1.2, this technology will be endowed
with adaptive capabilities. A second driving force of TOBI is to reach a large
population of potential users. To do so we will address 4 different application
scenarios to show the benefits of our TOBI technology. In parallel, we will
organize an annual workshop to disseminate our results among the key players,
in particular industry and users. As a third outreach, we will setup an
Industrial, Scientific and Users Advisory Board. The fourth expected impact
concerns the development of common implementation platforms. This constitutes
a clear advancement of the BCI technology towards its maturity and will
facilitate its transition to industrial exploitation. We are confident that this will
also give a definitive commercial edge to European industry behind TOBI that
is willing to take our results to the market. Two clear signs of this are the fact
that major European industries in the sector are participating in TOBI
(QualiLife) or willing to sit in its Advisory Board (Otto Bock, BrainProducts,
Nokia, Microsoft Research Europe, Sony Europe) and also we have reached
excellent agreements with some of them for getting their products for free
(QualiLife and Otto Bock) or with a significant discount (BrainProducts).
As mentioned in the previous section, to achieve the expected impact
mainly at the level of people and industry of Europe, this consortium can only
exist at the European level. In no single country of Europe one can find such
a blending of expertise, scientific and technical leadership, and vision.
Finally, given the amount and quality of resources mobilized by TOBI, we
don’t foresee any major external factor that will jeopardize the impacts of our
project. Moreover, because of these resources, the impacts mentioned above
are not depending on any weak assumption other than our steady progress in
our scientific and technical endeavors supported by our records of past
achievements audience.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 4 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
642 2008

EC7 – Tools for Brain-Computer Interaction (Tobi)
U.O.4 – Role of the Fondazione Santa Lucia (FSL)
Donatella Mattia
The Laboratory of Neuroelectrical Imaging and Brain Computer Interface
is active since 1998 in the development of BCI technology, through participation
to projects at international and national level. Since 2004 the laboratory
is active in merging BCI technology into the broader field of Assistive Technologies,
and developing appropriate scales for determining its impact on the
user’s quality of life.
FSL will be mainly involved in the application of BCI technology in a clinical
setting, from a technical, clinical and neuroscience point of view. Technically,
bioengineers will promote the affordable use of BCI outside a laboratory
setting and the ease of intercommunication with assistive devices (Standardization);
this will be addressed through a revision of the operator and user
interface (in cooperation with HCI units) that will be simplified and customized
for each application.
Clinically, medical doctors and therapists will promote and validate (Evaluation)
the use of BCI as a rehabilitation tool, both in terms of functional substitution
(e.g. Communication) and functional recovery (Rehabilitation). In particular,
thanks to its outstanding experience as a neurorehabilitation center, the
FSL will have a specific role in the 3 main application areas of TOBI (W.P.1,3,4):
W.P.1: The FSL will have a role in developing and implementing one
aspect of this application that is related to the environmental control, by
exploiting the expertise acquired along several national and international
project on this specific BCI application. Moreover, FSL will have a pivotal role
in translating this BCI research application into a clinical setting by exploiting
the outstanding experience in the neurorehabilitation of motor disabilities
due to several neurological disorders. This translational approach will be carried
out with the collaboration of the AT partners.
W.P.2: In this W.P., the FSL will have a role in designing the clinical protocol
which will guide the validation of this motor substitution application, by
exploiting the long experience in both, the neurorehabilitation of motor disorders
due to lesion of the spinal cord and the previous experience in the use of
the BCI technology in this class of potential users (tetraplegic persons).
W.P.4: FSL is the leader of this TOBI application. This application will represent
a novel BCI application directly in the field of neurorehabilitation, since
the BCI paradigm will be exploited to provide a practical tool for stroke patients
by means of which it will be possible to practice the motor imagery strategy
along the standard rehabilitative procedure devoted to the motor functional
recovery after stroke. The opportunity to practice the mental rehearsal of motor
actions under controlled clinical-technological setting in a large population of
stroke patients is crucial in validating this cognitive strategy as facilitating the
motor functional recovery after stroke. This application will also provide
insights in the mechanisms through which, the brain “ plastically ” adapts to a
lesion and thus, allows the functional recovery of motor deficits.
2008 643

EC8 – INITIAL TRAINING NETWORK:
LATERALIZED ATTENTION NETWORKS
Coordinatore scientifico di progetto
NIELS BIRBAUMER
Eberhard-Karls University Tubingen
U.O.5 – Luigi Pizzamiglio
Università di Roma La Sapienza – Fondazione Santa Lucia
Cornelia Weber
Marie Curie Intra European Research Fellowship
European Commission – FP7 – Call 2007

Sezione III: Attività per progetti
BENEFICIARIES
U.O.1 – Eberhard-Karls University Tubingen (UTub), Deutschland –
Niels Birbaumer
U.O.2 – Bio-Keshev Clinic, kibbutz GHI (BioKeshev), Israel – Anat Barnea
U.O.3 – University of Finance and Management (UFM), Warsaw, Poland –
Piotr Jaśkowski
U.O.4 – University of Hull (HU), United Kingdom – Michal Lavidor
U.O.5 – Santa Lucia Foundation (URom), Rome, Italy – Luigi Pizzamiglio
U.O.6 – Université Paris Descartes (UPD), France – Eric Siéroff
U.O.7 – University College London (UCL), United Kingdom – Vincent Walsh
U.O.8 – Haifa University (Haifa), Israel – Eran Zaidel
Associated Partner – University of Oregon (U.O.), USA – Michael Posner
PROJECT OVERVIEW
The Initial Training Network for Lateralized Attention Networks (ITN-
LAN) brings together 8 research teams with established international reputations
and, more importantly, is founded on well established collaborations.
The focus of the current proposal is to assess critically and rigorously the
effectiveness of biofeedback in modulating attention, a goal which has both
basic and applied aspects. Common to both aspects is our ability to harness
cortical plasticity in the service of ameliorating not only acquired, but also
congenital attention deficits. The clinical application has commercial potential
and this will be pursued by the industry team (BioKeshev).
The study of attention has reached a point where further advances critically
depend on developing inter-disciplinary projects. Results from anatomy,
physiology, psychophysics, experimental psychology and neurology can be
combined to further our understanding of the lateralized attention systems.
The proposed research will involve a wide range of methodological
approaches which will all be integrated over the course of the project, including
experimental cognitive psychology, psychophysics, neuropsychology and a
set of complementary techniques using functional brain imaging. The network
includes world authorities on all of the techniques employed.
RESEARCH
The proposed ITN-LAN offers exceptional conceptual and methodological
scope as well as originality.
Instead of covering the large set of domains of cognitive neuroscience
such as action, perception, memory, etc, it uses a case-study approach. The
network starts with the basic concept of hemispheric attention, which will be
applied to it a variety of methodologies, both behavioral and physiological.
646 2008

EC8 – Initial training network: lateralized attention networks
Furthermore, the experiments will apply to both normal and clinical populations.
Several of the network members have outstanding reputations in training
both within and outside EU Framework.
The researchers involved will explore an original, specially designed lateralized
version of ANT (LANT). Each of the proposed experiments integrates at
least two domains in a novel and creative way. That is possible because the
network partners have accumulated complementary expertise in a wide variety
of research methods. The main conceptual originality of the proposal,
however, is in the linking of these themes that have traditionally been studied
in isolation to form an integrated theory of lateralized attention networks.
CONCEPT AND PROJECT OBJECTIVE(S)
The network aims to explore the much neglected questions of interhemispheric
integration within a powerful and well established general framework
of the lateralized control of attentional networks. In other words, how is
attention (during cognitive tasks) divided between the two hemispheres?
The long-term scientific objectives of the proposed ITN-LAN are:
1. To validate and standardize a behavioral battery for assessing the
attentional networks of the two cerebral hemispheres and their interaction.
2. To study its neurophysiological correlates using EEG/ERP, fMRI, NIRS
and TMS.
3. To assess methods for modulating the attention networks in each
hemisphere and their interaction using: (a) biofeedback of the participants’
ongoing EEG or fMRI; (b) TMS to generate selective ‘virtual lesions’ of hemispheric
attentional networks.
Objective 3 is particularly important in developing methods of cognitive
rehabilitation of cognitive deficits following localized brain damage.
OVERALL APPROACHES AND METHODOLOGY
Approach – The underlying theoretical rationale for the current approach
to behavioral laterality effects is the “ thesis of hemispheric independence ”,
motivated by split brain research and applied with remarkable success to the
normal brain. According to this view, each hemisphere embodies a separate
and complete, if different, cognitive system. Thus, each hemisphere has its
own system of attention, and these two systems need to be coordinated for
unified behavior – even if the emergence of coordinated behavior is, paradoxically,
the outcome of competition between the hemispheres. However, the
mechanisms underlying the coordination of the attentional systems of the two
hemispheres are as yet unknown. There is a need, therefore, to integrate
anatomical, physiological and behavioral factors to form a comprehensive
theory of attention systems in the two cerebral hemispheres. This is what our
proposed network intends to achieve.
Methodology – Each member of the team of scientists has a rich and
accomplished background in cognitive neuroscience, encompassing attention,
2008 647

Sezione III: Attività per progetti
language, motor control, action selection, decision making, memory, neural
plasticity and neuropsychological rehabilitation, and they have expertise in all
the key methodologies, including behavioral laterality experiments, psychophysics,
EEG/ERP, fMRI, Near Infrared Spectroscopy (NIRS), Transcranial
Magnetic Stimulation (TMS), transcranial direct current stimulation (tDCS)
and eye movements. The converging approaches to be taken in this network
will enables to discover causal links brain regions and specific cognitive functions
that previous research has either failed to address or has not yet begun
to explore. As an indication of the standing of the team and the work to be
carried out the project has the enthusiastic support of Prof. Michael Posner
(University of Oregon), perhaps the world’s leading authority in attention
research, as our associate partner.
An important focus of the current proposal is to assess critically and rigorously
the effectiveness of EEG and NIRS biofeedback (EEGBF) in modulating
attention, a goal which has both basic and applied aspects. Common to
both aspects is our ability to harness cortical plasticity in the service of ameliorating
not only acquired, but also congenital deficits (such as ADHD).
648 2008

EC8 – Initial training network: lateralized attention networks
Projects to be held at Santa Lucia Foundation
1. Explore the interactions of the three attentional networks
in brain damaged patients
The LANT measures attention in the left and the right hemisphere tapping
the competence of different systems of attention in each hemisphere.
Such a task is crucial to explore the efficiency of the attention networks separately
in each hemisphere, straightening the question of hemispheric dominance
for different functional networks. Attention is believed to involve a
bilaterally distributed network whose components are asymmetrically represented
in the two hemisphere. In particular, sustained attention (Alerting) is
supposed to be lateralized in the right hemisphere as visuo-spatial Orienting,
selectively engaging the right parietal cortex. Examining performances at the
LANT can thus, be useful for detecting and interpreting the effects of brain
lesions on attention and to explore the complex interhemispheric interactions
involved in spatial Orienting. Clinical data on patients with neglect consistently
support the idea that right parietal damage leads to a more severe and
lasting impairments in visuo-spatial orienting. These findings are consistent
with an orienting asymmetry whereas the left hemisphere is responsible for
shifting attention to the right visual field, while the right hemisphere is
involved in attentional shifts in both visual fields. Moreover, the two hemispheres
show different patterns of costs and benefits, with the right hemisphere
more prone to show costs due to invalid cues. However, more recent
studies, using covert orienting tasks, do not always yield laterality effects. We
will carry out an fMRI study on patients affected by hemi-spatial neglect of
various severity’s degree at different stages of recovery to investigate neuroanatomical
correlates of deficits in the attention networks. Behavioral data
would allow for additional understanding of the effect of documented brain
lesions on the attention networks and the interactions of the three systems
when one or more selective deficits are present.
A recent study, using the LANT yielded contrasting results showing no
interactions between networks and Visual Fields. Such absence of interaction
is inconsistent with well-known clinical and imaging data that show hemispheric
asymmetries in attention.
With the present study we aim to investigate the correlation between performances
and imaging data in neglect patients trying to clarify:
1) the effect of frontal and parietal lesions on alerting, since more recent
fMRI studies confirmed the involvement of these sites in alerting, but
extended these findings showing a left hemisphere activation following a
warning cue;
2) the impact of cerebral lesions inducing hemi-neglect on the Orienting
network;
3) the interaction between Alerting and Orienting and between Contrast
and Orienting also in subjects with attention deficits due to a cerebral lesions.
2008 649

Sezione III: Attività per progetti
2. Cortical interference with tDCS in stroke patients for the recovery
of anosognosia for motors impairment
The project investigate the response of the DLPC of the two hemispheres
in chronic stroke patients with controlesional hemiparesis. Previous studies
outlined that the area 44 in the right hemisphere is damaged in cases of complete
anosognosia for impairments in complex motor performances.
Two groups of stroke patients with left and right hemiparesis will be studied:
anosognosia for the paralysis will be measured.
It will be tested whether the stimulation (tDCS) of the right DLPC, but not
the left stimulation of the homologous structure, will produce some change in
the degree of awareness in patients with anosognosia.
650 2008

EC9 – AXONAL REGENERATION,
PLASTICITY AND STEM CELLS (AXREGEN)
Coordinatore scientifico di progetto
JAMES FAWCETT
University of Cambridge (UK)
U.O.8 – Piergiorgio Strata
Università di Torino – Fondazione Santa Lucia
Suresh Kumar Jetti, Nabila Haji
Marie Curie Intra European Research Fellowship
European Commission – FP7 – Call 2008

Sezione III: Attività per progetti
AXREGEN RESEARCH GROUPS
U.O. 1 – Cambridge Centre for Brain Repair, University of Cambridge (UK) –
James Fawcett
U.O. 2 – Wallenberg Neuroscience Centre, University of Lund, SE –
Patrik Brundin
U.O. 3 – Developmental Biology Institute of Marseille-Luminy, FR –
Harold Cremer
U.O. 4 – Laboratory of Molecular and Cellular Neurobiology, the Nencki
Institute, PL – Leszek Kaczmarek
U.O. 5 – Institute of Neurosciences, Universitat Autònoma de Barcelona, ES –
Xavier Navarro
U.O. 6 – Rita Levi Montalcini Centre for Brain Repair,Turin University, IT –
Ferdinando Rossi
U.O. 7 – University of Zurich, Brain Research Institute, CH – Martin Schwab
U.O. 8 – Fondazione Santa Lucia, Laboratory of neuroplasticity, IT –
Piergiorgio Strata
U.O. 9 – Institute of Experimental Medicine, Prague, CZ – Eva Sykova
U.O.10 – Workgroup Neuroregeneration, The Netherlands Institute
for Neuroscience, NL – Joost Verhaargen
DESCRIZIONE
Il programma AXREGEN è un’iniziativa della comunità europea finanziato
dal 7° PQ Marie Curie Training Network. L’obiettivo di AXREGEN è la
formazione di un gruppo di giovani dottorandi con competenze multidisciplinari
nell’ambito della ricerca di base e clinica. In particolare il tipo di
ricerca affronterà problematiche legate a degenerazione e rigenerazione del
sistema nervoso centrale (SNC). Il Consorzio AXREGEN comprende 10
partner accademici appartenenti all’Unione Europea, che insieme rappresentano
laboratori di spicco in Europa esperti nel campo della degenerazione
e rigenerazione del CNS. Anche due partner industriali sono membri
del consorzio (Miltenyi Biotech GmbH e Pharmaxon). Le attività di ricerca
in collaborazione e scambi tra i partner sono particolarmente incoraggiati.
Il programma sarà coordinato dall’ Università di Cambridge.
Il laboratorio di Neuroplasticità della Fondazione Santa Lucia ha attualmente
reclutato due studenti stranieri per svolgere due progetti di ricerca nell’ambito
del programma AXREGEN:
1) Sviluppo di modelli animali tessuto specifici ed inducibili per lo studio
di molecole coinvolte nella rigenerazione e plasticità del cervelletto.
2) Identificazione del ligando del recettore ionotropo del glutammato
delta-2.
652 2008

EC9 – Axonal regeneration, plasticity and stem cells (AXREGEN)
Progetto 1 – Laboratorio di neuroplasticità
Suresh Kumar Jetti
RAZIONALE
La plasticità strutturale del cervello è alla base di fenomeni quali memoria
ed apprendimento, a cui si aggiungono vari aspetti dei processi di neurodegenerazione
che sono spesso associati, come fenomeni riparativi, ad eventi
traumatici e patologici. Recentemente il nostro laboratorio ha fornito una
serie di nuovi studi in questo campo traendo vantaggio dall’analisi del cervelletto.
Tale struttura è essenzialmente costituita da un’unità funzionale centrale,
la cellula di Purkinje (CP), dalla quale ha origine l’unica via d’uscita
dalla corteccia cerebellare, e due vie afferenti eccitatorie (fibre rampicanti,
FR, e fibre parallele, FP) le quali innervano due regioni distinte dell’albero
dendritico della CP (compartimento prossimale e distale, rispettivamente). I
due input eccitatori competono per innervare i due distinti compartimenti
dendritici della PC.
Abbiamo osservato che in seguito a blocco dell’attività elettrica, indotto
dalla somministrazione di tetrodotossina (TTX), nell’animale adulto wild-type
si assiste ad un rimodellamento delle connessioni sinaptiche nella corteccia
cerebellare [Bravin et al. 1999; Cesa et al. 2003, 2007, 2008]. In particolare un
numero elevato di nuove spine emergono dal compartimento prossimale della
CP, normalmente contattato dalla FR. Le nuove spine vengono innervate principalmente
dalle FP. Contemporaneamente si assiste ad un riduzione della
dimensione delle varicosità presinaptiche della FR ed ad una perdita di contatti
della stessa con la CP. L’attività della FR sembra avere un ruolo inibitorio
sulla spinogenesi intrinseca della CP. Inoltre una caratteristica interessante
della FR, che la rende utile nello studio dei processi di plasticità del sistema
nervoso, è la sua spiccata capacità rigenerativa intrinseca [Carulli et al. 2004].
Come è stato dimostrato da ricerche effettuate nel nostro laboratorio esse
rigenerano e possono reinnervare la CP se poste in ambiente permissivo, ed
anche i neuroni intatti presentano una spiccata capacità di sprouting collaterale.
I meccanismi molecolari che sono alla base dei rimodellamenti plastici
del cervelletto non sono ben noti e sono oggetto di nostro studio.
OBIETTIVI E METODI
Scopo della ricerca è sviluppare modelli animali per validare in vivo i
segnali molecolari coinvolti in tali processi di rigenerazione e plasticità sinaptica
del cervelletto. A tal fine stiamo sviluppando topi transgenici tessutospecifici
e tetraciclina-inducibili. Poiché la nostra attenzione è focalizzata
sulla sinapsi fibra rampicante/cellula Purkinje, esprimeremo la proteina transattivatrice
attivata dalla tetraciclina (tTA) sotto il controllo trascrizionale di
sequenze specifiche sia delle Purkinje che dei neuroni dell’oliva inferiore (IO),
da cui originano le FC. A tale scopo abbiamo utilizzato il promotore del gene
2008 653

Sezione III: Attività per progetti
Pcp2 (CP) e quello del gene Htr5b (IO) localizzati su cromosomi artificiali batterici
(BAC). Una volta purificati sono stati utilizzati per Intracytoplasmatic
Sperm Injection (ICSI, realizzato in collaborazione con il Dr. C. Gross, EMBL
Monterotondo) per generare due diverse linee transgeniche (Pcp2-tTA e
Htr5b-tTA).
Il pattern di espressione specifico di ciascun promotore verrà verificato
mediante l’incrocio dei topi fondatori tTA con una linea di topi reporter
TetO-LacZ. I topi transgenici selezionati verranno utilizzati per modulare
l’espressione di proteine target. A tal fine verranno incrociati con topi transgenici
nei quali il gene per la proteina di interesse è posto sotto il controllo di un
elemento di regolazione attivato dalla tTA (TRE). Questi ultimi, quando non
disponibili in commercio, verranno generati attraverso la tecnica di transgenesi
lentivirale da noi già applicata in collaborazione con la Dott.ssa E. Mattei
(CNR, Roma). I topi ottenuti da questi incroci saranno utilizzati per studiare
il ruolo di specifiche molecole coinvolte nella rigenerazione e nella plasticità
sinaptica. Tra queste vi è GAP43, una proteina espressa in quasi tutti i neuroni
durante la fase di sviluppo, quando l’assone si allunga per raggiungere il proprio
bersaglio. Formatasi la sinapsi l’espressione di GAP-43 si riduce notevolmente,
ma può riattivarsi, ad esempio, in seguito ad assotomia, quando il
neurone perde contatto con il bersaglio stesso [Oestreicher et al. 1997]. Si
ritiene pertanto che GAP-43 sia necessario per l’allungamento assonale sia
durante lo sviluppo che durante i processi degenerativi.
Nel sistema nervoso centrale, come nel cervelletto, la proteina è normalmente
presente in alcuni neuroni anche terminata la fase di sviluppo, e questo
suscita notevole interesse circa il suo ruolo nelle sinapsi mature, essendo
verosimile che essa prenda parte ai fenomeni di plasticità sinaptica e di rimodellamento
dei circuiti nervosi [Carulli et al. 2004].
– Bravin M, Morando L, Vercelli A, Rossi F, Strata P (1999) Proc Natl Acad Sci USA
96: 1704-1709.
– Carulli D, Buffo A, Strata P (2004) Prog Neurobiol 72: 373-398.
– Cesa R, Morando L, Strata P (2003) J Neurosci 23: 2363-2370.
– Cesa R, Morando L, Strata P (2008) Proc Natl Acad Sci USA 105: 18988-18993.
– Cesa R, Scelfo B, Strata P (2007) J Neurosci 27: 4603-4611.
– Oestreicher AB, De Graan PN, Gispen WH, Verhaagen J, Schrama LH (1997) Prog
Neurobiol 53: 627-686.
654 2008

EC9 – Axonal regeneration, plasticity and stem cells (AXREGEN)
Progetto 2 – Laboratorio di neuroplasticità
Nabila Haji
RAZIONALE
Gravi forme di atassia cerebellare nel topo sono causate da mutazioni del
gene Grid2 che codifica per il recettore ionotropo del glutammato delta-2
(GluRd2) [Yuzaki 2004; Mandolesi et al. 2009a]. Poiché il gene Grid-2 murino
ha una omologia di sequenza del 97% con quella dell’uomo è altamente probabile
che alcune forme di atassia umana, non identificate geneticamente,
siano ricollegabili a mutazioni di tale gene. Il GluRd2 è stato classificato per
omologia di struttura come un recettore ionotropo del glutammato. Tuttavia
esso è considerato un recettore orfano poiché non viene attivato dal glutammato
o da altri ligandi noti. Recenti evidenze suggeriscono l’idea che abbia
perso la funzione di canale ionico per svolgere la funzione di molecola di adesione.
Topi che mancano o portano mutazioni del gene Grid-2 (hotfoot) presentano
profonde alterazioni della circuiteria cerebellare sia dal punto di vista
strutturale che funzionale. Il GluRd2 ha infatti un ruolo cruciale nella formazione
e nel mantenimento di specifici contatti sinaptici nel cervelletto.
Il GluRd2 è selettivamente espresso nelle spine dendritiche distali delle
cellule del Purkinje (CP) che sono contattate dalle fibre parallele (FP), i terminali
sinaptici delle cellule dei granuli (CG). L’assenza del GluRd 2 nelle CP
provoca la perdita e malformazione del contatto sinaptico con le PF. Recentemente,
abbiamo dimostrato attraverso una terapia genica locale che esprimendo
il GluRd2 nelle CP di topi mutanti hotfoot adulti è possibile recuperare
il contatto sinaptico con le FP in vivo [Mandolesi et al. 2009b]. Inoltre
abbiamo dimostrato che tale effetto non è legato alla sua specifica espressione
nelle CP. La presenza del GluRd2 sulla superficie di membrana di cellule non
neuronali, come le HEK-293 in coltura, è in grado di indurre la formazione e
il differenziamento di contatti sinaptici con i neuriti delle cellule dei granuli
cerebellari.
In conclusione il GluRd2 si comporta come una molecola di adesione stimolando
la formazione di contatti sinaptici con le FP. Il ligando del GluRd2
che contatta la regione N-terminale non è stato ancora identificato.
OBIETTIVI E METODI
Scopo del progetto è identificare, tramite tecniche di biologia molecolare
e proteomica, le molecole che interagiscono con il dominio N-terminale del
GluRd2. A tale scopo utilizzeremo le co-colture di HEK293 e granuli cerebellari
come materiale da cui estrarre i complessi proteici che interagiscono con
il GluRd2. In particolare utilizzeremo HEK293 che esprimono il GluRd2 sulla
superficie di membrana e HEK293 trasfettate con la GFP o con costrutti di
controllo. Prima di procedere con l’estrazione utilizzeremo agenti che legano
covalentemente tutte le proteine extracellulari per arricchire l’interattoma di
2008 655

Sezione III: Attività per progetti
GluRd2. Inoltre, adopereremo la strategia di purificazione per affinità della
proteina di interesse, a tale scopo fusa ad un epitopo specifico, al fine di isolare
ed arricchire eventuali ligandi di GluRd2 poco espressi nel nostro
modello sperimentale.
Gli estratti proteici verranno purificati ed analizzati tramite spettrometria
di massa (MALDI-TOF/TOF-MS, nanoLC-Q-TOF-MS/MS) in collaborazione
con il Prof. G. Federici e il Prof. A. Urbani, responsabili dell’unità di proteomica
e metabonomica della Fondazione Santa Lucia. I candidati dell’interattoma
ottenuti tramite spettrometria di massa saranno testati mediante saggi
in vitro ed in vivo atti a valutarne le proprietà di interazione con GluRd2.
– Mandolesi G, Cesa R, Autuori E, Strata P (2009a) Neuroscience 158: 67-77.
– Mandolesi G, Autuori E, Cesa R, Premoselli F, Cesare P, and Strata P (2009b) PLoS
ONE 4 (4): e5243.
– Yuzaki M (2004) Cerebellum 3: 89-93.
656 2008

EC10 – RESTORATIVE PLASTICITY
AT CORTICOSTRIATAL EXCITATORY
SYNAPSES (REPLACES)
Coordinatore scientifico di progetto
MONICA DI LUCA
Università degli Studi di Milano
U.O.2 – Paolo Calabresi
Università di Perugia – Fondazione Santa Lucia
European Commission – FP7 – Call 2007

Sezione III: Attività per progetti
LIST OF BENEFICIARIES
U.O. 1 – Università degli Studi di Milano (UMIL), Italy (coordinator) –
Monica Di Luca
U.O. 2 – Fondazione Santa Lucia (FSL), Italy – Paolo Calabresi
U.O. 3 – Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN.NCMB), Germany –
Eckart D. Gundelfinger
U.O. 4 – Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM),
France – Etienne Hirsch
U.O. 5 – Cardiff University (CU), United Kingdom – Stephen Dunnett
U.O. 6 – Lunds Universitet (ULUND), Sweden – Anders Björklund
U.O. 7 – Fundacion para la Investigation Medica Aplicada (FIMA), Spain –
Josè A. Obeso
U.O. 8 – University College London (UCL), United Kingdom – John Rothwell
U.O. 9 – Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), France –
Laurent Fagni
U.O.10 – European Parkinson’s Disease Association (EPDA), Belgium –
Mary Baker
U.O.11 – CF consulting S.r.l (CFc), Italy – Carla Finocchiaro
U.O.12 – Xigen SA - XIGEN (XIGEN), Switzerland – Christophe Bonny
PROJECT SUMMARY
Long-lasting, activity-dependent synaptic changes are thought to underlie
the ability of the brain to translate experiences into memories and seem to
represent the cellular model underlying learning and memory processes.
Alteration of brain plasticity may lead to the motor and cognitive disturbances
observed in neurodegenerative diseases. Therapeutic approaches targeting
synaptic plasticity could prevent neuronal degeneration and restore
altered motor and cognitive functions. Long-term synaptic plasticity, longterm
potentiation and long-term depression, are widely expressed at excitatory
synapses throughout the brain and have both been described at corticostriatal
connections, at which they might underlie motor-skill learning, cognitive
performance and reward mechanisms. Unique feature of corticostriatal
plasticity is the observation that the loss of these opposite forms of synaptic
plasticity has been observed in experimental models of neurodegenerative disorders
such as Parkinson’s disease (PD).
REPLACES will use cortical striatal plasticity and its alterations in experimental
PD to explore basic mechanisms of brain plasticity and repair and to
translate the new generated knowledge into novel restorative therapeutic
approaches. The long-term efficacy of new treatments for PD will be conditioned
by their ability to restore, both structurally and functionally, the synaptic
wiring of striatal neurons and physiological synaptic plasticity. REPLACES
addresses the potential restorative effects of either novel pharmacological
treatments or neuronal transplants on the corticostriatal microcircuitry. Since
658 2008

EC10 – Restorative plasticity at corticostriatal excitatory synapses (REPLACES)
chronic treatment with the DA precursor L-DOPA induces in the majority of
PD patients a maladaptative plasticity causing dyskinesia, innovative strategies
should prevent the development of this disabling condition. REPLACES
will characterize corticostriatal synaptic plasticity from molecular aspects to
clinical neurophysiology involving behavioral and morphological analysis.
CONCEPT AND PROJECT OBJECTIVES
REPLACES will focus on the molecular and biological mechanisms
underlying brain plasticity and repair that may occur in neurodegenerative
diseases, that range among the most costly brain disorders in Europe.
A recent analysis of the European Brain Council [Cost of Disorders of the
brain in Europe (2005) European J Neurol] estimated the total cost of brain diseases
in Europe to be 386 billions Euros. This burden is set to grow due to the
ageing of the European population. Interestingly, among the 12 estimated most
costly brain diseases (Addiction, Affective disorders, Anxiety, Brain tumors,
Dementia, Epilepsy, Migraine, Multiple sclerosis, Parkinson’s disease Schizophrenia,
Stroke, Trauma) most involve a brain plasticity disturbance [Consensus
Document on European Brain research (2006) J Neurol Neurosurg Psychiatry].
Alteration of brain plasticity may lead to the motor and cognitive (functional?)
disturbances observed in neurodegenerative diseases. Therapeutic
approaches targeting brain and synaptic plasticity could prevent neuronal
degeneration and restore altered motor and cognitive functions.
The two ‘classic’ forms of long-term synaptic plasticity, long-term potentiation
(LTP) and long-term depression (LTD), are occur at most excitatory
synapses throughout the brain and have both been described at corticostriatal
connections, at which they might underlie motor-skill learning, cognitive performance
and reward mechanisms.
The induction of synaptic plasticity in the striatum requires interaction
between dopamine (DA) and glutamate receptors (Fig. 1). The requirement of
DA for the induction of striatal LTP and LTD makes these two forms of corticostriatal
synaptic plasticity unique in comparison with long-term synaptic
changes in other brain areas. In fact, although endogenous DA is required for
the maintenance and modulation of hippocampal plastic changes, it does not
seem to be implicated in their induction. Conversely, in the striatum, a certain
level of endogenous DA seems to be required for the induction of both LTP
and LTD.
An additional unique feature of corticostriatal plasticity is the observation
that the loss of both these opposite forms of synaptic plasticity has been
found in experimental models of Parkinson’s disease (PD), a neurodegenerative
disorder caused by the selective loss of dopaminergic nigrostriatal neuronal
projections. Thus indicating experimental models of parkinsonisms as a
paradigmatic model “ par excellence ” where to study brain plasticity and
approaches to unravel neurodegeneration and repair.
Dopaminergic afferents from the substantia nigra pars compacta (SNpc)
converge with cortical glutamatergic signals on dendritic spines of striatal
projecting neurons (Fig. 1). The degeneration of the nigrostriatal pathway in
2008 659

Sezione III: Attività per progetti
Fig. 1 – Convergent action of DA and glutamate on striatal spiny neurons: mechanisms underlying the
long-term modifications of the efficacy of synaptic transmission
PD leads to significant morphological and functional modifications in the striatal
neuronal circuitry such as overactivity of the corticostriatal glutamatergic
pathway, pruning of synaptic spines in striatal neurons, and induction of maladaptive
forms of synaptic plasticity. Accordingly, it is possible to hypothesize
that the normalization of corticostriatal glutamatergic transmission in the PD
brain could potentially prevent maladaptive plasticity and irreversible morphological
alterations at the dendritic spines of striatal projecting neurons.
At the molecular level, the scenario of complexity of striatal plasticity
alteration is further deteriorated by typical pathological lesions, caused by
proteins aggregates. Lewy bodies are one of the defining pathological hallmarks
of PD, and are composed of eosinophilic intracellular neuronal proteinaceous
inclusions that mainly contain the protein a-synuclein. Accordingly,
an a-synuclein allele is genetically linked to several independent
familial cases of human PD. Interestingly, a-synuclein is enriched at presynaptic
terminals of both dopaminergic and non-dopaminergic synapses,
where it regulates membrane-associated processes and trafficking and critically
influences the induction of synaptic plastic changes. Thus, the study
of the synaptic changes occurring in an experimental model over-expressing
a-synuclein, is of critical importance in order to develop therapeutic
strategies to prevent neuronal death and to restore physiological synaptic
plasticity at corticostriatal synapses. Thus, the possibility to include
a-synuclein overexpressing animals in our battery of PD experimental
660 2008

EC10 – Restorative plasticity at corticostriatal excitatory synapses (REPLACES)
models would help in increasing our knowledge of molecular and functional
features of brain and synaptic plasticity failures in Parkinson disease.
Similarly, since maladaptive forms of corticostriatal plasticity also underlie
the appearance of motor complications following the chronic treatment
with the DA-precursor L-DOPA, therapeutic strategies restoring physiological
plasticity may prevent the development of this disabling condition in L-DOPA
treated PD patients.
The REPLACES project will be focused on studying brain plasticity and
repair in physiological and pathological conditions, i.e. experimental PD,
using cortical striatal plasticity as paradigmatic model. One of the main ideas
underlying this project is that the long-term efficacy of new treatments for PD
will be conditioned by their ability to restore, both structurally and functionally,
the “ synaptic wiring ” of striatal neurons and the physiological synaptic
plasticity. Accordingly, the project will address the potential restorative effects
of either novel pharmacological treatments or neuronal transplants on the
corticostriatal microcircuitry.
In this frame, key points need to be addressed and require intense
research effort:
1. Development of novel and appropriate chronic animal models for
basic research, where to address the study of brain plasticity in corticostriatal
pathways.
2. Identification of changes in low abundance proteins and characterization
of their functions based on protein-protein interactions and the application
of advanced proteomic methodologies.
3. Identification of therapeutic proteins as well as targets for drug intervention.
In particular, the possible role of factors in the pathophysiology of
PD, and their potential role in its treatment, should be further explored.
Thus, the overall aim of the project will be to characterize corticostriatal
synaptic plasticity from molecular aspects to clinical neurophysiology, involving
behavioral as well as morphological analysis of the basal ganglia system.
To this aim, the consortium will benefit from convergent efforts of multidisciplinary
approaches:
1. The development of a novel in vitro model based on GFP-expressing
neurons will provide a functional tool for studying the molecular determinants
that control the functional crosstalk between NMDA, mGluR1/5 and DA receptors.
Moreover, a new in vivo model of PD based on targeted overexpression of
a-synuclein in the nigrostriatal and corticostriatal pathways will fill a critical
gap in the scenario of experimental models available, allowing us to reproduce
pathological aspects associated with the very advanced stages of PD.
2. The molecular analysis of pre- and postsynaptic glutamate receptors
and/or subsynaptic cytomatrix-scaffolding proteins and their interactions with
the DA system in physiological and pathological conditions will take full
advantage of the new PD models.
3. Ultrastructural analysis of physiological and pathological protein-protein
interactions and characterization of critical molecular targets involved in
PD, will open new perspective in the development of therapeutic strategies.
2008 661

Sezione III: Attività per progetti
Thus, specific objectives are:
1. Characterization of the physiological mechanisms underlying corticostriatal
plasticity in pre and postsynaptic compartment – Results obtained from the
molecular and electrophysiological characterization of pre- and postsynaptic
aspects of synaptic plasticity, in physiological conditions will allow us to
reformulate the current knowledge on the corticostriatal plasticity by integrating
data on DA and glutamate transmission and related signal transduction.
This will lay the cornerstone for a subsequent analysis of the PD pathophysiology.
This objective will be related to this deliverable:
• Report on the effect of DA receptors stimulation in the modulation of
glutamate receptors crosstalks in pre and post synaptic compartments.
2. Characterization of the pathological mechanisms underlying altered
corticostriatal plasticity in experimental animal models and in PD patients –
The electrophysiological analysis of the plastic alterations associated with
distinct degrees of PD-associated DA denervation and the characterization
of their behavioral and morphological correlates is of great importance to
understand the critical steps in the natural history of PD. Moreover,
REPLACES is also aimed to provide the first clear-cut demonstration of the
disrupting effects of intraneuronal a-synuclein accumulation on corticostriatal
synaptic plasticity and to identify the changes in protein composition
and phosphorylation state of pre- and postsynaptic proteins in animal models
and PD patients. These studies will also help to identify the molecular
targets in pre and/or postsynaptic glutamatergic terminals that are altered
in experimental models of PD (rodents and primates) and in parkinsonian
patients, and how these alterations contribute to the pathological changes
observed in the DA system. Results obtained will allow to characterize
mechanisms underlying impaired corticostriatal plasticity in experimental
parkinsonism and to verify them in PD patients. This objective will be
related to these deliverables:
• Report on changes in protein composition and phosphorylation state of
CAZ and MAGUK proteins in both animal models and PD patients.
• Report on the biochemical, molecular and electrophysiological changes
induced by a-synuclein overexpression in the corticostriatal pathway.
• Report on differential dopaminergic lesions on the plastic changes in
different animal models of PD.
• Report on the mechanisms underlying synaptic and cognitive changes
following repetitive cortical stimulation in parkinsonian animal model and
PD patients.
• Report on electrophysiological, morphological and behavioral analysis
of the role of different NMDA and mGluRs receptor subunits in the bidirectional
plasticity in experimental parkinsonism following chronic L-DOPA
treatment.
3. Restorative approaches for synaptic alterations in PD animal models –
Analysis of the multiple effects of intrastriatal ventral mesencephalic (VM)
graft tissue and L-DOPA treatment in PD will provide new clues for designing
possible neuroprotective and restorative strategies counteracting motor dis-
662 2008

EC10 – Restorative plasticity at corticostriatal excitatory synapses (REPLACES)
abilities by targeting corticostriatal plasticity. The study, focusing on recovery
of behavioral, morphological and molecular alterations and synaptic plasticity
changes will open a broad perspective on the restorative therapeutic
approaches currently available.
This objective will be related to these deliverables:
• Report on technical transplantation parameters influencing the patterns
of behavioural recovery/dyskinesia post-grafting and on the electrophysiological,
structural and molecular changes affecting corticostriatal synapses
at the graft-host interface.
• Report on synthesis of CPPs and on the capability of Tat-2A peptide
to normalize cognitive and synaptic changes in the parkinsonian rats and in
L-DOPA-treated animals.
PROGRESS BEYOND THE STATE OF THE ART
As stated above, REPLACES project is designed to study brain/synaptic
changes in physiological and neurodegenerative conditions using corticostriatal
plasticity as paradigmatic model, with the final goal of highlighting conditions
of restoration and repair.
In this context, it is essential to understand (a) the normal physiological
state and (b) the pathophysiological alterations in PD of synaptic wiring and
synaptic plasticity of striatal neurons, as well as (c) restorative effects of novel
pharmacological treatments or neuronal transplantation strategies on these
parameters.
Coherent findings report that repetitive activation of the corticostriatal
pathway potentially induce both a long-term potentiation (LTP) or a longterm
depression (LTD) of synaptic transmission in the striatum, depending on
the level of membrane depolarization and on the glutamate receptor subtype
involved [Calabresi et al. 1992a, 1992b, 2007]. Fibers projecting from the cortex
to the striatum use glutamate as a transmitter, representing the major
excitatory input to the basal ganglia. The striatum is also the recipient of the
nigrostriatal dopaminergic projection, thus representing a site of input integration
and selection of efferent information [Graybiel 2004; Smith et al.
2004].
Detailed molecular studies have revealed the complex structure of glutamatergic
synapses, such as the typical corticostriatal excitatory synapse,
showing that a complex and coordinated cascade of biochemical processes
follows the activation of glutamatergic and dopaminergic receptors and their
reciprocal interactions [Kennedy 2000]. The presynaptic glutamatergic
domain is characterized by a specialized electron-dense meshwork of proteins,
the cytomatrix at the active zone (CAZ) (Fig. 2), which organizes membrane
trafficking processes of the synaptic vesicle cycle [Schoch, Gundelfinger
2006]. Several CAZ-specific proteins have been identified including Bassoon
and Piccolo, two related giant scaffolding proteins of the presynaptic cytomatrix,
the Rab3-interacting molecules RIM1a and RIM2a and proteins of the
Munc13 family that act as priming factors for synaptic vesicle exocytosis. Various
studies have shown that regulation and modification of CAZ proteins are
2008 663

Sezione III: Attività per progetti
Fig. 2 – Simplified scheme of
the pre- and postsynaptic
organization in the
corticostriatal synapse. The
presynaptic cytoskeletal
matrix (cytomatrix)
assembled at active zones has
been implicated in defining
neurotransmitter release sites.
Synaptic NMDAs receptors
are localized to the
postsynaptic density (PSD),
where they are structurally
organized and spatially
restricted in a large
macromolecular signaling
complex comprising
scaffolding and adaptor
proteins. These patterns
physically link the receptors
to signaling proteins and to
group I mGluRs, which
localize to the perisynaptic
region
also crucially involved in the expression of short-term and long-term synaptic
plasticity suggesting that the CAZ is a major substrate for synaptic plasticity
[Garcia-Junco-Clemente et al. 2005].
At the postsynaptic site, evidences show that LTP and LTD depend upon
activation of both ionotropic N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptors and
metabotropic glutamate receptors [Calabresi et al. 1992a, 1992b; Gubellini et
al. 2004; Picconi et al. 2004] (Fig. 2). Physical and functional interactions exist
between DA receptor and NR1 and NR2A subunits of NDMA receptors, in
brain. Upon activation of the D1 receptor, the NR2A-D1 receptor interaction
leads to inhibition of NMDA-mediated current, whereas when the NR1 subunit
dissociates from D1 receptor, activates a PI-3 kinase via association with
a p100-p85-CaM complex and promotes cell survival [Kotecha et al. 2002; Lee
et al. 2002]. The reduction in NMDA current by activated D1 receptors [Nicola
et al. 2000] contrasts with the potentiating effect of DA described above in
corticostriatal LTP. A D2-NR2B subunit physical interaction has also been
described in striatal spiny neurons, in the presence of cocaine. This interaction
stimulates receptor tyrosine kinase (PDGFRb) activity, increases intracellular
calcium concentration, and results in NMDA currents inactivation. On
the other hand, the D1 receptors activate PKA, which in turn phosphorylates
the protein phosphatase-1 inhibitor DARPP-32, whereas the D2 receptor pro-
664 2008

EC10 – Restorative plasticity at corticostriatal excitatory synapses (REPLACES)
duces an opposite effect [Calabresi et al. 2000; Svenningsson et al. 2000]. This
determines the phosphorylation state of postsynaptic proteins, including
AMPA and NMDA glutamate receptors. Group-I mGluRs (mGluR1 and
mGluR5) are coupled to a Gq-type protein, which stimulates the PLC-IP3
pathway, resulting in intracellular calcium release and PKC activation. Activation
of mGluR (essentially mGluR5) stimulates DA release in the striatum.
However, the opposite effect has also been described, resulting in a reciprocal
inhibition of D1 and mGluR1/5 receptors [Popoli et al. 2001; Zhang and
Sulzer 2003]. The mGluR5 subtype has also been shown to reduce D2 receptor
affinity.
Indeed, the involvement of glutamatergic and dopaminergic systems
appears to be the peculiar feature of striatal plasticity and its disruption might
underlie the pathogenesis of basal ganglia neurodegenerative diseases including
PD [Calabresi et al. 2007].
The central role of DA emerges both from in vitro electrophysiological
findings and from in vivo recordings. Of interest, in accordance with these
animal studies, it has been recently reported recently that repetitive cortical
transcranial magnetic stimulation (TMS) in humans induces a selective
increase of this transmitter in the vicinity of highly active corticostriatal terminals
[Paulus 2005] suggesting that DA might optimize the signal-to-noise
ratio at corticostriatal glutamatergic synapses. Together, these observations
suggest that striatal plasticity may be strongly implicated in motor learning in
both physiological and pathological conditions.
Symptoms of PD originate from the degeneration of the substantia nigra
(SN) and of its projections to the striatum, two brain nuclei that are known to
be essential for physiological motor function. The loss of the DA-mediated
control of striatal neuronal activity, therefore, is generally considered as the
functional substrate of PD motor symptoms. Cortical inputs invest striatal
output neurons, onto which they exert a powerful glutamatergic excitatory
influence, converging with the dopaminergic signals arising from the SN.
Nigrostriatal dopaminergic terminals form symmetric synaptic contacts
mainly with the necks of dendritic spines of spiny projection neurons.
Conversely, the head of the spines receives input from cortical glutamatergic
terminals forming asymmetric synapses. This anatomical arrangement is
ideally suited for a critical interaction in the spine between DA and glutamate.
These two transmitters, in fact, act in concert to induce long-term
changes in synaptic efficacy, gene and protein expression, and dendritic
morphology in striatal spiny neurons. Elimination of corticostriatal
synapses and spine atrophy have been well documented both in human PD
and in animal models of striatal DA denervation [Anglade et al. 1996; Ingham
et al. 1997, 1998; Zaja-Milatovic et al. 2005]. These changes involve
sprouting of serotoninergic fibers, enkephalinergic nerve varicosities and
complex modifications of putative glutamatergic fibers arising from the
cerebral cortex or the thalamus. In PD patients, a 50% increase in the number
of perforated synapses making contact with D1R dendritic spines was
observed, whereas no change in the number of perforated synapses on non
D1R spines was observed. Since stimulation of the direct pathway is
2008 665

Sezione III: Attività per progetti
thought to alleviate the clinical symptoms of PD, this suggests that the differences
observed may be involved in compensatory mechanisms. Yet, at
end-stage of the disease cortical neurons are also affected by the pathological
process and, in some patients, contain a-synuclein inclusions.
Another major feature of corticostriatal plasticity in PD is related to the
observation that both LTP and LTD are lost in experimental parkinsonism
[Calabresi et al. 1992b; Centonze et al. 1999] and they can be restored by
treatment with either DA receptor agonists or the DA precursor L-DOPA [Calabresi
et al. 1992b; Picconi et al. 2003, 2004]. Similarly, studies utilizing TMS
in humans suggest that LTP-like plasticity is deficient in PD patients and is
restored by L-DOPA. These clinical findings provide a further support to the
hypothesis that deficient synaptic plasticity plays a role in the development of
PD symptoms.
One leading idea in this project is that L-DOPA-induced dyskinesia and
graft-induced dyskinesia in PD share one common underlying factor, i.e. a
disruption of the synaptic plasticity and the synaptic and signaling interactions
between the dopaminergic and the glutamatergic input to striatal spiny
neurons. Of relevance to this idea is the observation that drugs selectively targeting
specific subunits of the NMDA receptor improve parkinsonian symptoms
as well as treatment-related complications in both experimental models
and PD patients [Picconi et al. 2004; Gardoni et al. 2006]. In addition to
NMDA receptors, the pharmacological modulation of specific subtypes of
metabotropic glutamate receptors (mGluR) can exert antiparkinsonian, antidyskinetic,
and neuroprotective effects in animal models of nigrostriatal DA
degeneration.
Major gaps still remain in the current state of knowledge:
• A coherent animal model in which to address electrophysiological,
molecular, functional aspects is still not available.
• While the involvement of NMDA receptor is clear, the relevance of
NMDA receptor composition and/or receptor density in the PSD remains to
be elucidated.
• Although the literature suggests that NMDA receptor localization in
synapse vs. extrasynaptic sites is a key factor, the relevance of this issue in PD
and dyskinesia is not fully understood.
• Although an involvement of the presynaptic apparatus of neurotransmitter
release in corticostriatal synaptic plasticity is evident, its particular role
is unclear.
• Though extensive literature suggests grafts as a possible therapeutic
intervention for PD, still it remains unclear the molecular mechanisms by
which grafts lead to dyskinesia.
Despite these evidences are mostly coherent, the chain of events linking
rearrangements of the glutamatergic and dopaminergic synapse and their
reciprocal cross-talk as well as the disruption/restore of plasticity and motor
behavior has not been demonstrated.
The present project will go well beyond the state of the art in several
respects (research indicators):
666 2008

EC10 – Restorative plasticity at corticostriatal excitatory synapses (REPLACES)
• An integrated approach, to date never used, will allow to get a full picture
of a coherent new animal model of neurodegenerative disorders, such as
Parkinson’s disease, at molecular, cellular, network and behavioural levels.
• The development of novel in vitro model based on GFP-expressing
neurons will provide a functional tool for studying the molecular determinants
that control functional crosstalk between NMDA, mGluR1/5 and DA
receptors.
• To investigate the role of the presynaptic cytomatrix in PD pathophysiology.
• The new in vivo model of neurodegenerative disorders based on targeted
overexpression of a-synuclein in the nigro- and corticostriatal pathways
will fill a critical gap in the scenario of experimental models available, allowing
us to reproduce pathological aspects associated to the very advanced
stages of the disease.
• The molecular analysis of pre- and postsynaptic glutamate receptors
and/or cytomatrix-scaffolding proteins and their interaction with the DA system
by the use of synthetic peptides technology in physiological and pathological
conditions, will open new perspective in the development of therapeutic
strategies.
• Animals used in behavioural memory testing with Tat peptides or drug
injections will yield samples for assays of various signaling molecules, thus
allowing direct comparison of molecular levels changes with measures of
learning.
• The cellular, molecular and synaptic analysis in rodents and primates
models will go deeper to the mechanisms underlying L-DOPA- and graftinduced
dyskinesias.
– Anglade P, Mouatt-Prigent A, Agid Y, Hirsch E (1996) Neurodegeneration 5: 121-
128.
– Calabresi P, Pisani A, Mercuri NB, Bernardi G (1992a) Eur J Neurosci 4: 929-935.
– Calabresi P, Picconi B, Tozzi A, Di Filippo M (2007) Trends Neurosci 30: 211-219.
– Calabresi P, Maj R, Pisani A, Mercuri NB, Bernardi G (1992b) J Neurosci 12: 4224-
4233.
– Calabresi P, Gubellini P, Centonze D, Picconi B, Bernardi G, Chergui K, Svenningsson
P, Fienberg AA, Greengard P (2000) J Neurosci 20: 8443-8451.
– Centonze D, Gubellini P, Picconi B, Calabresi P, Giacomini P, Bernardi G (1999) J
Neurophysiol 82: 3575-3579.
– Garcia-Junco-Clemente P, Linares-Clemente P, Fernandez-Chacon R (2005) Mol
Psychiatry 10: 185-200; image 131.
– Graybiel AM (2004) Parkinsonism Relat Disord 10: 293-296.
– Gubellini P, Pisani A, Centonze D, Bernardi G, Calabresi P (2004) Prog Neurobiol
74: 271-300.
– Ingham CA, Hood SH, Taggart P, Arbuthnott GW (1998) J Neurosci 18: 4732-4743.
– Ingham CA, Hood SH, Mijnster MJ, Baldock RA, Arbuthnott GW (1997) Exp Brain
Res 116: 39-49.
– Kennedy MB (2000) Science 290: 750-754.
2008 667

Sezione III: Attività per progetti
– Kotecha SA, Oak JN, Jackson MF, Perez Y, Orser BA, Van Tol HH, MacDonald JF
(2002) Neuron 35: 1111-1122.
– Lee FJ, Xue S, Pei L, Vukusic B, Chery N, Wang Y, Wang YT, Niznik HB, Yu XM,
Liu F (2002) Cell 111: 219-230.
– Nicola SM, Surmeier J, Malenka RC (2000) Annu Rev Neurosci 23: 185-215.
– Paulus W (2005) Neuron 45: 181-183.
– Picconi B, Centonze D, Hakansson K, Bernardi G, Greengard P, Fisone G, Cenci MA,
Calabresi P (2003) Nat Neurosci 6: 501-506.
– Picconi B, Gardoni F, Centonze D, Mauceri D, Cenci MA, Bernardi G, Calabresi P,
Di Luca M (2004) J Neurosci 24: 5283-5291.
– Popoli P, Pezzola A, Torvinen M, Reggio R, Pintor A, Scarchilli L, Fuxe K, Ferre S
(2001) Neuropsychopharmacology 25: 505-513.
– Schoch S, Gundelfinger ED (2006) Cell Tissue Res 326: 379-391.
– Smith Y, Raju DV, Pare JF, Sidibe M (2004) Trends Neurosci 27: 520-527.
– Svenningsson P, Lindskog M, Ledent C, Parmentier M, Greengard P, Fredholm BB,
Fisone G (2000) Proc Natl Acad Sci USA 97: 1856-1860.
– Zaja-Milatovic S, Milatovic D, Schantz AM, Zhang J, Montine KS, Samii A, Deutch AY,
Montine TJ (2005) Neurology 64: 545-547.
– Zhang H, Sulzer D (2003) J Neurosci 23: 10585-10592.
668 2008

HFSP – LEARNING FROM THE UNLEARNABLE:
PROBING THE ARCHITECTURE OF CONTROL
IN TOOL MANIPULATION
Responsabile scientifico di progetto
ANDREA D’AVELLA
Fondazione Santa Lucia
Human Frontiers Science Program Organization – Finanziamento 2008

Sezione III: Attività per progetti
PUBLIC ABSTRACT
Rationale
Tool use is one of the most striking human behaviors, requiring rapid and
accurate adaptation to the combined dynamics of the tool and the musculoskeletal
system. Yet, remarkably little is known about how the central nervous
system (CNS) succeeds in controlling and learning many different and
complex manipulation skills. What is missing is a clear understanding of the
control architecture. A long standing hypothesis is that the CNS uses a modular
architecture to simplify motor control and motor learning. However, to
date, evidence for modularity is indirect.
Aims
Our goal is to provide a definitive validation, or falsification, of the
hypothesis that modularity underlies the control of tool manipulation. To this
aim, we will use a novel multidisciplinary experimental approach.
We argue that any architecture that simplifies some actions must also
make other actions more difficult or even impossible. Thus, any given control
architecture will impose a specific set of constraints on the conditions and
contexts in which an adequate and efficient controller can be learned. We
plan to experimentally test this prediction by exploiting recent advances in
real time physical simulation, computer graphics, and haptic interface technology
to perform “ virtual ” surgical manipulation of the musculoskeletal system
in a multisensory virtual environment. We will measure muscle activity
and fingertip forces and synthesize highly realistic visual and haptic feedback
from a virtual hand and tool before and after virtual surgery. By controlling
the nature and characteristics of the virtual surgery, we will test systematically
what the neural controller can learn and what it cannot.
670 2008

ISPESL11 – IDENTIFICAZIONE
E QUANTIFICAZIONE DEI FATTORI
DI RISCHIO DI PATOLOGIE
NEUROMUSCOSCHELETRICHE DA STRESS
RIPETITIVO IN SOGGETTI ESPOSTI
AD ATTIVITÀ LAVORATIVE AL COMPUTER
Destinatario istituzionale
Istituto Superiore Prevenzione e Sicurezza sul Lavoro
Responsabile scientifico di progetto
MIRKA ZAGO
Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE
Proponiamo di mettere a punto dei metodi di quantificazione dello stress
neuro-muscolare in soggetti svolgenti attività lavorative richiedenti l’utilizzo
di videoterminali. L’attività di lavoro al computer richiede tipicamente un elevato
coinvolgimento sia del sistema visivo e attenzionale sia del sistema
neuro-muscolare deputato al controllo del movimento dell’arto superiore. Lo
stress associato all’elevata coordinazione visuo-motoria richiesta da tali attività
eseguite in modo ripetuto verrà quantifica con metodi obiettivi che derivano
dalla nostra pluriennale esperienza nel campo delle misure comportamentali
umane, anche in condizioni di lavoro estreme (condizione di lavoro di
astronauti in ambiente spaziale o al rientro a terra da una missione dopo
esposizione prolungata all’ambiente microgravitario).
Si applicheranno le tecniche della psicofisica in compiti visuo-motori ed
attenzionali con l’obiettivo di valutare se i sintomi soggettivi riportati dalle
persone che utilizzano videoterminali nell’attività lavorativa siano o meno
associati ad alterazioni quantificabili di parametri comportamentali oggettivi
quali la diminuita capacità attentiva, la minor coordinazione visuo-motoria e,
come risultato di esse, un decremento nel rendimento lavorativo in attività
che richiedano concentrazione ed applicazione visuo-motoria.
METODOLOGIA
Studieremo l’effetto dell’esecuzione dei movimenti dell’arto superiore
effettuati nell’utilizzo ripetuto dei pulsanti del mouse in relazione a diverse
tipologie di stimoli visivi presentati nel monitor di un computer. In particolare
i soggetti dovranno eseguire compiti visuo-motori e attenzionali che
richiedono l’inseguimento visivo di diversi targets visivi (cursore del mouse)
posti in movimento sullo schermo del PC.
I soggetti saranno seduti su una sedia di fronte ad uno schermo di un PC
posizionato su un tavolino da lavoro, il centro dello schermo si troverà all’altezza
degli occhi ad una distanza di 60-80 cm da essi. Sul tavolino da lavoro
sarà posizionato un mouse su cui dovranno posizionare la loro mano ed effettuare
movimenti di presso-digitazione del pulsante sinistro/destro in relazione
a diversi stimoli visivi che verranno presentati sul monitor del PC (risoluzione:
1024×768 pixel, refresh rate verticale 85 Hz, profondità di colore superiore
o uguale a 16 bit). Verranno presentati stimoli visivi in moto con diverse
leggi di moto (velocità costante, moto accelerato o decelerato), con diverse
velocità iniziali di moto (nel range 0.7-9 m/s), con diverse durate di moto (nel
range 350-800 ms). La tipologia di stimolo visivo (legge di moto, durata del
moto, velocità dello stimolo) verrà variata da ripetizione a ripetizione del
compito motorio in modo non prevedibile per soggetti sperimentali. Verranno
effettuate batterie di 200 trials per ogni soggetto. La risposta motoria dei soggetti
verrà valutata mediante una misurazione del tempo necessario ai soggetti
ad eseguire il movimento di presso-digitazione del pulsante sinistro o
destro del mouse con la mano in risposta allo stimolo visivo. I tempi di movimento
della mano riflettono il tempo di elaborazione dello stimolo visivo,
672 2008

ISPESL11 – Identificazione e quantificazione dei fattori di rischio di patologie…
della programmazione/pianificazione motoria ed il tempo di esecuzione
dell’atto motorio in sé. In relazione alla tipologia di stimolo visivo e alle istruzioni
impartite i soggetti dovranno o eseguire la presso-digitazione di un
pulsante del mouse non appena lo stimolo visivo raggiunge una predefinita
posizione nello schermo (risposta in tempo di reazione) oppure quando pensano
che lo stimolo visivo raggiungerà una posizione predefinita dello
schermo (risposta anticipatoria). Il tempo di risposta in relazione all’insorgenza
dello stimolo visivo verrà misurato mediante un sistema di acquisizione
in tempo reale. L’istante di pressione del mouse verrà acquisito con l’accuratezza
del millisecondo dal sistema di acquisizione e verranno effettuate analisi
in tempo reale della distribuzione di tali tempi di risposta nel corso dell’intera
batteria di trials.
L’equazione per la quantificazione dello stress neuro-muscolare centrale è
la seguente:
h (e) = h 0
– v 0
e – 0.5 ge 2 = (v 0
+ ge)l + 0.5 gg*l 2
dove e rappresenta il tempo di risposta relativamente alla comparsa dello
stimolo visivo sul monitor, h, h 0
, v 0
, g, g * rappresentano rispettivamente
posizione dello stimolo visivo al momento della pressione del pulsante del
mouse, la sua posizione e velocità iniziali, la sua accelerazione e la stima
dell’accelerazione dello stimolo sullo schermo, mentre l rappresenta il
tempo di processamento centrale per la elaborazione visiva, pianificazione e
generazione del movimento della mano. Tale equazione va risolta esplicitamente
per l e tanto maggiore sarà lo stress neuro-muscolare, tanto maggiore
sarà.
I soggetti non verranno informati prima dell’esperimento delle differenze
tra i diversi gruppi di esperimenti. Nei diversi gruppi verrà variata la finestra
visiva degli stimoli, il cui moto potrà essere integralmente visibile oppure una
porzione del moto verrà obliterata alla vista, verrà variata la distanza temporale
di presentazione delle diverse tipologie di stimoli visivi ed inoltre verrà
variata la frequenza di occorrenza di ciascuna tipologia di stimolo visivo. I
diversi gruppi di soggetti eseguiranno gli stessi test ad uguale distanza temporale
e nelle stesse modalità. La sequenza di condizioni (esposizione) sarà
bilanciata.
2008 673

ISPESL12 – INFORTUNI SUL LAVORO:
EFFETTI DELLA RIABILITAZIONE
SU QUALITÀ DI VITA
E REINSERIMENTO LAVORATIVO
Destinatario istituzionale
Istituto Superiore Prevenzione e Sicurezza sul Lavoro
Responsabile scientifico di progetto
MIRKA ZAGO
Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
RAZIONALE
Proponiamo di mettere a punto dei protocolli utili per valutare le capacità
di reintegro lavorativo in soggetti che manifestano disordini del movimento in
seguito ad infortuni sul lavoro. Tali protocolli verranno sviluppati sulla base di
compiti di immaginazione mentale del movimento. La qualità della vita postinfortunio
è fortemente dipendente non solo dal livello effettivo della disabilità
conseguente l’evento traumatico ma anche dalla percezione che gli individui
hanno del loro grado di disabilità sensorimotoria.
Con i protocolli che metteremo a punto vogliamo valutare, quantificare e
modificare tale percezione mediante le metodiche più avanzate di immaginazione
mentale al fine di agevolare il percorso riabilitativo, il recupero delle
funzionalità residuali ed il reinserimento dell’individuo nell’ambiente lavorativo.
Inoltre la capacità di immaginare il proprio movimento ed il movimento
di oggetti e persone nell’ambiente circostante è fortemente dipendente dallo
stato mentale del soggetto interessato ed è anche funzione dello stato attuale
del sistema sensorimotorio di ciascun individuo, e quest’ultimo è frequentemente
compromesso nei pazienti che sono incorsi in infortuni sul lavoro.
Poiché sono sempre crescenti le evidenze sperimentali che mettono in
luce l’esistenza di processi nervosi comuni alla generazione e alla immaginazione
del movimento del proprio corpo o del corpo di altre persone e
oggetti, ci proponiamo di sviluppare protocolli di immaginazione mentale
del movimento dei distretti corporei la cui mobilità è ridotta in modo temporaneo
o permanente in seguito ad infortuni lavorativi e di immaginazione
mentale del moto di oggetti nell’ambiente circostante in modo da attivare
tali processi nervosi comuni con l’obiettivo di facilitare, laddove possibile, il
recupero post-trauma e di valutare la reinseribilità dei soggetti nell’ambiente
lavorativo.
METODOLOGIA
Studieremo l’utilizzo di metodiche di immaginazione mentale ai fini della
riabilitazione sensorimotoria e del reinserimento lavorativo di pazienti con
deficit sensori-motori causati da infortuni sul lavoro. In particolare metteremo
a punto dei protocolli in cui i soggetti debbono sia immaginare il movimento
dei distretti corporei la cui mobilità è ridotta in modo temporaneo o
permanente in seguito ad infortuni lavorativi, sia debbano immaginare il
movimento di altre persone o oggetti nell’ambiente circostante. I partecipanti
dovranno effettuare delle simulazioni mentali di attività fisiche normalmente
effettuate nell’ambito di attività legate alla vita quotidiana, alle attività più frequentemente
eseguite nell’ambiente lavorativo, di attività cognitive.
Metteremo a punto dei protocolli che abbiano effetti misurabili sulle
stime prospettiche delle abilità fisiche dei soggetti, di cui si potranno poi
monitorare le abilità motorie e le performance fisiche a posteriori. I giudizi
dell’abilità fisica sono costruiti similmente alla nostra memoria del passato e
sfrutteremo la loro simile malleabilità in seguito all’utilizzo di tecniche di
simulazione mentale. I soggetti dovranno immaginare sia movimenti dei quali
676 2008

ISPESL12 – Infortuni sul lavoro: effetti della riabilitazione su qualità di vita e reinserimento…
esiste già una memoria motoria, sia dovranno immaginare movimenti che
non sono mai stati effettuati o di cui non si ha una memoria sensoriale.
Manipoleremo la frequenza con cui i soggetti effettueranno paradigmi di
simulazione/immaginazione mentale, la complessità del movimento del corpo
o dell’oggetto da manipolare. Alcuni dei partecipanti a giorni alterni eseguiranno
dapprima i protocolli di simulazione mentale del movimento e subito
dopo si sottoporranno a sedute di riabilitazione, altri partecipanti a giorni
alterni dapprima si sottoporranno alle sedute di riabilitazione e subito dopo
eseguiranno i protocolli di simulazione mentale del movimento ed infine altri
soggetti si sottoporranno dapprima ad un intero ciclo di protocolli di simulazione
mentale del movimento e solamente successivamente si sottoporranno
all’intero ciclo di terapie riabilitative.
I protocolli che metteremo a punto consentiranno di effettuare predizioni
sulle future abilità cognitive e abilità fisiche nell’ambito lavorativo. Tali protocolli
consentiranno di verificare preventivamente se i soggetti sono realmente
preparati nell’esecuzione delle attività che dovranno essere effettuate all’atto
del reinserimento lavorativo. Anche gli stessi partecipanti saranno autonomamente
in grado di stimare il loro livello di abilità nell’esecuzione delle mansioni
proprie dell’ambiente lavorativo che incontreranno al reinserimento.
2008 677

ISS15-16 – DIAGNOSI PRECOCE
DELLA MALATTIA DI ALZHEIMER
MEDIANTE INTEGRAZIONE E CORRELAZIONE
DI BIOMARKER MOLECOLARI,
FUNZIONALI E CLINICI
Responsabile scientifico di progetto
MAURIZIO POCCHIARI
Istituto Superiore di Sanità
U.O.5 – Paola Bossù
U.O.6 – Gianfranco Spalletta
Fondazione Santa Lucia
Istituto Superiore di Sanità – “ Malattie neurodegenerative ”
Finanziamento 2005

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O.1 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze,
Istituto Superiore di Sanità, Roma – Anna Ladogana
U.O.2 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze,
Istituto Superiore di Sanità, Roma – Annamaria Confaloni
U.O.3 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze,
Istituto Superiore di Sanità, Roma – Luisa Minghetti
U.O.4 – Dipartimento di Ambiente e Connessa Prevenzione Primaria,
Istituto Superiore di Sanità, Roma – Marco Crescenzi
U.O.5 – Laboratorio di Neuropsicobiologia sperimentale,
Fondazione Santa Lucia, Roma – Paola Bossù
U.O.6 – Laboratorio di Neuropsichiatria, Fondazione Santa Lucia, Roma –
Gianfranco Spalletta
U.O.7 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze,
Istituto Superiore di Sanità, Roma – Maria Puopolo
BACKGROUND
Il continuo miglioramento delle condizioni di vita nei paesi industrializzati
ha portato ad un aumento dell’età media della popolazione e di conseguenza
ad un aumento dell’incidenza e della prevalenza delle malattie dell’invecchiamento.
In questo contesto, le malattie neurodegenerative costituiscono un problema
centrale per la definizione delle politiche sanitarie e assistenziali, con
conseguenze economiche non secondarie. Lo sviluppo di nuovi protocolli per
l’identificazione precoce dei soggetti colpiti è essenziale per la corretta applicazione
dei protocolli di trattamento e assistenza, con chiari benefici per il
paziente e i parenti e per una migliore utilizzazione delle risorse.
Le patologie neurodegenerative sono caratterizzate da un processo di
perdita neuronale progressiva (che si verifica in assenza dei classici segni di
flogosi) e si manifestano clinicamente con una sindrome neurologica ingravescente
che esordisce con sintomi generici che, data la mancanza di test
diagnostici specifici in vivo, rendono difficoltosa la diagnosi precoce e la
somministrazione tempestiva dei farmaci sintomatici, gli unici attualmente
disponibili.
Un importante passo in avanti in questo senso è stato la definizione dei criteri
per l’identificazione di pazienti con compromissione cognitiva lieve (Mild
cognitive impairment, MCI), ovvero dei pazienti che hanno elevata probabilità
di andare incontro a demenza con il passare degli anni. Nonostante nella maggior
parte dei casi ci si trovi dinanzi a soggetti che svilupperanno la malattia di
Alzheimer (AD) conclamata, una percentuale significativa dei pazienti con MCI
va incontro a diverse evoluzioni diagnostiche (ad esempio demenza mista,
demenza vascolare, malattia da corpi di Lewy, atrofia focale) che necessitano di
approcci terapeutici appropriati. I dati accumulati sinora indicano che per
poter eseguire una diagnosi differenziale precoce tra le diverse forme occorre
680 2008

ISS15-16 – Diagnosi precoce della malattia di Alzheimer mediante integrazione e correlazione…
superare l’approccio “ una malattia - un marcatore ” e che è necessario operare
su diversi livelli di indagine integrando i dati cognitivi con le informazioni relative
a marker biologici, funzionali e clinici, allo scopo di associare ad ogni
entità nosologica uno specifico quadro di alterazioni patologiche.
Il nostro scopo è di definire meglio questo fenotipo patologico mediante
lo studio approfondito di aspetti molecolari, funzionali, clinici in un ristretto
gruppo di pazienti con MCI e AD. Un gruppo di soggetti con diagnosi di
malattia di Creutzfeldt-Jakob, una demenza trasmissibile a rapida progressione,
sarà studiato seguendo il medesimo protocollo e permetterà di valutare
la specificità delle informazioni raccolte. In particolare, ci proponiamo di
definire in questi pazienti dei pattern qualitativi e quantitativi di espressione
genica e proteica mediante analisi a livello trascrizionale delle componenti
figurate del sangue e spettrometria di massa del siero. L’analisi genomica e
proteomica verrà integrata con analisi di marcatori biochimici dello stress
ossidativo utili alla definizione di profili di suscettibilità individuale all’insorgenza
dell’AD: lo stress ossidativo è infatti considerato uno dei maggiori fattori
in grado di favorire l’insorgenza o la progressione della malattia.
I dati strumentali e clinici saranno integrati e analizzati mediante algoritmi
matematici che consentiranno di tracciare un identikit caratteristico e
specifico per l’identificazione precoce dei soggetti che andranno incontro a
demenza di Alzheimer.
OBIETTIVI PRINCIPALI DEL PROGRAMMA
– Identificare il pattern di espressione dei geni coinvolti durante lo sviluppo
della AD mediante analisi trascrizionale e ricerca delle varianti di
splicing alternativo. In questo ambito cercheremo geni di predisposizione o
causali già descritti in letteratura, e cercheremo anche di scoprire nuovi
geni in famiglie italiane colpite da AD.
– Studio di specifiche alterazioni metaboliche in corso di danno cerebrale.
Verranno innanzitutto analizzati i livelli di un gruppo selezionato di
metaboliti per scrivere lo “ stato redox ” di ciascun individuo, valutando da un
lato la sua vulnerabilità a stress di tipo infiammatorio e dall’altro la presenza
di fenomeni ossidativi.
– Identificazione di pattern sieroproteomici per la diagnosi precoce di
malattia di Alzheimer. Identificazione dei biomarcatori componenti del pattern.
Eventuale correlazione con l’evoluzione naturale e la risposta alla terapia.
– Miglioramento della diagnosi precoce della malattia di Alzheimer
mediante l’implementazione dei criteri di classificazione clinica e la messa a
punto nuovi sistemi per la diagnosi di laboratorio e strumentale.
WORKPACKAGES, PROTOCOLLI E METODOLOGIE DISPONIBILI
W.P.1 – Selezione dei pazienti con demenza di Alzheimer e con compromissione
cognitiva lieve (MCI) e dei controlli neurologici e non neurologici e
raccolta dei campioni ematici. (U.O.1, 5, 6) – I pazienti ricoverati presso la
2008 681

Sezione III: Attività per progetti
Fondazione Santa Lucia di Roma con diagnosi di demenza verranno accuratamente
diagnosticati seguendo i criteri della Società Italiana di Neurologia e
del DSM-IV in modo da selezionare i pazienti con compromissione cognitiva
lieve (MCI) e malattia di Alzheimer precoce (AD). Inoltre verranno utilizzate
metodiche sperimentali innovative di tipo cognitivo per la ricerca di nuovi
markers neuropsicologici predittori di decorso clinico. Verranno inclusi nello
studio 20 soggetti con diagnosi di AD nella fase iniziale della malattia (mai
trattati e al primo contatto con strutture cliniche) e 20 soggetti con compromissione
cognitiva lieve e, come gruppo di controllo non neurologico, 20 soggetti
con età, sesso e scolarità simile a quella dei soggetti dementi. Tali soggetti
verranno intervistati per valutare i dati sociodemografici e la diagnosi
con una scheda anamnestica e saranno sottoposti ad una batteria di test per
la valutazione psichiatrica, neuropsicologica e funzionale. Il gruppo di controlli
neurologici sarà rappresentato da una selezione di 20 casi afferenti al
Registro Nazionale della malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD) dell’Istituto
Superiore di Sanità con diagnosi clinica di CJD sporadica probabile, che
siano stati caratterizzati in maniera comparabile dal punto di vista radiologico,
funzionale e clinico. A tutti i pazienti saranno prelevati 20 ml di sangue
da cui saranno separati il siero, il plasma e il buffy coat che saranno congelati
a -80°C fino al momento dell’analisi.
Tutti i pazienti candidati per partecipare a questo studio saranno adeguatamente
informati e saranno arruolati solo dopo compilazione di un apposito
consenso informato.
W.P.2 – Definizione di pattern di espressione genica nel buffy coat di pazienti
con AD precoce. (U.O.2)
W.P.3 – Identificazione di parametri biochimici di stress ossidativo e di
capacità anti-ossidanti nel decorso della malattia degenerativa. (U.O.3)
W.P.4 – Definizione dei pattern sieroproteomici. (U.O.4)
W.P.5 – Identificazione di parametri immunologici quali marcatori di
patologia. (U.O.5) – Lo studio dei parametri immunologici più promettenti
nel predire il decorso della malattia neurodegenerativa sarà effettuato sia
sul siero dei soggetti in studio, sia sulla componente cellulare. In particolare,
l’intero sistema della citochina IL-18, comprese la citochina stessa e la
proteina in grado di legarla antagonizzandola (IL-18 Binding Protein), sarà
analizzato, mediante saggi immunoenzimatici, nel siero e nei sovranatanti
di coltura delle cellule mononucleate stimolate in vitro con LPS o con peptidi
beta amiloidi. Parallelamente, nelle cellule mononucleate verrà analizzata
in modo quantitativo anche l’espressione dei recettori di IL-18 in
seguito a stimolo infiammatorio (LPS, peptidi beta amiloidi). La componente
cellulare verrà ulteriormente frazionata e analizzata per definirne
fenotipo e funzionalità. Più dettagliatamente, i macrofagi e le cellule dendritiche
di origine monocitaria saranno esaminati in seguito a stimolazione
con peptidi beta amiloidi e diversi parametri fenotipici e funzionali (attivazione,
fagocitosi, apoptosi) verranno studiati mediante tecniche citofluorimetriche
e biochimiche.
682 2008

ISS15-16 – Diagnosi precoce della malattia di Alzheimer mediante integrazione e correlazione…
I risultati ottenuti verranno valutati statisticamente e comparati tra i vari
gruppi di soggetti in studio per identificare innovativi marcatori immunologici
di patologia.
W.P.6 – Diagnosi delle patologie neurodegenerative: identificazione di marker
neuroradiologici (U.O.6) – I pazienti ricoverati presso il nostro centro con diagnosi
di demenza e abbisognevoli di trattamento farmacologico verranno accuratamente
diagnosticati seguendo i criteri della Società Italiana di Neurologia
e del DSM-IV in modo da selezionare i pazienti con MCI e malattia di Alzheimer
in fase precoce.
Verrà, inoltre, selezionato un gruppo di controllo con età, sesso e scolarità
simile a quella dei soggetti dementi.
Verrà effettuata un’indagine di RM strutturale ad alta definizione
mediante la quale verrà valutata la morfometria cerebrale della sostanza
bianca e grigia attraverso metodica voxel-based morphometry. Un sotto
gruppo di 10 pazienti per diagnosi effettueranno un esame SPECT per la valutazione
del flusso ematico regionale.
W.P.7 – Definizione di pattern diagnostici della AD e pattern predittivi
dell’evoluzione della malattia e della risposta alla terapia derivanti dalla
integrazione di dati genetici, biochimici, proteomici, funzionali e clinici.
(U.O. 1, 7)
RISULTATI ATTESI
– Identificazione di pattern di espressione genica delle popolazioni linfocitarie
di pazienti con MCI e AD.
– Identificazione di marcatori biochimici utili alla definizione di profili di
suscettibilità individuale all’insorgenza della AD.
– Identificazione di pattern sieroproteomici di pazienti con MCI, AD e CJD.
– Definizione di pattern diagnostici della AD e pattern predittivi dell’evoluzione
della malattia e della risposta alla terapia derivanti dalla integrazione
di dati genetici, biochimici, proteomici, funzionali e clinici.
– Miglioramento della diagnosi preclinica e precoce di demenza neurodegenerativa
tipo Alzheimer e della diagnostica differenziale della malattia di
Alzheimer.
– Affinamento della specificità e sensibilità diagnostica di pazienti con
sospetto di CJD.
TRASFERIBILIÀ
I risultati che ci proponiamo di ottenere con questo progetto potranno
contribuire allo sviluppo delle metodiche diagnostiche cliniche e di laboratorio
per l’inquadramento diagnostico precoce dei soggetti che svilupperanno la
malattia di Alzheimer permettendo in tal modo sia un tempestivo intervento
farmacologico che una consulenza genetica e psicologica adeguata. Questo
porterà degli indubbi vantaggi in termini di miglioramento della prestazione
2008 683

Sezione III: Attività per progetti
sanitaria offerta al paziente e ai suoi familiari e un’apprezzabile riduzione dei
costi per il SSN.
Gli studi proposti potranno inoltre permettere sia di valutare l’efficacia
terapeutica di nuove molecole che di identificare nuovi bersagli terapeutici
attraverso una migliore comprensione dei meccanismi di patogenesi.
La possibilità di identificare i soggetti con CJD in fase precoce permetterà
inoltre di ridurre il rischio di trasmissione iatrogena della CJD.
684 2008

ONCO06.1 – SVILUPPO DI NUOVI FARMACI
CAPACI DI ALTERARE IL MICROAMBIENTE
TUMORALE E RIPRISTINARE
LA RISPOSTA IMMUNE ANTI-TUMORALE
Progetto afferente al Programma 3: “ Trasferimento
delle conoscenze allo sviluppo di interventi volti a prevenire,
diagnosticare e trattare il cancro (trials nazionali
in terapie innovative e in prevenzione, e in terapie
non d’interesse industriale in collaborazione con AIFA) ”
Destinatario istituzionale
Istituto Superiore di Sanità
Coordinatore scientifico di progetto
VINCENZO BRONTE
Istituto Oncologico Veneto IOV, Padova
U.O.2 – Luca Battistini
Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Rete nazionale solidale e relazioni internazionali ”
Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – Istituto Oncologico Veneto (IOV), Padova – Vincenzo Bronte
U.O. 2 – Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma – Luca Battistini
U.O. 3 – Istituto Clinico Humanitas IRCCS, Rozzano (MI) – Antonella Viola
BASE DI PARTENZA E RAZIONALE
Da tempo è nota la stretta connessione fra infiammazione e cancro. Studi
epidemiologici indicano che l’infiammazione cronica predispone verso diverse
forme neoplastiche a carico del colon, prostata, fegato e l’uso di farmaci antinfiammatori
non steroidei può conferire una protezione all’insorgenza dei
tumori. La comunicazione tra tumori e cellule infiammatorie avviene attraverso
un complesso circuito di mediatori pro-infiammatori comprendenti
citochine, chemochine e metaboliti; questa risposta proinfiammatoria può
essere innescata e mantenuta, nelle stesse cellule tumorali, dall’attivazione di
alcuni oncogèni (ad es. RET). Abbiamo di recente dimostrato che il tessuto
tumorale è infiltrato da linfociti T citotossici differenziati che tuttavia non
controllano la crescita tumorale e non rispondono ai classici stimoli di attivazione
a causa degli elevati livelli di perossinitriti nell’ambiente tumorale, la cui
produzione dipende dall’attività di due enzimi, arginasi (ARG) e ossido nitrico
sintetasi (NOS), entrambi iper-espressi in diversi tumori umani, sia all’interno
delle stesse cellule neoplastiche che nell’infiltrato mielomonocitario.
Inibendo l’attività di ARG e NOS è stato possibile recuperare la funzionalità
dei linfociti tumore-specifici, sia nel tessuto tumorale umano sia in
modelli tumorali murini (colon, mammella, prostata). Questo studio ha,
quindi, identificato un nuovo e cruciale meccanismo di immunosoppressione
mediato dal tumore ed apre la strada a nuove strategie terapeutiche. Con questo
obiettivo in mente, abbiamo valutato una nuova classe di farmaci in grado
di influire sul metabolismo dell’arginina che hanno mostrato profili di sicurezza
soddisfacenti nei trials clinici di fase I/II. Al fine di ridurre la tossicità
gastrointestinale dei convenzionali farmaci anti-infiammatori non steroidei,
questi ultimi sono stati coniugati con un gruppo donatore di ossido nitrico
(NO). Abbiamo riscontrato che la somministrazione orale di uno di questi
nuovi composti, la nitro-aspirina, ha normalizzato lo stato immunitario dell’ospite
portatore di tumore, aumentando il numero e la funzionalità di linfociti
T tumore-antigeni specifici, ed incrementando l’efficacia terapeutica della
vaccinazione antitumorale.
Questi studi hanno mostrato, per la prima volta, che un approccio farmacologico
è in grado d’interferire con i meccanismi usati dai tumori per sopprimere
i linfociti T, rimuovere il blocco che li rende inattivi e ripristinare la loro
capacità di reagire agli antigeni tumorali.
Sulla base della nostra scoperta, riteniamo quindi che farmaci in grado di
controllare ARG e/o NOS possano essere utili come adiuvanti in approcci
immunoterapeutici contro il cancro, in quanto capaci di ricreare un ambiente
adatto per l’attività del sistema immunitario. La nitroaspirina, tuttavia, ha
686 2008

ONCO06.1 – Sviluppo di nuovi farmaci capaci di alterare il microambiente tumorale e…
mostrato alcuni limiti che non consentono di pensare ad un suo trasferimento
clinico: non è in grado, ad esempio, di correggere la mancata risposta dei
linfociti T umani infiltranti il tumore prostatico in organo-colture in vitro.
Abbiamo, pertanto, sviluppato nuove piccole molecole in grado di interferire
con l’attività degli enzimi indicati in precedenza e recuperare la funzionalità
dei linfociti tumore-specifici in vitro. Dopo uno screening iniziale su
cellule immunitarie murine, almeno due nuove molecole che hanno mostrato
proprietà anti-immunosoppressive sono state testate in esperimenti con colture
d’organo prostatiche umane. È interessante notare come, in contrasto
alla NO-aspirina, che era inefficace sui tessuti neoplastici umani, almeno due
dei nuovi composti siano risultati attivi anche in colture d’organo di cancro
alla prostata.
OBIETTIVI
Lo scopo principale del presente progetto è quello di definire le attività
biologiche, i meccanismi d’azione e le possibili sinergie fra nuove molecole
di sintesi in grado di alterare lo stato infiammatorio mantenuto dalla crescita/
progressione neoplastica e responsabile dell’inibizione della risposta
antitumorale dei linfociti T tumore-specifici. In particolare, intendiamo
valutare estesamente l’efficacia in vivo e gli eventuali effetti collaterali di
queste nuove molecole immunomodulatrici, da sole o in combinazione con
farmaci attivi su oncogèni proinfiammatori. Questi composti posseggono un
gruppo furossano legato tramite un ponte estere al gruppo carbossilico
dell’aspirina o dell’acido salicilico. I derivati del furossano 1,2,5-oxadiazole
2-oxide (furazan N-oxide) sono capaci di rilasciare NO quando vengono
incubati in soluzione fisiologica con i tioli. Nelle cellule e nei tessuti questo
potrebbe avvenire grazie all’azione di alcuni enzimi. L’ammontare del rilascio
di NO può essere modulato in relazione alla natura dei sostituenti presenti
sull’anello furossanico.
L’obiettivo traslazionale nell’ambito del programma “ Alleanza contro il
cancro ” è quello di avviare i farmaci più promettenti alla sperimentazione clinica
entro 3 anni, un obiettivo alla portata dei gruppi partecipanti. Questo
studio potrebbe definire una nuova classe di adiuvanti specifici per l’immunoterapia
contro il cancro, un’esigenza avvertita dalla comunità scientifica internazionale
come fondamentale per traghettare l’immunoterapia verso l’applicazione
clinica.
Le molecole suddette sono state sviluppate grazie ad una collaborazione
stretta tra IOV, Istituto Humanitas e Dipartimento di scienza e tecnologia del
farmaco dell’Università di Torino. Le molecole saranno tutelate da brevetto
entro pochi mesi e, pertanto, rappresenteranno un prodotto unico nel panorama
farmacologico internazionale. Accanto a questi composti, intendiamo
valutare l’azione di inibitori di oncogèni studiati dai gruppi afferenti all’Istituto
Superiore di Oncologia (ISO), con lo scopo di valutare se, alterando programmi
trascrizionali controllati da oncogèni, sia possibile influire sullo stato
infiammatorio tumore-associato ed esplorare possibili sinergie tra questi
nuovi composti.
2008 687

Sezione III: Attività per progetti
L’obiettivo principale si articola in una serie di obiettivi secondari definiti
di seguito:
– Obiettivo 1. Progettazione, sintesi e modulazione strutturale di nuovi
farmaci NO-donatori e loro caratterizzazione chimico-fisica e funzionale sia
in vitro che in vivo.
Azione 1a: Valutazione dell’azione di farmaci NO-donatori sui meccanismi
soppressori indotti in modelli sperimentali murini di crescita neoplastica.
Azione 1b: Valutazione dell’azione di farmaci NO-donatori sull’attività di
linfociti T infiltranti il tumore in colture d’organo di tumori umani (prostata e
colon).
Azione 1c: Caratterizzazione delle modifiche fenotipiche e funzionali
apportate da farmaci NO-donatori a popolazioni cellulari umane e murine
appartenenti all’immunità innata ed acquisita.
Azione 1d: Analisi dell’azione di farmaci NO-donatori sull’angiogenesi
tumore-indotta e sulla permeabilità dei vasi tumorali a proteine plasmatiche e
cellule infiammatorie.
– Obiettivo 2. Nuove terapie biologiche integrate: studi in vitro ed in vivo.
Azione 2a: Valutazione in colture tumorali d’organo di inibitori di
oncogèni: studio dell’azione sul microambiente infiammatorio tumorale.
Azione 2b: Studio di inibitori sintetici di oncogèni in associazione con
farmaci NO-donatori: analisi di potenziali effetti sinergici in vitro ed in
modelli tumorali sperimentali.
RISULTATI ATTESI
I nostri studi serviranno a definire l’azione, gli effetti collaterali e le
modalità di somministrazione di nuovi composti che alterano, nel loro complesso,
l’ambiente pro-infiammatorio ed immunosoppressivo indotto dal
tumore, agendo su vie metaboliche od oncogèni che rivestono un ruolo determinante
in questo processo. Nel corso degli studi, inoltre, saranno definiti
aspetti non secondari come la valutazione degli effetti dei farmaci su popolazioni
cellulari circolanti nel sangue, sulle cellule endoteliali, sulle cellule che
compongono lo stroma tumorale, sulla risposta linfocitaria anti-tumorale e
su diversi bersagli molecolari. Questi dati serviranno, da una parte, a comprendere
i meccanismi d’azione ed i reali bersagli dell’azione farmacologica
in vivo e, dall’altra, porteranno a comprendere meglio quali categorie di
pazienti potrebbero beneficiare del trattamento con i nuovi composti.
Quando si considera l’immunoterapia dei tumori, il problema dell’immunosoppressione
indotta dal tumore deve essere tenuto nella dovuta considerazione.
Diverse strategie sono esplorate al momento per sovvertire o mitigare
l’energia e la tolleranza indotta dalla crescita neoplastica e le industrie stanno
attivamente investendo in questo settore della ricerca. Inoltre, molti ricercatori
percepiscono questo aspetto come fondamentale per l’ulteriore sviluppo
di strategie efficaci di immunoterapia attiva e passiva. Adiuvanti convenzionali
attualmente usati per favorire la fase di “ priming ” della risposta immune
verso antigeni diversi, compresi quelli tumorali, non sono selettivi ed il loro
688 2008

ONCO06.1 – Sviluppo di nuovi farmaci capaci di alterare il microambiente tumorale e…
uso nella terapia potrebbe avere conseguenze inattese nel paziente. Il nostro
approccio, invece, tende a potenziare la risposta immune antitumorale specifica,
pre-esistente o innescata nel paziente mediante la vaccinazione o il trasferimento
cellulare adottivo.
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 e traslazionale,
quali quelli del presente progetto, lo strumento principale e comunemente
accettato per la verifica della qualità dei risultati sperimentali è dato dal giudizio
di revisori internazionali, a seguito di pubblicazioni scientifiche su riviste
nazionali ed internazionali, oltre che da resoconti avuti a seguito di partecipazioni
a congressi.
Quando possibile, i risultati originati da questa ricerca saranno trasferiti
al sistema sanitario nazionale. Si prevede di poter brevettare diversi composti
attivi e promuovere anche la creazione di Aziende Start up che possano sviluppare
ulteriormente queste ricerche e perseguire la loro traslazione clinica.
Un altro obiettivo raggiungibile, che sarà fattivamente perseguito dalle Unità
operative al termine della sperimentazione, è la messa a punto di uno studio
clinico di fase I/II. Gli aspetti socio-economici di questo progetto sono evidenti
e si presume rilevanti, traducendosi nella definizione di nuove terapie
per il cancro basate su “ small molecules ” ma anche nella selezione di pazienti
che meglio possono rispondere a questi trattamenti.
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 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 neoplastiche.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 2 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
2008 689

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 2 – Fondazione Santa Lucia
Luca Battistini
CONTRIBUTO SPECIFICO FORNITO AL PROGETTO
Alla Fondazione Santa Lucia siamo equipaggiati con i più moderni citofluorimetri
in grado di misurare fino a 13 parametri su ogni singola cellula,
consentendo quindi lo studio dettagliato delle diverse popolazioni cellulari
anche nel caso di numeri esigui di cellule isolate da tessuti. La nostra area di
expertise riguarda lo studio della risposta linfocitaria e la sua regolazione in
soggetti sani e in pazienti affetti da patologie autoimmmuni e neoplastiche.
In questo progetto la nostra tecnologia verrà utilizzata per analizzare le
caratteristiche fenotipiche e funzionali delle cellule infiltranti i tumori prostatici
nell’uomo e nel topo, parallelamente allo studio dei leucociti circolanti.
Inoltre sarà valutata l’azione di nuove molecole antinfiammatorie (farmaci
NO-donatori) sul fenotipo e la funzione dei leucociti.
Studio del fenotipo
a) Markers del differenziamento linfocitario: l’infiltrato tumorale linfocitario
verrà caratterizzato per valutare il potenziale citotossico dei linfociti e
per misurare il livello di differenziamento raggiunto.
b) Capacità migratorie: verrà analizzato il pannello delle integrine e dei
recettori per le chemochine espresse dalle cellule infiltranti il tumore.
c) Espressione di recettori NK: studi preliminari hanno mostrato che nei
linfociti tumore-specifici è aumentata l’espressione di recettori inibitori NK.
Studi funzionali
L’efficacia delle nuove molecole antinfiammatorie verrà valutata misurandone
l’abilità di recuperare la funzionalità dei linfociti tumore-specifici in vitro.
a) Stato di attivazione: verrà studiata l’induzione dell’espressione di
markers di attivazione linfocitaria.
b) Produzione di citochine: il pannello di citochine indotte dall’attivazione
linfocitaria verrà valutata mediante marcatura intracellulare.
c) Potenziale citotossico: verrà misurata la citotossicità nei confronti di
linee tumorali umane e murine.
d) Proliferazione cellulare in seguito ad attivazione policlonale.
METODOLOGIA
Campioni biologici: i campioni biologici umani e murini saranno ottenuti
dalle altre Unità Operative (Milano e Padova). I campioni di sangue verranno
prelevati da pazienti affetti da tumore della prostata e da un gruppo di soggetti
sani di controllo, previa somministrazione del modulo di consenso informato.
Le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) verranno isolate
690 2008

ONCO06.1 – Sviluppo di nuovi farmaci capaci di alterare il microambiente tumorale e…
mediante centrifugazione su gradiente discontinuo di densità (Ficoll-hypaque).
Il sangue eparinizzato prelevato dai pazienti verrà diluito con 1 volume
di terreno di coltura RPMI e stratificato lentamente su Ficoll-hypaque; dopo
centrifugazione per 30 minuti a 660xg, le cellule mononucleate verranno raccolte
dall’interfaccia del gradiente e lavate tre volte in RPM1 centrifugando
nuovamente a 430g per 10 minuti. Per ciascuna marcatura verranno utilizzate
0.5×10 6 PBL, in un volume finale di 100 ml.
Preparazione e marcatura delle cellule – Gli anticorpi monoclonali, coniugati
con i fluorocromi appropriati, verranno aggiunti alle concentrazioni ottimali
predeterminate, e le cellule saranno incubate a 4°C per 20-30 minuti. Le
cellule verranno quindi lavate due volte, risospese in PBS, e passate al citofluorimetro
per l’analisi.
Analisi citofluorimetrica – L’analisi dei campioni verrà effettuata su citofluorimetri
FACSCanto (Becton Dickinson), Cyan e su Sorter MoFlo (Dako),
utilizzando il software Summit e FlowJo (TreeStar) per la compensazione
multiparametrica. Per ogni campione verranno selezionati da 10.000 a
100.000 linfociti in base a criteri di dimensione (FSC) e di granulosità (SSC).
Anticorpi – Verranno utilizzati i seguenti anticorpi:
a) Markers del differenziamento linfocitario: CD45RO, CD45RA, CD62L,
CD27, CD11a, CCR7, CD7, perforina (uomo); CD44, CD27, CD62L, CD11a,
Ly-6C/G, perforina (topo).
b) Capacità migratorie: integrine: a1-6, b1, b7, CD103, CD104, CD11b,
CD11c, CD11d, PSGL-1; recettori per le chemochine: CCR1-9, CXCR1-6
(uomo); a4, b1, b7, CD103, CD11b, CD11c, CCR5, CXCR4, CCR2 (topo).
c) Espressione di recettori NK: p50.3, p58.1, p58.2, p70, NKG2a, NGK2C,
CD16, NKG2D, NKAT, NKp30, NKp44, ILT2 (uomo); NK1.1, CD16, LY49
(topo).
d) Stato di attivazione: CD25, CD69, CD137, CD39, FoxP3 (uomo e topo).
e) Produzione di citochine: IFNg, TNF-a (uomo e topo).
f) Potenziale citotossico: perforina, CD107a (uomo e topo).
Questi anticorpi sono coniugati con i seguenti fluorocromi: fluorescein
isothiocyanate (FITC), Phycoerythrin (PE), PE-Cy5, PE-Cy5.5, PE-TxRed,
PE-Cy7, Allophycocyanin (APC), APC-Cy5.5, APC-Cy7, Pacific Blue, Pacific
Orange.
Attivazione cellulare – Verrà misurata l’induzione dell’espressione di CD25,
CD69, CD137 e CD39 in seguito ad attivazione policlonale con aCD3 e aCD28
solubile.
Produzione di citochine – Le cellule verranno stimolate per 6 ore con PMA
e ionomicina o con aCD3 e aCD28, aggiungendo brefeldina nelle ultime 4 ore
di incubazione. Verranno poi eseguite le marcature di superficie, e le cellule
verranno fissate con 2% paraformaldeide. In seguito ad incubazione con gli
anticorpi anti-citochina diluiti in saponina 0,5%, le cellule verranno analizzate
al FACS.
2008 691

Sezione III: Attività per progetti
Proliferazione cellulare – Questi saggi verranno condotti in due modi: (a)
mediante uno standard “ proliferation assay ”, in cui viene misurata l’incorporazione
di timidina da parte di cellule proliferanti; (b) mediante colorazione
delle cellule proliferanti con CFDA, un colorante che si fissa sulle membrane
cellulari, e che permette di seguire il numero di divisioni cellulari in quanto
dopo la mitosi le cellule contengono la metà del colorante iniziale e quindi la
loro fluorescenza è la metà di quella di partenza.
Studio citotossicità – Le cellule target (CT26, MBL-2, e P815 murine) vengono
colorate con CFSE e incubate con le cellule effettrici per 4 h a 37°C. I
campioni vengono poi marcati con 7-AAD. La lisi specifica è calcolata applicando
la seguente formula:
100 × (% Sample Lysis – % Basal Lysis)
% of Specific Lysis =
100 – % Basal Lysis
Gruppo di ricerca di Neuroimmunologia
Luca Battistini
Contributo specifico fornito al progetto
L’Unità di neuroimmunologia effettuerà gli studi funzionali sui campioni
ottenuti dalle altre Unità Operative. In particolare, verranno effettuati saggi di
proliferazione cellulare in seguito ad attivazione policlonale, saggi di citotossicità
contro linee tumorali e verrà determinato il profilo citochinico dei linfociti
tumore-specifici.
Metodologia
Produzione di citochine – Le cellule verranno stimolate per 6 ore con PMA
e ionomicina o con aCD3 e aCD28, aggiungendo brefeldina nelle ultime 4 ore
di incubazione. Verranno poi eseguite le marcature di superficie, e le cellule
verranno fissate con 2% paraformaldeide. In seguito ad incubazione con gli
anticorpi anti-citochina diluiti in saponina 0,5%, le cellule verranno analizzate
al FACS.
Proliferazione cellulare – Questi saggi verranno condotti in due modi: (a)
mediante uno standard “ proliferation assay ”, in cui viene misurata l’incorporazione
di timidina da parte di cellule proliferanti; (b) mediante colorazione
delle cellule proliferanti con CFDA, un colorante che si fissa sulle membrane
cellulari, e che permette di seguire il numero di divisioni cellulari in quanto
dopo la mitosi le cellule contengono la metà del colorante iniziale e quindi la
loro fluorescenza è la metà di quella di partenza.
Studio citotossicità – Le cellule target (CT26, MBL-2, e P815 murine) vengono
colorate con CFSE e incubate con le cellule effettrici per 4 h a 37°C. I
campioni vengono poi marcati con 7-AAD.
692 2008

ONCO06.1 – Sviluppo di nuovi farmaci capaci di alterare il microambiente tumorale e…
Gruppo di ricerca di Citofluorimetria
Giovanna Borsellino
Contributo specifico fornito al progetto
L’unità di Citofluorimetria effettuerà le analisi di citofluorimetria multiparametrica
sui campioni di cellule infiltranti i tumori prostatici umani e
murini ottenuti dalle altre Unità Operative. Saranno utilizzati anticorpi diretti
contro oltre 200 antigeni di superficie ed intracellulari coniugati con 11
diversi fluorocromi. Sarà quindi possibile catterizzare nel dettaglio il fenotipo
e le caratteristiche funzionali dei linfociti tumore-specifici.
Metodologia
Analisi citofluorimetrica – L’analisi dei campioni verrà effettuata su 3
diversi citofluorimetri: MoFlo (Dako):13 parametri su singola cellula; Cyan
(11 parametri) e FACSCanto (8 parametri). I dati verranno analizzati con
FlowJo.
Anticorpi:
a) Markers del differenziamento linfocitario: CD45RO, CD45RA, CD62L,
CD27, CD11a, CCR7, CD7, perforina (uomo), CD44, CD27, CD62L, CD11a, Ly-
6C/G, perforina (topo).
b) Capacità migratorie: integrine: a1-6, b1, b7, CD103, CD104, CD11b,
CD11c, CD11d, PSGL-1; recettori per le chemochine: CCR1-9, CXCR1-6
(uomo); a4, b1, b7, CD103, CD11b, CD11c, CCR5, CXCR4, CCR2 (topo).
c) Espressione di recettori NK: p50.3, p58.1, p58.2, p70, NKG2a, NGK2C,
CD16, NKG2D, NKAT, NKp30, NKp44, ILT2 (uomo); NK1.1, CD16, LY49
(topo).
d) Stato di attivazione: CD25, CD69, CD137, CD39, FoxP3 (uomo e topo).
e) Produzione di citochine: IFNg, TNF-a (uomo e topo).
f) Potenziale citotossico: perforina, CD107a (uomo e topo).
Questi anticorpi sono coniugati con i seguenti fluorocromi: FITC PE,
PE-Cy5, PE-Cy5.5, P13-TxRed, PE-Cy7, APC, APC-Cy5.5, APC-Cy7, Pacific
Blue, Pacific Orange.
2008 693

ONCO06.2 – QUALITÀ DI VITA E ICF
IN PAZIENTI ONCOLOGICI
Progetto afferente al Programma 1: “ Riduzione delle disparità
nell’accesso dei pazienti ai mezzi diagnostici e alle terapie
Destinatario istituzionale
Istituto Superiore di Sanità
Coordinatore scientifico di progetto
GIUSEPPINA MAJANI
IRCCS Fondazione Maugeri, Pavia
U.O.5 – Carlo Caltagirone
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Rete nazionale solidale e relazioni internazionali ”
Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O. 1 – IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologna – Stefano Ferrari
U.O. 2 – IRCCS Istituto Clinico Humanitas, Rozzano (MI) – Armando Santoro
U.O. 3 – IRCCS IDI, Roma – Damiano Abeni
U.O. 4 – ASL Pavia, Dipartimento ASSI – Pietro Perotti
U.O. 5 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Roma – Carlo Caltagirone
U.O. 6 – IRCCS Fondazione S. Maugeri, Pavia – Ines Giorgi
U.O. 7 – IRCCS Fondazione S. Maugeri, Pavia – Danilo Miotti
U.O. 8 – IRCCS Fondazione S. Maugeri, Pavia – Pietro Preti
U.O. 9 – IRCCS Fondazione S. Maugeri, Pavia – Giuseppina Majani
U.O.10 – Istituto Superiore di Sanità, Roma – Raffaella Bucciardini
U.O.11 – FAVO, Roma – Elisabetta Iannelli
DESCRIZIONE DEL PROGETTO
Precedenti conoscenze disponibili sull’argomento
Allo stato attuale delle conoscenze, la valutazione della Qualità della Vita
(QdV) in ambito oncologico può contare su un’ampia gamma di strumenti di
rilevazione sia generici che specifici [1] . Complessivamente, i dati riportati in
letteratura forniscono un quadro esaustivo dell’impatto che la malattia oncologica,
nelle sue molteplici declinazioni, ha sulla vita dei pazienti, anche in
rapporto alle numerose variabili cliniche e socioanagrafiche considerate. A
ciò si aggiunge la più recente attenzione per i correlati psicopatologici della
malattia (ad es. distress emozionale e depressione) che possono significativamente
modulare la QdV soggettivamente percepita e interferire con la motivazione
alle terapie [2] . Inoltre è noto che il coinvolgimento emotivo del personale
sanitario è rilevante nella gestione del paziente oncologico, e ha implicazioni
per il benessere dei pazienti oltre che degli operatori stessi.
1. Grassi L, Biondi M, Costantini A. Manuale pratico di psico-oncologia. Il pensiero
scientifico editore, Roma, 2003.
2. Hegel MT, Moore CP, Collins ED, Kearing S, Gillock KL, Riges RL, Clay KF, Ahles
TA. Distress, psychiatric syndromes and impairment of function in women with
newly diagnosed breast cancer. American Cancer Society, 2006.
Quali informazioni il progetto si prefigge di aggiungere
alle conoscenze già disponibili
L’ICF (International Classification of Functioning Disability and Health
dell’OMS – 2001) ha sancito l’importanza di una visione ad ampio spettro della
vita di una persona, consentendo di cogliere, descrivere e classificare ciò che
può verificarsi in relazione ad una condizione di salute dell’individuo rispetto a
se stesso e alla collettività e non soltanto rispetto al quadro funzionale o alla
percezione soggettiva di benessere. Il panorama scientifico e clinico richiama
696 2008

ONCO06.2 – Qualità di vita e ICF in pazienti oncologici
l’attenzione sui forti legami concettuali tra QdV e ICF, sottolineando l’utilità che
può derivare dalla loro sinergia in termini di qualità assistenziale, valutazione
dei bisogni e ottimizzazione delle risorse. Il progetto si prefigge di offrire una
lettura multicomponenziale della condizione dei pazienti oncologici con particolare
riferimento all’impatto di malattia e terapie sulla reale vita quotidiana e
sulla partecipazione sociale, domini in cui la ricerca deve ancora crescere.
OBIETTIVO PRINCIPALE
Lo scopo prioritario è quello di verificare l’applicabilità del modello ICF
in ambito oncologico e il suo valore aggiunto rispetto alle tradizionali valutazioni
di QdV. In secondo luogo si propone di evidenziare aree di benessere e
fonti di problematicità con particolare riferimento alle componenti dell’ICF
“ Attività e Partecipazione ” che costituiscono una importante e innovativa
svolta nel panorama delle valutazioni funzionali del paziente. Ad esempio,
l’impatto delle diverse diagnosi sui domini della vita sociale, o l’influenza di
variabili quali l’età, il sesso e lo stato civile sulla QdV percepita con particolare
enfasi su pazienti giovani (Contributo Specifico 1). Analogamente verrà valutato
l’impatto delle procedure chirurgiche sul benessere e sulla partecipazione
sociale in pazienti sottoposte ad intervento chirurgico per carcinoma mammario
(Contributo Specifico 6). Ulteriore oggetto di studio sarà la valutazione
dell’impatto di adeguate terapie analgesiche sulla QdV di pazienti con malattia
oncologica avanzata (Contributo Specifico 7).
Lo studio si propone anche di mettere in luce “ Barriere e facilitatori ” che il
paziente incontra nel suo ambiente e tra i quali l’ICF annovera non solo realtà
oggettive, ma anche atteggiamenti legati a norme, valori e convinzioni che
influenzano il comportamento individuale e la vita sociale a tutti i livelli. Il Contributo
Specifico 4 fornirà dati sulle componenti del benessere globale del
paziente neoplastico assistito a domicilio. Il Contributo Specifico 5 ha come
obiettivo peculiare il verificare se, in pazienti anziani oncologici con diagnosi di
disturbo depressivo maggiore o minore, la qualità della vita migliori in maniera
statisticamente significativa durante 18 mesi di follow up. Il progetto è completato
da un approccio valutativo al personale sanitario coinvolto nella cura di
pazienti con linfoma o melanoma cutanei (Contributi Specifici 3 e 9) e dall’attivo
coinvolgimento del volontariato (Contributo Specifico 11).
Tutti i dati dello studio andranno a costituire il primo dataset ICF QdV
italiano su una casistica di pazienti oncologici la cui ampiezza renderà possibili
analisi statistiche dettagliate (Contributo Specifico 10).
In sintesi l’obiettivo è ottenere una fotografia stratificata per variabili cliniche
e socioanagrafiche del paziente oncologico in varie fasi e tipologie attraverso
una chiave di lettura in grado di cogliere l’impatto della malattia e delle
terapie sulla vita reale. Lo studio potrebbe fornire una stima della misura in
cui i modelli assistenziali osservati già soddisfano i bisogni connessi alla tutela
della qualità della vita, al di là dei criteri di funzionalità fisica e psicologica.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 5 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
2008 697

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 5 – IRCCS Fondazione Santa Lucia
Carlo Caltagirone
CONTRIBUTO SPECIFICO FORNITO AL PROGETTO
I disturbi psichici nei soggetti in età geriatrica non sono necessariamente
conseguenza del processo dell’invecchiamento. La loro valutazione,
tuttavia, dovrebbe essere un passo obbligato nella gestione del paziente
anziano in quanto essi determinano un’alterazione nel funzionamento fisico
e sociale dei soggetti e della loro qualità della vita. I trattamenti oggi disponibili
sono in grado di determinare una significativa riduzione della sintomatologia
e della disabilità correlata allo stato depressivo. Questo, però,
accade solo in funzione di una corretta valutazione diagnostica sia del disagio
psichico che della qualità della vita. Sfortunatamente, una valutazione
obiettiva nel paziente anziano spesso non è effettuata correttamente in
quanto i sintomi somatici, ivi compreso il dolore somatoforme, derivati
direttamente dalla malattia psichica sono confusi con sintomi fisici dovuti
alle comorbidità e viceversa. Nonostante sia un dato acquisito che lo stato
depressivo influenzi la morbidità e la mortalità dei soggetti anziani – in particolare
di coloro che soffrono di patologie neoplastiche – i disturbi depressivi
sono ancora oggi troppo spesso misconosciuti o poco diagnosticati e
raramente trattati in questa fascia di popolazione.
Recentemente è stato messo in luce come il disturbo depressivo sia un
fattore di rischio significativo ed indipendente per lo sviluppo di malattie
cerebro- e cardio-vascolari nell’anziano. Poco o nulla però è stato valutato
nei pazienti oncologici anziani. Questo deve essere considerato un importante
problema socio-sanitario in quanto con l’invecchiamento della popolazione
nei paesi occidentali si assiste ad un incremento di incidenza delle
patologie neoplastiche. In particolare, oltre il 63% di tutti i tumori si manifestano
nella popolazione ultrasessantenne. Fino a qualche anno fa questi
pazienti erano automaticamente esclusi dai principali protocolli terapeutici
mentre lo sviluppo della oncologia geriatrica ha chiaramente dimostrato
la possibilità di assicurare un congruo trattamento antineoplastico
anche in pazienti anziani. Accettata da parte della classe medica la necessità
di trattamento dei principali tumori nel paziente anziano, l’attenzione
si è oggi focalizzata sulla comorbidità, sia indotta dal tumore (secondaria)
che presente indipendentemente dal tumore (primaria). La depressione sta
emergendo come una delle comorbidità a più elevata prevalenza che
influenza sia la morbidità che la mortalità dei pazienti anziani affetti da
cancro.
Posto che il trattamento antidepressivo possa essere efficace sulla sintomatologia
depressiva anche nei pazienti con patologia neoplastica, rimane aperta
la questione della qualità della vita. È altresì cruciale la questione se nonostante
la remissione della sintomatologia psichica la qualità della vita dei pazienti
migliori significativamente permettendo il mantenimento dell’autosufficienza.
698 2008

ONCO06.2 – Qualità di vita e ICF in pazienti oncologici
L’endpoint primario dello studio è quello di verificare se, in pazienti
anziani oncologici con diagnosi di disturbo depressivo maggiore o minore, la
qualità della vita migliori in maniera statisticamente significativa durante 18
mesi di follow-up. Il primo endpoint secondario dello studio è quello di valutare
se il trattamento antidepressivo favorisca l’abbattimento della sintomatologia
depressiva in pazienti oncologici anziani durante il follow-up. Il secondo
endpoint secondario è quello di valutare l’andamento del deficit cognitivo globale
durante il follow-up.
METODOLOGIA
Popolazione oggetto di studio – Cento pazienti con diagnosi di carcinoma
della mammella (staging IIB-IV), carcinoma del colon (staging IIB-IIIB), carcinoma
prostatico ormonosensibile (staging IIB-IV), carcinoma polmonare
(staging II-IIIA) o carcinoma della laringe (staging IIB-IV) con o senza comorbidità
per diagnosi di disturbo depressivo maggiore o minore secondo i criteri
del DSM-IV-TR verranno valutati con l’intervista clinica strutturata SCID-P e
verranno inclusi nel progetto. Tutti i pazienti dovranno avere una età maggiore
di 55 anni e sottoscriveranno un consenso informato che specificherà i
metodi e le procedure dello studio.
Disegno dello studio – Il disegno dello studio è di tipo osservazionale longitudinale.
Tutti i pazienti inclusi verranno seguiti in accordo alle procedure
sotto specificate:
Baseline (Giorno 0):
– Diagnosi tumorale con stadiazione;
– Diagnosi psichiatrica con intervista clinica strutturata (DSM-IV – SCID-P);
– Valutazione della qualità della vita (EORTIC QL 30);
– Valutazione della sintomatologia depressiva (BDI);
– Valutazione della sintomatologia ansiosa di stato e di tratto (STAI Y1 e Y2);
– Valutazione della fatica (FS);
– Valutazione della capacità di riconoscere ed esprimere le emozioni
(TAS-20);
– Valutazione del deficit cognitivo globale e delle capacità attentive
(MMSE, Stroop test);
– Valutazione delle attività basiche della vita quotidiana (ADL);
– Valutazione della comorbidità medica (CIRS).
I follow-up (1 mese):
– Valutazione con BDI, STAI, FS, TA S-20, MMSE, Stroop, ADL.
II follow-up (3 mesi):
– Valutazione con BDI, STAI, FS, TA S-20, MMSE, Stroop, ADL.
III follow-up (6 mesi):
– Diagnosi tumorale con stadiazione;
– Diagnosi DSM-IV, EORTIC QL 30, valutazione con BDI, STAI, FS,
TAS-20, MMSE, Stroop, ADL.
2008 699

Sezione III: Attività per progetti
IV follow-up (12 mesi):
– Diagnosi tumorale con stadiazione;
– Diagnosi DSM-IV, EORTIC QL 30, valutazione con BDI, STAI, FS,
TAS-20, MMSE, Stroop, ADL.
V follow up (18 mesi):
– Diagnosi tumorale con stadiazione;
– Diagnosi DSM-IV, EORTIC QL 30, valutazione con BDI, STAI, FS, TAS-20,
MMSE, Stroop, ADL.
Su un sottocampione della casistica valutata verranno somministrati i protocolli
previsti dallo studio generale: Cheeklist ICF, SF 12 ed EuroQoL –VAS.
Tutti i valutatori saranno addestrati per lo scopo presso l’IRCCS Fondazione
Santa Lucia fino a che non raggiungeranno un accordo soddisfacente
(K di Cohen >0.80).
Intervento/i – Tutti i pazienti inclusi verranno trattati sul piano oncologico
seguendo le linee guida nazionali. Tutti i pazienti con diagnosi DSM-IV-TR di
disturbo depressivo maggiore o minore verranno trattati con farmaci antidepressivi
seguendo le linee guida internazionali per il trattamento del disturbo
depressivo.
Indicatori la valutazione – Gli indicatori per la valutazione dei risultati
saranno:
1) Inclusione nello studio di tutti i pazienti entro i primi 6 mesi dall’inizio
della ricerca.
2) Endpoint primario: valutazione del miglioramento della qualità della
vita durante i follow-up mediante test ANOVA per misure ripetute considerando
la variazione del punteggio del test per la qualità della vita (EORTIC Ql
30) come variabile dipendente e la diagnosi di disturbo depressivo (presente-non
presente) come variabile indipendente con sei livelli.
3) Primo endpoint secondario: valutazione del miglioramento della sintomatologia
depressiva mediante il test ANOVA per misure ripetute considerando
la variazione del punteggio del test per la depressione (BDI) come
variabile dipendente.
4) Secondo endpoint secondario: valutazione del miglioramento delle
performance cognitive mediante il test ANOVA per misure ripetute considerando
la variazione del punteggio del test MMSE e Stroop come variabile
dipendente.
5) Per verificare se la qualità della vita dei soggetti con diagnosi di depressione
maggiore o minore al baseline (giorno 0) sia differente da quella dei soggetti
che non soffrono di depressione verrà usato il test di Student per gruppi non
appaiati confrontando i punteggi del EORTIC QL 30 dei due gruppi al baseline.
6) Per verificare se alla fine del follow-up (18 mesi) la qualità della vita
dei soggetti che al baseline avevano una diagnosi di depressione maggiore o
minore sia differente da quella dei soggetti che non soffrivano di depressione
al vaseline, verrà usato il test di Student per gruppi non appaiati confrontando
i punteggi del BDI dei due gruppi alla fine dei follow-up.
700 2008

ONCO06.3 – PROSPECTIVE
AND RETROSPECTIVE OUTCOME STUDY
OF TUMOR PATIENTS IN RELATION TO ACUTE
ONCOLOGICAL DIAGNOSTIC
AND THERAPEUTIC INTERVENTIONS
AND TO REHABILITATION TREATMENTS
Progetto afferente al Programma Integrato di ricerca oncologica
“ Defining a model for rehabilitation of oncological patient:
multidisciplinary paths, traceability networks and innovative tools ”
Destinatario istituzionale
Fondazione Salvatore Maugeri
Responsabile scientifico di progetto
STEFANO PAOLUCCI
Fondazione Santa Lucia
U.O.2 – Stefano Paolucci
U.O.3 – Gianfranco Spalletta
Fondazione Santa Lucia
U.O.4 – Ugo Nocentini
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
LIST OF PARTICIPATING
U.O.1 – Agency of public health, Lazio Region, Roma – Domenico Di Lallo
U.O.2 – CESAR, Santa Lucia Foundation, Roma – Stefano Paolucci
U.O.3 – Neuropsychiatry Unit, Santa Lucia Foundation, Roma –
Gianfranco Spalletta
U.O.4 – Rehabilitation 3 rd Department, Santa Lucia Foundation, Roma –
Ugo Nocentini
DESCRIPTION OF THE PROJECT
What is already known on the subject
This project will contribute to the three objectives of the program. The
participating units will retrospectively evaluate the outcome of tumor patients
who have been diagnosed and treated in the setting of oncological hospital
departments in relation to the interventions of diagnosis and treatment performed.
Particular attention will be given to new or technologically complex
interventions looking for evidences linking these interventions to better outcomes
for the patient. The clinical and psychosocial evaluation of these persons
with tumors will allow a description of their needs and, consequently, a
definition of the network of health and social services necessary to satisfy
these needs. The patients will be recruited in ambulatory and residential rehabilitation
services and will be prospectively followed up in order to evaluate
their outcomes in relation to the characteristics of the rehabilitative interventions
performed. In particular the participating units will evaluate the role of
controlling mood and cognitive disturbances and of alimentary and caloric
intake as cofactors of effectiveness of physical rehabilitation. The pathways of
cancer patients within the network of social and health services will be
described with the aim of defining more appropriate interventions.
The increased availability of powerful diagnostic tools, of pharmacological,
radiotherapeutic and surgical interventions, has, with any likelihood,
determined an increase in the number of patients surviving to or with cancer.
However the introduction into clinical practice of these innovative interventions
is rather chaotic without a preventive conclusive evaluation of their efficacy.
Some of these new interventions, that are generally complex and rather
expensive, might therefore be ineffective and even dangerous. In the absence
of randomized clinical trial some evidence and suggestions on effectiveness of
innovative interventions (diagnostic and therapeutic) may be derived by
observational outcome studies. In these studies the outcome of specific
patients are evaluated in relation to the interventions carried out in a naturalistic
way during routine clinical work. The increased survival and the availably
of aggressive treatments suggests that rehabilitation has an increasing
new relevance in the management of tumor patients rendering the role of
rehabilitation services central in the network of hospital and territorial services
devoted to these patients. In functional recovery of patients with tumors
702 2008

ONCO06.3 – Prospective and retrospective outcome study of tumor patients in relation…
some suggestions are taken from rehabilitation of patients with neurological
diseases or with brain injuries or insults. In these patients like in tumor
patients functional recovery is possible learning alternative strategies of executing
specific neuromotor tasks. Learning new or restoring old functions are
complex neuromotor processes involving the most evoluted brain areas that
presupposes the integrity of cognitive functions. Moreover mood modifications
that can strongly interfere with the capacities of participating to rehabilitation
sessions, are frequently associated to the occurrence of cancer. This
psychic disorder can strongly interfere with the capacities of participating to
rehabilitation sessions thus limiting the potential efficacy of these interventions.
Metabolic balance is frequently impaired in tumor patients particularly
when increased caloric intakes are needed during physical exercise. For this
reason the effectiveness of physical rehabilitation might be reduced by insufficient
caloric supply.
– Musicco M, Caltagirone C et al. (2003) Arch Phys Med Rehabil 84(4): 551-558.
– Kuhn KG et al. (2005) Eur J Cancer 41(2): 216-224.
– van Weert E et al. (2005) J Psychosom Res 58(6): 485-496.
What the project adds to the information already available
The study of outcomes of diagnostic and therapeutic interventions will
give evidences about the efficacy of new treatments and diagnostic procedures
for tumor patients. The study might represent an attempt of technology
evaluation within the context of the routine clinical activity of the Italian
National Health System. The Project will consent to improve knowledge on
modalities of rehabilitative interventions, on psychic and cognitive measures
and on alimentary regimens that are associated with better outcomes for
tumor patients with functional impairments. This knowledge will be translated
into treatment protocols that have maximal potentiality of effectiveness
and of low cost benefit ratios. This outcome study will be able to individuate
some of the areas of medical behavior, in the process of diagnosis, treatment
and rehabilitation of tumor patients, characterized by high variability. The
knowledge of these areas is a necessary premise for improving clinical practice
since inappropriate medical behavior is expected to be frequently present
when medical behavior is highly variable.
OBJECTIVES
The main contribution of the project is to Obj.3 of the Integrated program
(Experimental studies) – The project evaluates the effectiveness of innovative
diagnostic and therapeutic interventions in persons with tumors, particularly
for those procedures that have been recently introduced into clinical practice
without and adequate preventive evaluation. A second primary objective of
the Project is to evaluate with an observational outcome study the efficacy of
multifactorial integrated rehabilitation procedures in tumor patients. The
studied intervention integrates the usual physical exercise with measures
2008 703

Sezione III: Attività per progetti
aimed to improve neurocognition, learning, mood disturbances and to obtain
an adequate alimentary supply. Besides to the usual long term outcomes of
disability, quality of life and survival we will consider also the continuity of
medical assistance of the patient by the family physician. Secondary aim of
the Project is to make apparent some uncertainty areas in the field of diagnosis,
treatment and rehabilitation of tumor patients that are worth to be investigated
with randomized controlled studies.
Further contribution is at Obj.1. – (Definition, testing and validating a
model for rehabilitative management of patient with cancer related impairment
and disability: appropriateness and cost effectiveness indicators.). The
Santa Lucia Foundation will provide in / outpatients path data for the general
DB.
Contribution to Integrated Programs Obj.2 (network for patient traceability)
– The Santa Lucia Foundation will also collaborate to provide data for the
Regional Surveys.
METHODS
The shared activities finalized to Obj.1 and Obj.2 of the program, will follow
the general methods, described in the coordinating project.
Patients/population – This project will consider consecutive patients
who have disabilities caused by cancer or present disabilities and cancer
and request a rehabilitation in a hospital where it is possible to integrate
physical exercise with cognitive rehabilitation, mood disturbances control
and with specific alimentary supply. These patients represent a population
of survivors to cancer with disabilities severe enough to request a rehabilitative
intervention.
Interventions – For each included patient will be registered the specific
diagnostic procedure and the treatment performed for the tumoral disease
with particular reference to timing of diagnostic and therapeutic interventions
and the use of complex and technological complex procedures. At
inclusion patients will be characterized in terms of physical and functional
impairment and of quality of life. All the included patients will experience a
specific physical rehabilitation intervention. Half of them will be randomly
assigned to be intensively screened for the presence of cognitive or of psychical
disturbances, and to be investigated for alimentary caloric and qualitative
intake imbalances or to be evaluated according to usual procedures.
Patients with cognitive impairment, psychical disturbances or inappropriate
alimentation will be further randomly assigned to be treated with specific
protocols of treatment or to follow usual treatments according to caring
physician preferences.
Indicators – The main outcome indicators will be disability and quality of
life. Scales of functional impairment and quality of life will be administered to
the patients at the beginning of the rehabilitation procedure and at discharge
from the hospital, generally after two months. The scores of these scales will
704 2008

ONCO06.3 – Prospective and retrospective outcome study of tumor patients in relation…
be categorized and different categories of outcome will be defined as good,
moderately good, slightly bad and bad. The different categories of outcome
will be examined in relation to the interventions eventually done. Six months
survival will also be considered as an outcome indicator.
Statistical analysis – Outcome studies are observational and for this reason
are particularly susceptible to bias. For this reason maximal attention will
be paid to confounding control, which might be achieved during statistical
analysis since no matching can be planned for this kind of studies. Associations
will be evaluated by means of binary logistic regression analyses or,
when appropriate for time dependent outcome variables, by means of survival
analysis with Cox’s proportional hazard model. These multivariable statistical
approaches allow calculation of estimates that accounts for all the covariates
of interest.
GENERAL TRANSFERIBILITY
AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS
This outcome study will produce evidences on the existence of causeeffects
relationship between disability status and diagnostic and therapeutic
procedures carried out in patients with tumors. Further evidences will be
derived on the efficacy in practice (effectiveness) of interventions on cognition,
mood and alimentation in improving the outcomes of tumor patients
undergoing rehabilitation for functional disabilities. The results obtained are
general and not particularistic and for this reason can be considered general
acquisition for the clinical practice. The potential impact of the results is relevant
since the study is focalized to a medical area where few scientific evidences
are available. The results might contribute to define standards for the
diagnosis, treatment and rehabilitation of tumor patients.
OUTPUT(S) OF THE PROJECT
At the end of study we will be able to prepare clinical protocols for the
diagnosis and treatment of tumor patients who request a rehabilitation intervention
for reducing their functional impairment. Within these protocols will
be reported the most reliable test to be used for the diagnostic work-up and
the modalities of intervention on mood, cognition and alimentation that are
more effective and amenable of hospital use.
MILESTONES ALONGSIDE THE PROJECT
The four units of the project will proceed at the same time along the different
phases of the research. The first step will be the definition of the final
protocol of the study with a precise description of the inclusion criteria and of
the examinations to be performed for every included patient (one month).
Once finalized the research protocol we will prepare the clinical record form
(CRF) for the collection of the information (one months). Once the CRF will
be prepared it will be possible to start with some small pilot studies to evalu-
2008 705

Sezione III: Attività per progetti
ate on the field the methodology and the instruments for the study (two
months). The recruitment of the patients will start on the fifth month from
the beginning of the study. Patients will be recruited for 28 months and the
study will be stopped after 30 months from the recruitment of the first
patient. The remaining two months will be devoted to the analysis of the data
and to the preparation of the final reports.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 2, 3, 4 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia.
706 2008

ONCO06.3 – Prospective and retrospective outcome study of tumor patients in relation…
U.O. 2 – Fondazione Santa Lucia – CESAR
Stefano Paolucci
Specific contribution of the unit to the project
Weight loss is an indicator of poor prognosis in cancer patients [McMahon
K et al. (1998) Semin Oncol 25: S20-S27]. Malnutrition and fatigue are
common problems in cancer and have been recognized to be important determinants
of outcomes of patients. In particular malnutrition is associated to
increased morbidity and mortality and decreased quality of life. Nutritional
disturbances occur early in the natural history of tumors and are already present
at diagnosis, when psychosocial issues may also adversely affect dietary
intake and proceed through treatment and recovery. Protein energy malnutrition
(PEM) is the most common secondary diagnosis in individuals diagnosed
with cancer, stemming from the inadequate intake and/or the reduced absorption
of macronutrients. Moreover malnutrition might be the consequence of
diagnostic and therapeutic procedures carried out and nutrition status can be
considered as an outcome in tumor patients. Good nutrition practices can
help cancer patients maintain weight and the body’s nutrition stores, offering
relief from nutrition impact symptoms and improving quality of life [American
Cancer Society: Nutrition for the Person with Cancer (2000)].
Early recognition and detection of risk for malnutrition through nutrition
screening is increasingly recognized as imperative in the development of standards
of quality of care in rehabilitation and oncology practices. Optimal
nutritional status is an important goal in the management of individuals diagnosed
with cancer. Whether patients are undergoing active therapy, recovering
from cancer therapy, or in remission and striving to avoid cancer recurrence,
the benefit of optimal caloric and nutrient intake is well documented
[McCallum PD (2000) Am Diet Ass 75(5): 843-854; Evidence based practice
guidelines for the nutritional management of cancer cachexia. Nutr Diet
(2006) 63: S5-S32].
Aim of this unit is: (a) to assess the frequency and severity of malnutrition
in relation to diagnostic and therapeutic procedures previously carried-out;
(b) to evaluate dietary needs during rehabilitation phase; (c) to assess the efficacy
of preventing and reversing nutrient deficiencies, drawing high-energy
and nutrient rich menu for food service hospital; (d) to develop nutritional
recommendations for caregivers and general practitioners at the discharge.
Methods
Patients/population: consecutive inpatients with cancer during rehabilitative
programs and intervention(s)/analytical procedures – Patients will be randomly
assigned to be intensively assessed on nutritional status or to follow the usual
investigational procedures. Nutritional screening and assessment will be performed
by means of: (a) nutritional risk screening tools validated for cancer
2008 707

Sezione III: Attività per progetti
patients; (b) anthropometric measures and indexes as triceps skinfold thicknesses
(TSF), mid upper arm circumference (MUAC), Body Mass Index
(BMI), unintentional weight loss; (c) biochemical and immunological parameters;
(d) bioelectrical impedance analysis (BIA) to evaluate Total Body Water,
Fat Free Mass and phase angle; (e) dietary intake will be investigated with a
food semi-quantitative questionnaire and weighted food intakes.
The results will be used to quantify patient’s intakes that will be compared
to the individual requirements. A score will be generated from the information
collected; nutritional needs and nutritional plan will be determined
according to the score. Patients with alimentary imbalances will be randomly
assigned to receive a diet specifically prepared for the individual requirements
or to receive alimentary recommendations. The rehabilitation service menu
will be adapted to provide suitable choices for patients requiring modification
of food consistencies or high-energy and nutrient dense diet.
The data collected at inclusion will be used to detect malnutrition and to
classify cancer patients as well nourished, at risk of malnutrition or malnourished
the nutritional status will be evaluated in relation to diagnostic and
therapeutic intervention received by the patient for the cancer.
At discharge, nutritional staff will provide to all cancer patients with customized
dietary plans, based on nutritional status, associated pathologies and
swallowing abilities. Family caregivers will receive information on the nutritional
value of foods and the possible use of oral supplements. Family caregivers
will be trained in correct feeding management and for monitoring body
weight and dietary intake. Specific dietary protocols will be developed for
general practitioners to integrate and validate the nutritional information
obtained from family caregivers.
Indicator(s) – Disability and quality of life at discharge and six months
survival.
Study design – Observational outcome study on the relationship of malnutrition
and diagnostic and therapeutic intervention on cancer. Randomized
controlled study on the efficacy of nutritional screening and of intensive
dietary intervention in cancer patients undergoing rehabilitation.
Statistical analysis – Rates of different outcomes according to different
interventions carried out will be compared with multivariable analyses in
order to account for all the covariates of interest.
708 2008

ONCO06.3 – Prospective and retrospective outcome study of tumor patients in relation…
U.O. 3 – Neuropsychiatry Unit
Gianfranco Spalletta
Specific contribution of the unit to the project
Mood disturbances are common in tumor patients and are generally considered
a reactive phenomenon. However it is now evident that mood disorders
and particularly depression is caused by and causes important biological
modifications at brain level. These modifications, characterized by reduced
trophism and newly generated neural cells when untreated tend to become
permanent inducing a chronic mood disorder that can negatively influence
the mental and somatic condition of the patient. Considering the high frequency
of mood and more generally psychical disorders and the possibility of
controlling these disturbances the psychical status of tumor patients is an
important outcome for these patients. Moreover even if it appears obvious to
think that depression might negatively condition the effectiveness of rehabilitative
interventions in tumor patients there are no formal studies that have
investigated the relationship between good mood control and outcomes of
rehabilitation. This unit will contribute to Project with an outcome study on
psychical status and diagnostic and therapeutic procedures in persons with
tumors and will evaluate the efficacy of intensive screening and treatment of
psychical disorders in tumor patients requesting rehabilitation interventions
who are intensively screening and treated for mood disorders (particularly
depression).
Methods
Patients – All the consecutive patients with diagnosis of breast cancer
(staging IIB-4), colorectal cancer (staging IIB-IIIB), prostate cancer (IIB-IV)
or lung cancer (II-IIIA) are eligible for the study. Patients will be seen in rehabilitation
hospitals and will be included when requesting a rehabilitative
intervention related or unrelated to the tumor. It is planned to include at least
200 patients.
Intervention(s) – All the relevant information on type of tumor and modalities
of diagnosis and treatment will be collected for all the included patients.
Patients will be randomly assigned to be intensively investigated for the presence
of major depression according to DSM-IV TR or to follow the routine
management. The ascertainment of depression will be performed with the
structured interview SCID-P. Patients found depressed will be further randomized
to be treated with one of two antidepressant drug (Selective
Inhibitor of Serotonine Reuptake, Serotonine and Noradrenaline Reuptake
Inhibitor) or with a placebo.
Indicator(s) – Presence of depression and of mood disturbances will be
evaluated at beginning and end of rehabilitation program. The severity of
depression will be measured with specific scales that will be validated in
2008 709

Sezione III: Attività per progetti
terms of reliability at the beginning of the study. Disability and quality of life
improvements at the end of the rehabilitation program will be measured with
specific scales (scale WHO-DAS - World Health Organization - Disability
Assessment Schedule; SF-36 - Health Survey Short Form 36; WHO-QOL -
World Health Organization - Quality of Life).
Study design – An outcome observational study will be carried out on the
relationship between diagnostic and therapeutic procedures for tumors and
psychical status of the patient with particular reference to mood disorders.
Two nested randomized controlled studies will be carried out to compare
two modalities of approaching a rehabilitation program and to evaluate the
efficacy of pharmacological treatment of depression in tumor patients. For
what concern the different modalities of carrying out a rehabilitative program
we can recognize two different approaches. The first approach is the usual
care where the caring physician undertakes specific interventions only when
the depression becomes clinically apparent. The second approach seeks
actively and intensively for the presence of mood disturbances and depression
in these patients. It is expected that intensive investigation of mood disturbances
will increase also the number of patients that will be treated for
depression. For what concern the treatment of depression although effective
drug treatment are available scarce are the evidences about the efficacy of
treating this disorders on outcomes of rehabilitation.
Statistical analysis – After having categorized the different outcomes into
four categories (good, moderately good, slightly poor and poor) these different
outcomes will be evaluated in relation to the previously carried out procedures
for the diagnosis and treatment of the tumor and in relation to randomly
assigned strategies with simple contingency tables and with more
refined statistical approaches capable of controlling for multiple covariates.
710 2008

ONCO06.3 – Prospective and retrospective outcome study of tumor patients in relation…
U.O.3 – Rehabilitation 3 rd Department
Ugo Nocentini
Specific contribution of the unit to the project
Cognitive impairments are very common in persons with tumors. Considering
that elderly people are particularly susceptible to dementia the high
occurrence of cognitive disturbances is probably, at least partly, due to the
increasing age of tumor patients. Moreover the increased survival of these
patients can facilitate the occurrence of paraneoplastic syndromes that are
frequently characterized by neurocognitive impairments and even dementia.
Finally the nervous system is particularly susceptible to side effects of chemo
and radio therapies, and one of the most common consequences of nervous
system toxicities is actually cognitive deficit. For all these reasons the cognitive
status of tumor patients represents an important outcome potentially
influenced by the diagnostic and therapeutic procedures carried out. This unit
will study the relationships between diagnostic and therapeutic procedures
and cognitive outcomes of the patients with tumors.
Cognitive impairment is one of the most important determinant of poor
outcomes of rehabilitation in stroke patients and it is reasonable to expect
also poor outcomes of rehabilitation in tumor patients. Control and restoring
of cognitive functions is expected to increase the effectiveness of rehabilitation
since can improve the comprehension and the execution of the tasks
required by rehabilitation programs. This unit will evaluate the efficacy, with
respect to rehabilitative outcomes, of intensive screening for cognitive
deficits. In particular the U.O. will study the relationship between cognitive
training and rehabilitation and condition at discharge of tumor patients
undergoing physical rehabilitative interventions. The contribution of this U.O.
will be:
1. Scientific literature revision on tumors, cognitive status and rehabilitation
outcomes.
2. Evaluation of instruments for cognitive evaluation more useful and
reliable for clinical practice.
3. Construction of specific protocols of investigation of cognitive status
and of cognitive rehabilitation for tumor patients.
Methods
Patients/population – We will consider disabled patients with tumors of
any type treated (chemotherapy, radiotherapy) or untreated that have been
diagnosed no more than 5 years before. Patients will be included when
requesting a rehabilitation intervention directly caused by the tumor or due to
other neurological and somatic disorder related or unrelated to the tumor
(paraneoplastic syndromes, drug toxicities, adverse events related to surgery
but also cerebrovascular disorders, Parkinson’s disease etc.). In these patients
2008 711

Sezione III: Attività per progetti
we expect a large influence on disability and on effects of rehabilitation
exerted by the neoplastic disease. All the consecutive patients, respecting the
inclusion criteria, seen in hospital rehabilitation departments, who will give
their informed consent to participate will be included into the study. We have
planned to include at least 200 patients.
Indicator (s) – Disability and quality of life improvements at the end of
the rehabilitation program will be measured with specific scales (scale
WHO-DAS: World Health Organization - Disability Assessment Schedule;
SF36: Health Survey Short Form 36; WHO-QOL: World Health Organization
- Quality of Life).
Cognitive status will be evaluated with a battery of tests aimed at investigating
different functions: working memory (Symbol Digit Modalities Test,
Paced Auditory SAT); verbal and visuo spatial short and long term memory
(15 Rey words and Figure, prose memory); executive functions (Modified
Card Sorting Test, Stroop Test, Hanoi Tower, Verbal Fluidity test); visuo
spatial functions (copy of designs with or without programming elements);
language (Boston Naming Test, Token Test, Phrases construction); general
intelligence (Raven’s Progressive Matrices ‘48).
Statistical analysis – After having categorized the different outcomes into
four categories (good, moderately good, slightly poor and poor) the association
with the different interventions will be evaluated with appropriate multivariable
methods (logistic regression) that allow the control of covariates.
712 2008

ONCO06.4 – ROLE OF TELEREHABILITATION
IN THE INTEGRATION
OF REHABILITATION PROTOCOLS
IN ONCOLOGICAL FRAIL PATIENTS
Progetto afferente al Programma Integrato di ricerca oncologica
“ Il rispetto della Qualità della vita nel paziente oncologico fragile.
Il ruolo della riabilitazione oncologica:
dall’approccio multidisciplinare alle Linee Guida ”
Destinatario istituzionale
San Raffaele Pisana IRCCS
Responsabile scientifico di progetto
EDOARDO SESSA
IRCCS Bonino-Pulejo, Messina
U.O.1 – Donatella Mattia
Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O.1 – Fondazione Santa Lucia IRCCS, Roma – Donatella Mattia
U.O.2 – IRCCS Centro Neurolesi Bonino Pulejo, Messina – Edoardo Sessa
U.O.3 – IRCCS Istituto Neurologico C. Mondino – Enrico Marchioni
U.O.4 – IRCCS San Camillo, Venezia-Lido – Lamberto Piron
U.O.5 – IRCCS San Raffaele Pisana, Roma – Maurizio Volterrani
DESCRIPTION OF THE PROJECT
What is already known on the subject
Recent studies and new chemotherapeutical treatments have clearly
determined an increase of survival time in patients with solid tumor who are
referred to surgical operation. Outcome studies demonstrated that impairments
and disabilities correlated to removal of tumor or oncologic treatments
benefit from neurorehabilitation programs in post surgical phase and in more
advanced stages of disease. This implies an improvement of the quality of life
of the patient, of correlated familiar context and caregivers. The 1998 Ministerial
National Program of Guide Lines (PNLG) on Rehabilitation advice a program
not oriented to single performances, but governed by plans aimed at
the respect of person and context (home, job, family) to optimize resources
(economic and staff) and to avoid waste of resources. An analysis of Rehabilitation
Units distributed on the national territory, shows that in oncology common
neurorehabilitation lines are not adopted with consequent non homogeneous
evaluation methods and instruments. It is important to define models
and markers to verify the appropriateness and the acceptability, to develop
one standard of reference. Patients with solid tumors and meeting the frailty
criteria set out in the general project will be entered in the following studies.
The evaluation will be performed at time of start and after treatment with the
scales and questionnaires of the main project.
– Giordana MT, Clara E (2006) Neurol Sci Sep 27(4): 240-244.
– Greenberg E, Treger I, Ring H (2006) Am J Phys Med Rehabil Jul 85(7): 568-573.
– Jones LW, Guill B, Keir ST, Carter K, Friedman HS, Bigner DD, Reardon DA (2006
Jul 4) Support Care Cancer.
What the project adds to the information already available
The project implements a system, that exploiting the new technologies
developed by the various operating unit and furnishing the hospitals with an
instrument for monitoring the patient after discharge, allows the patients to
benefit of a domiciliary service of telerehabilitation.
The modularity of the system allows the integration of further software
and hardware instruments, interfacing sensors developed by the various operative
units and commercially available, for the remote monitoring of parameters
and other devices for motor rehabilitation through Virtual Reality.
714 2008

ONCO06.4 – Role of telerehabilitation in the integration of rehabilitation protocols in oncological…
The project will check the feasibility of telerehabilitation programs for
patients with solid tumors living in remote geographical areas, not easily
accessible for normal domiciliary care: mountainous and rural areas of Sicily,
Venetian lagoon, rural area of Lazio and Lombardia. Particular attention will
be given to “ frail ” patients who are unable to reach ambulatorial structures.
The project will be completed by the study of feasibility of the telemonitoring
and telecounselling programs.
OBJECTIVES
– Clinical monitoring of the patient, even after dismissal.
– Accelerate homecoming of the patient
– Individuate “ critical factors ” early on that could arise while the patient
is at home.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 1 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
2008 715

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 1 – Laboratorio di Imaging neuroelettrico
e Brain Computer Interface
Donatella Mattia
Specific contribution of the unit to the project
The specific contribution of this O.U. to the achievements of the project
main goals will consist in the integration and clinical validation of a device,
which actual components exist only as laboratory prototype, that allows the
disabled persons to improve or recover their mobility (directly or by emulation)
and communication within the surrounding environment. This aim
will be particularly addressed towards those stages of the neurological
deficit occurring in oncological frail patients in whom residual muscular
strength could be not adequate, if present, for the utilization of conventional
aids and in those conditions in which practical obstacles or security concerns
could prevent a displacement from bed. The device will be developed
by exploiting the expertise achieved by this O.U., based on innovative technologies
in the field of information and software engineering and domotics.
The output will be a communication-control integrated system, customized
on the severely (motor) impaired patient’s residual abilities, based on the
aforementioned technologies. Clinical validation of the device will provide
for the documentation about patients’ feedback and guidelines for customized
system installation. These latter aims will be pursued by implementing
an electronic patient record to allow the creation of a data base
accessible by other project partners. This electronic record will be organized
according to the standardized criteria for the Electronic Health Record
(EHR).
The implementation and the following dissemination of new intended
devices would endowed disabled persons as differently abled. Fill in this gap
will also provide a relevant reduction in the long term cost related to the technical
assistance and long hospitalization; along with these goals, the relief
from the time demand of the caregivers would be achieved.
Methods
The aim is to provide “ a unique instrument capable of a set of functions ”,
rather than “ a set of instruments, each one of which capable of only one function
”.
In the pathological conditions of interest in this context, the course of the
diseases can cause severe global motor impairment totally reducing subject’s
autonomy and creating a non-stop assistance condition as essential.
Clinical Experimentation Patients (pts) will be informed on the device
under development and on the modalities of the project. A booklet with the
mentioned information will be prepared and the clinician that will perform
pts’ inclusion will be given all the technical information necessary. Among
716 2008

ONCO06.4 – Role of telerehabilitation in the integration of rehabilitation protocols in oncological…
pts that will accept to participate in this experimentation, a number will be
selected so that the main levels of the variables of interest (and possible
combinations) will be represented. The main variables of interest are: the
degree of motor impairment (assessment by ADL scale); the use of and
familiarity with transducers (sip/puff, switches, speech recognition, joysticks)
that can be used as input to the system; the ability to speak or communicate,
resulting comprehensible to an unfamiliar person (personnel will
monitor language ability); the level of informatics alphabetization, (number
of hours/week spent in front of a computer) and by the fact that pt
works/used to work with a computer. Since no pts are similar, slight modification
to the original project must be considered to cope with special needs.
Needs can be evident before pt’s admission, and the system can be prepared
in advance, or can be requested by the pt to improve acceptation or efficacy,
and the modifications would be performed as soon as possible during the
experimentation. The adjustment will most probably regard the input interface,
but may regard any module of the device. For a period of time ranging
from 3 to 4 weeks, the pt and his caregivers will be given the opportunity to
practice with the system. During the whole period, even if more intensively
at its beginning, an engineer will teach the use of the system. This experience
will be conveyed into a manual of the system, for the advantage of
users and installers, and into teaching guidelines, that will be available for
teachers with less experience. The working hypothesis is that the number of
activities that the pt can perform will increase, due to the new access to control
of appliances; consequently the effort requested to the caregiver to help
the pt with the restored activities will decrease. The involvement of caregivers
in favor of pts with extremely reduced communication capabilities
will be dramatically reduced, since those pts can rely on a new nurse-call
system and they do not need any more constant attention.
Time Schedule: Actions
1. Integration – Development of the interconnection layer. This action will
develop the control unit. The control interface will be designed according to
easy access paradigm proper of Ambient Intelligence.
2. Testing – Validation with healthy subjects and virtual devices. The
effectiveness of the control unit, robotic navigation and domotic systems will
be preliminarily tested. A simulation virtual environment will be developed
and utilized for the intrinsically hardware (robotic and domotic) systems.
3. Clinical Experimentation – Pts will be selected according to the criteria
described previously.
4. Clinical Experimentation – Technical adaptation to single pt’s needs,
training and assessing the effectiveness of the system.
5. Dissemination – The action responsible will set up a web site at the
beginning of the project. The site will have a public and a private area.
Furthermore, this will have a private area that will be accessible only to
the project members (stored internal drafts and confidential documents).
Furthermore, peer reviewed papers will be submitted to journals and
major conferences. The non scientific media will be covered too.
2008 717

REG.14 – INTERFACCE UOMO-AMBIENTE
PER LA COMUNICAZIONE E AUTONOMIA
DI SOGGETTI AFFETTI
DA DISABILITÀ MOTORIA
Progetto afferente al Programma Strategico “ Sviluppo
e applicazione di tecnologie web-based per il monitoraggio
e la teleriabilitazione cognitiva e motoria di pazienti affetti
da patologie croniche del sistema nervoso centrale ”
Destinatario istituzionale
Regione Sicilia
Responsabile scientifico di progetto
DONATELLA MATTIA
Fondazione Santa Lucia
U.O.1 – Donatella Mattia
U.O.2 – Roberta Annicchiarico
Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006

Sezione III: Attività per progetti
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE
U.O.1 – Laboratorio di Imaging neuroelettrico e Brain Computer Interface,
Fondazione Santa Lucia, Roma – Donatella Mattia
U.O.2 – Laboratorio di Neurologia Clinica e Comportamentale,
Fondazione Santa Lucia, IRCCS, Roma – Roberta Annicchiarico
U.O.3 – Dipartimento di Neuroscienze, Università di Roma Tor Vergata –
Maria Grazia Marciani
DESCRIZIONE DEL PROGETTO
Precedenti conoscenze disponibili sull’argomento
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 disabilità motorie,
ma che possiedano invece buone capacità cognitive. Per Interfacce Cervello-
Computer (Brain Computer Interface, BCI) si intende un sistema di comunicazione
uomo-ambiente basato esclusivamente su segnali cerebrali rilevati non
invasivamente tramite elettroencefalogramma [Wolpaw 2002; Kuebler et al.
2005]. Ad oggi, nell’ambito della comunicazione aumentativa, sono universalmente
riconosciute le potenzialità della tecnologia BCI, ma il suo utilizzo si è
essenzialmente svolto in ambito sperimentale, in un ambiente controllato e
sotto la diretta supervisione del ricercatore responsabile della sperimentazione.
Oltre questo approccio pionieristico, è ad oggi concepibile estendere la
comunicazione tra persone affette da disabilità motoria e il mondo esterno
attraverso “ mobility interaction ”. Questa applicazione della tecnologia BCI non
è stata ancora esplorata e rappresenta lo scopo ultimo del progetto proposto. A
questo si unisce la possibilità di informatizzazione dei dati clinici – attraverso
l’Electronic Health Record (EHR) – nel miglioramento della qualità delle prestazioni
erogate, aumentando i livelli di sicurezza, migliorando la gestione del
tempo e delle risorse e la soddisfazione dei pazienti [Poon et al. 2006].
– Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, Vaughan TM (2002)
Clin Neurophysiol 113: 767-791.
– Kübler A, Nijboer F, Mellinger J, Vaughan TM, Pawelzik H, Schalk G, McFarland
DJ, Birbaumer N, Wolpaw JR (2005) Neurology 64: 1775-1777.
– Poon EG, Jha AK, Christino M et al. (2006) BMC medical informatics and decision
making 6: 1.
Quali informazioni il progetto si prefigge di aggiungere
alle conoscenze già disponibili
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
720 2008

REG.14 – Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti…
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.
OBIETTIVI
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 permetterà a persone affette da disabilità neuromotoria
di migliorare o recuperare la propria autonomia e capacità di comunicare
con l’ambiente circostante. 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.
L’implementazione e la diffusione di nuovi ausili basati sulla tecnologia
dell’informazione potrebbe rendere il “ disabile ” diversamente abile. 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. A tale proposito, si consideri
la possibilità di gestire le informazioni relative al paziente-utente attraverso
un sistema di informatizzazione dei dati clinici a scopo migliorativo
della qualità dell’intervento riabilitativo, con ottimizzazione dei tempi e delle
risorse nella gestione dei dati e possibilmente della soddisfazione del
paziente-utente.
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 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, permettendo
il controllo di attuatori per la comunicazione e la gestione di ambienti
domestici (domotica).
2008 721

Sezione III: Attività per progetti
METODOLOGIA
Il progetto prevede cinque “ workpackage ” (W.P.), 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.
W.P.1 – Sviluppo di un EHR specificamente realizzato per la tipologia e lo
scopo applicativo del progetto con creazione di un database, requisito fondamentale
per garantire all’utente un servizio di qualità (Action 1). Questo EHR
dovrà garantire la massima sicurezza; le informazioni trasmesse saranno di
buona qualità e sicure. Creazione di un sistema multi-user che permette a più
sperimentatori di lavorare contemporaneamente, in pratica le diverse figure
professionali coinvolte (neurologi, riabilitatori, terapisti e bioingegneri) possono
contemporaneamente aggiornare le proprie cartelle-questionari di valutazione
e inserire automaticamente i dati all’interno di un server centrale. Il
sistema sarà aperto, 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. La valutazione dei pazienti-utenti,
attraverso un approccio funzionale, cognitivo, clinico e psicologico, sarà realizzata
grazie all’utilizzo di scale di valutazione standardizzate (Action 2). Nel
nostro sistema ogni utente sperimentatore potrà accedere alla cartella clinicaquestionario
attraverso una username ed una password di riconoscimento, in
modo tale che 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 utilizzeranno i dati raccolti. (Unità Operative responsabili
U.O.2 e U.O.1).
W.P.2 – Sviluppo ed implementazione di algoritmi di analisi e classificazione
delle tracce elettroencefalografiche, veloci ed efficaci, in grado di fornire
ai soggetti feedback immediati, utilizzabili in tempo reale, in concordanza
con le esigenze del soggetto stesso. 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)
(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). (Unità Operativa responsabile
U.O.1).
722 2008

REG.14 – Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti…
W.P.3 – 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). (Unità Operative responsabili U.O.1 e U.O.3).
W.P.4 – 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). (Unità Operativa
responsabile U.O.3).
W.P.5 – Definizione di metodologie per la validazione del dispositivo,
basate su quanto realizzato nel W.P.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).
(Unità Operative responsabili U.O.1 e U.O.2).
Lo studio verrà articolato attraverso la stretta collaborazione tra U.O., con
un ordine temporale definito nel “ Cronogramma del progetto ”
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI
I risultati-prodotti della proposta progettuale 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 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.).
OUTPUT DEL PROGRAMMA
– Manuale tecnico-operativo preliminare per l’utilizzo del sistema BCI sviluppato,
per gli aspetti di competenza della U.O.1: 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).
– Produzione della documentazione preliminare sulla strategia di training
all’utilizzo del prototipo, sia per la parte di competenza del personale clinico
2008 723

Sezione III: Attività per progetti
sia dei pazienti-utenti stessi (inclusi progressivamente nello studio) (mese 12)
e del manuale tecnico operativo definitivo (mese 18).
– Disponibilità di uno o più prototipi funzionanti di BCI orientati all’utilizzo
clinico o domestico (mese 18).
– 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).
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI
– Implementazione di un prototipo base con verifica della fattibilità di
funzionabilità su un gruppo di soggetti normoabili, con verifica su parte del
materiale operativo preliminare.
– Implementazione di un sistema informatico per la raccolta dei dati,
sulla base del “ EHR” adatto allo specifico scopo applicativo dello studio.
CRONOGRAMMA DEL PROGETTO
Lo svolgimento del progetto osserverà la seguente cronologia, in accordo
ai 5 W.P. 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. (W.P.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; W.P.2, Action 1). Ottimizzazione
del circuito di biofeedback; applicazione delle tecniche di alta risoluzione
per ottenere segnali il più vicino possibile alle sorgenti corticali; applicazione
di tecniche di processamento del segnale per l’estrazione delle variabili
migliori; uso di un classificatore che meglio sia in grado di separare le feature
del segnale EEG di controllo.
b) Sviluppo metodologie di ottimizzazione dell’ergonomia dell’interfaccia
(W.P.3, Action 1)
c) Sviluppo di “ EHR” specificamente realizzato per la tipologia e lo
scopo applicativo del progetto con creazione di un database (W.P.1, 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 normoabili.
Il sistema verrà installato in un ambiente clinico (locali di Terapia Occupazionale
della FSL) adattato a tipo 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,
724 2008

REG.14 – Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti…
quando inizierà una intensa collaborazione con U.O.3, che si occuperà della
integrazione modulare dei programmi che compongono la versione finale dell’interfaccia.
4) Inizio della fase di addestramento del personale paramedico (W.P.2,
Action 2) e, di seguito, dei pazienti-utenti stessi all’utilizzo del dispositivo con
una simulazione dell’ambiente reale (W.P.5, Action 2).
5) In parallelo:
a) Integrazione modulare dei programmi che compongono la versione
finale dell’interfaccia (W.P.3, Action 2)
b) Sviluppo dei dispositivi domotici (W.P.4, Action 2).
Sperimentazione clinica e valutazione dell’outcome clinico del progetto
(W.P.5, Action 3; W.P.1, Action 2). 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.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1, 2 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia.
2008 725

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 1 – Laboratorio di Imaging neuroelettrico
e Brain Computer Interface
Donatella Mattia
Contributo specifico fornito al progetto
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.: (a) 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; (b) 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; (c) 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.
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 alla Fondazione Santa Lucia permetterà di testare
726 2008

REG.14 – Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti…
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’
auto-controllo 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) di correnti
corticali (localizzazione del 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 è
stato sviluppato 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 autoadatti
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 Fondazione Santa
Lucia) adattato a tipo casa (cucina, camera da letto, etc.). Questo richiederà
2008 727

Sezione III: Attività per progetti
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.
728 2008

REG.14 – Interfacce uomo-ambiente per la comunicazione e autonomia di soggetti affetti…
U.O. 2 – Laboratorio di Neurologia Clinica
e Comportamentale
Roberta Annicchiarico
Contributo specifico fornito al progetto
Il contributo della nostra Unità Operativa è legato alla realizzazione di una
cartella clinica informatizzata che sarà in grado di garantire una corretta gestione
delle informazioni relative al paziente, aspetto fondamentale all’interno di un progetto
sperimentale. Numerosi sono ormai in letteratura gli studi che mostrano
come la informatizzazione dei dati clinici – attraverso l’Electronic Health Record
(EHR) – migliori la qualità delle cure, aumenti i livelli di sicurezza, migliori la
gestione del tempo e delle risorse e la soddisfazione dei pazienti.
Il progetto da noi proposto prevede la realizzazione di uno strumento specifico
per la struttura per cui è stato pensato – e pertanto molto articolato –e
allo stesso tempo flessibile – grazie alla sua struttura modulare – tanto da
poter essere applicato con piccoli interventi in altre strutture. 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 devono essere sicure. Un canale
efficiente e sicuro attraverso cui far fluire le informazioni è in grado di snellire
pratiche abitualmente indaginose risultando in una ottimizzazione delle
risorse e in una migliore organizzazione delle attività che il paziente deve
svolgere quotidianamente. 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.
Metodologia
– Valutazione di 20 soggetti affetti da disabilità motoria afferenti ai Laboratori
della Fondazione Santa Lucia.
– Sviluppo di un EHR specificamente realizzato per la tipologia di soggetti
in esame, creazione di un database, requisito fondamentale per garantire
all’utente un servizio di qualità. Questo EHR dovrà garantire la massima sicurezza;
le informazioni trasmesse saranno di buona qualità e sicure.
– Creazione di un sistema multi-user che permette a più utenti di lavorare
contemporaneamente, in pratica diversi medici e infermieri possono contem-
2008 729

Sezione III: Attività per progetti
poraneamente aggiornare le proprie cartelle e inserire automaticamente i dati
all’interno di un server centrale. Sistema aperto: 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.
– Assessment dei pazienti attraverso una valutazione funzionale, cognitiva,
clinica e psicologica realizzata grazie all’utilizzo di scale di valutazione
standardizzate.
– Nel nostro sistema 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, fisioterapista, infermiere, caposala, primario, direttore
sanitario, ecc.), ovviamente ogni figura ha la possibilità di svolgere le sue
mansioni abituali.
730 2008

RF07.96 – DEPRESSIVE FEATURES IN MEDICAL
(NEUROLOGICAL AND ONCOLOGICAL)
PATIENTS RECRUITED IN THE GENERAL
MEDICAL SETTING:
reliability of diagnostic criteria,
predictive role of biological markers
and effect of treatment with antidepressants
Responsabile scientifico di progetto
GIANFRANCO SPALLETTA
Fondazione Santa Lucia
U.O.1 – Gianfranco Spalletta
U.O.2 – Paola Bossù
U.O.3 – Nicola Biagio Mercuri
Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007

Sezione III: Attività per progetti
LIST OF PARTICIPATING UNITS
U.O.1 – Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neuropsichiatria, Roma –
Gianfranco Spalletta
U.O.2 – Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neuropsicobiologia
Sperimentale, Roma – Paola Bossù
U.O.3 – Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neurologia Sperimentale,
Roma – Nicola Biagio Mercuri
U.O.4 – INRCA, Unità di Oncologia, Roma – Lazzaro Repetto
U.O.5 – Università della Calabria, Dipartimento Farmaco-Biologico, Cosenza –
Laura Berliocchi
DESCRIPTION OF THE PROJECT
What is already known on the subject
Epidemiological studies of depression in medical illnesses are discordant,
and methodological issues of diagnosis validity, symptom profile specificity,
time of assessment and patient setting may be responsible of this lack of concordance.
In particular, while major depressive disorder (MDD) usually
defines “ depression due to medical illnesses with a DSM-IV major depressive
like episode ”, definitions of minor depression (MIND) may vary from dysthymic
disorder with a modified temporal criteria of two weeks instead of two
years, to some kind of subsyndromal-subthreshold major depression using
ICD or DSM MIND research criteria. Despite this lack of concordance,
depression is definitively one of the most frequent comorbidity that can affect
both morbidity and mortality in patients with some particular complex illness,
such as Alzheimer’ Disease (AD), Parkinson Disease (PD), Cancer, and
Stroke. Furthermore, depression may interfere with patient’s ability to cope
with the illness. The literature is strongly concordant on the association
between severity of neuropsychiatric manifestations, particularly depression,
and severity of functional physical impairment, severity of cognitive impairment,
response to the pharmacological treatment, reduced quality of life,
increased risk of mortality or failure of rehabilitation. Thus, this issue is not
of mere theoretical importance because it may affect patient treatment compliance
and response, and quality of life.
The inflammation plays an important role in the pathogenesis of many neuropsychiatric
disorders and its dysregulation is frequently observed either precociously
or during the clinical course in patients with neurodegenerative diseases
as AD and PD, cerebrovascular disease such as stroke, or even cancer. In patients
with these diseases inflammatory mechanisms may also have an important
impact on the pathogenesis of depression. In fact, the inflammatory factors, and
in particular cytokines that are the most representative mediators, may amplify
the brain damage by interacting with neuroendocrine system, playing a direct
neurotoxic role in limbic and paralimbic areas and significantly impairing neurogenesis
and repair. Apart from inflammation, new hypotheses on depression
732 2008

RF07.96 – Depressive features in medical (neurological and oncological) patients recruited…
pathogenesis seem to get a rising importance. First, a recent evidence indicates
that persistent pain induces stress-like detrimental effects in the hippocampus, a
brain area known to be involved in the pathophysiology of depression. In particular,
neurogenesis is significantly reduced and gene expression altered in the rat
hippocampal dentate gyrus following formalin or complete Freund’s adjuvant
(CFA) injections, two models of acute or chronic inflammatory pain, respectively.
Second, a dysfunction of cannabinoids seems to have an emerging role in
the pathogenesis of depression in patients with PD.
Thus, the simultaneous investigation of symptom specificity, diagnostic
validity and biological mechanisms of depression in patients with medical illnesses,
particularly neurological and cancer illnesses, where a high frequency of
depression has been described, is of extreme importance in order to improve the
outcome of the disease.
– Dantzer R, O’Connor JC, Freund GG, Johnson RW, Kelley KW (2008) Nat Rev Neurosci
9: 46-56.
– Spoletini I, Gianni W, Repetto L, Bria P, Caltagirone C, Bossù P, Spalletta G (2007)
Crit Rev Oncol Hematol Dec 7 [Epub ahead of print].
– Bambico FR, Katz N, Debonnel G, Gobbi G (2007) J Neurosci 27: 11700-11711.
What the project adds to the information already available
The results of this project may clarify some particular aspects of depression
in medical illnesses that can have great clinical impact. In particular,
they could contribute to improve the diagnostic validity for unipolar mood
disorders associated with Alzheimer Disease (AD), Mild Cognitive Impairment
(MCI), Parkinson Disease (PD), Stroke and Cancer to apply in future
editions of DSM and ICD diagnostic manuals; the parallel symptomaticsyndromic
approach may help to further identify those depressive symptoms
that are useful in distinguishing between those medical patients who
are depressed and those who are not depressed with greater specificity and
sensitivity.
As for the biological markers, this project will help to improve the
knowledge of the relationships existing between inflammation and depression
in AD, PD, stroke and cancer from two different points of view: the
classical plasma-serum detection of inflammatory markers, such as
cytokines, which are a well defined marker of illness outcome and have
been preliminarily investigated in patients with comorbid depression, and
the most complex in vitro cellular stimulation of inflammatory mediators
which is an innovative method and have given promising results in neurodegenerative
and cerebrovascular diseases in predicting illness outcome. Also,
the results of the project will highlight the molecular mechanisms underlying
the analgesic effects of antidepressant and their links to neurogenesis.
Finally, results could elucidate the role of cannabinoids on the dopaminergic
and non-dopaminergic neurons in depressed and non-depressed PD
patients in order to obtain a new possibility to better control the cohort of
symptoms affecting PD.
2008 733

Sezione III: Attività per progetti
OBJECTIVES
– The main clinical aims of the study are:
1) to detect the diagnostic validity of DSM-IV-YR mood disorders associated
with Alzheimer Disease (AD), amnestic Mild Cognitive Impairment (a-
MCI), Parkinson Disease (PD), Stroke and Cancer in patients recruited in the
general medical setting and assessed in neurological and oncological settings;
2) to identify the relationship existing between inflammation and depression
in AD, a-MCI, PD, Stroke and Cancer, by investigating a number of
peripheral inflammatory parameters and evaluating the possible pathogenic
impact on onset and progression of the disease;
3) to investigate the effects of antidepressant treatment on the neuropsychiatric,
cognitive and functional outcome.
– The main preclinical aims are:
1) to highlight the molecular mechanisms responsible for the analgesic
effects of antidepressants and whether their analgesic action may be due to
their ability to restore neurogenesis;
2) to examine the content of cannabinoids in the cerebrospinal fluid of
depressed and non-depressed PD patients.
– Secondary clinical aims are:
1) to compare the frequency of the clinically-rated DSM-IV depressive
symptoms, i.e. vegetative, cognitive and psychic, in subjects with major
depressive disorder (MDD), minor depressive disorder (MIND) and subjects
without any neuropsychiatric disorders (NODEP);
2) to evaluate the relationship of caregiver anxiety and depression and
patient depressive symptoms and the influence on patient treatment compliance.
– Secondary pre-clinical aim is to study if the function of cannabinoids on
single neurons are altered in conditions of dopamine-depletion (reserpine), or
when a partial destruction of the dopaminergic cells is obtained by using neurotoxins
(6-hydroxi-dopamine, MPTP) in rodents and to study if a prolonged
treatment (2-3 weeks) with the SRRI inhibitor fluoxetine is able to restore the
altered responses to cannabinoids.
METHODS
Clinical samples – We will include 200 AD, 100 a-MCI, 200 idiopathic
PD, 200 stroke and 100 oncological patients consecutively recruited in the
general medical setting. All patients will be assessed in neurological and
oncological clinics. One-hundred matched subjects will be included as comparison
(COM) subjects. Specific inclusion criteria for a-MCI will be: diagnosis
consistent with Petersen guidelines. Specific inclusion criteria for AD
will be: diagnostic evidence of probable AD consistent with the NINCDS-
ADRDA criteria; and a MMSE score > 18. AD patients will be drug free and
734 2008

RF07.96 – Depressive features in medical (neurological and oncological) patients recruited…
will undergo their first clinical diagnostic examination. A specific inclusion
criterion for COM will require that all neuropsychological scores will be
above the cut-off scores identifying normal cognitive level in the Italian population.
Common inclusion criteria for a-MCI, AD and COM will be: laboratory
values within the appropriate reference intervals. Common exclusion
criteria will be: major medical illnesses; comorbidity of primary psychiatric
or neurological disorders and any other significant mental or neurological
disorder; known or suspected history of alcoholism or drug dependence and
abuse during lifetime; MRI evidence of focal parenchymal abnormalities.
The diagnosis of idiopathic PD will be made according with the UK PD
Society Brain Bank clinical diagnostic criteria for PD. Exclusion criteria will
include: dementia based on clinical examination or a MMSE score

Sezione III: Attività per progetti
Pre-clinical research – Mice will be anesthetized with halothane and then
sacrificed by decapitation. Axial slices containing Substantia Nigra pars compacta
(SNpc) will be obtained using a vibratome. Slicing will be done in an
refrigerated electrolytic solution. Slices will be left to recover in physiological
solution. A single slice will be then transferred to a recording chamber where
will be submerged by a continuously flowing ACSF oxygenated to sustain cellular
metabolism and maintain acid-base equilibrium. The recording electrodes
will be obtained from 1.5-mm borosilicate capillaries pulled with a
puller and filled with a 2-mM KCl or 2 mM K-acetate containing solution.
Using this procedure, electrodes will have a tip resistance of 35-80 MOhm.
Membrane voltage and current signals will be recorded using an Axoclamp-
2B amplifier. The signals will be digitized by use of an analogic/digital converter
and saved in a computer for offline analysis.
Animal model will be used to test the analgesic effects of antidepressants
in chronic neuropathic and inflammatory pain. Complete Freund’s adjuvant
(CFA) will be injected in the plantar hind paw of mice at three different days
over a 21 day period. Pain will be assessed by measuring thermal withdrawal
sensitivity and mechanical sensitivity thresholds. Thermal and mechanical
baseline measurements will be taken for each animal before establishing the
pain state and at several days following the treatments.
Neurogenesis will be detected by immunohistochemical staining of the
thymidine analog BrdU when this is incorporated into the newly synthesized
DNA of actively dividing cells. To assess the effect of antidepressant on neurogenesis
in a pain state, mice from different experimental groups will be administered
a single dose of BrdU just before the last treatment. One day after BrdU
injection, the mice will be perfused and the hippocampus processed for
immunohistochemistry. BrdU-positive cells in the dentate gyrus will be quantified
by confocal microscopy using an unbiased stereological protocol.
To test whether hippocampal neurogenesis induced by antidepressants
contributes to the analgesic action of these drugs, behavioral tests and cell
proliferation assays will be performed on animals from different paradigms
undergone brain x-radiation. All the experiments and procedures will follow
international guidelines for ethical use of animal in scientific experiments
(European Community Directive Council of 24 November 1986 -86/609/EEC).
Statistical analyses – For the statistical analysis of the clinical samples we
will consider both the psychic (PSY) and somatic (SOM) subscores of HDRS
and BDI. This will be done in order to distinguish the possible differences
between the two dimensions of depression, which can be directly or indirectly
derived from the stroke. Furthermore, we will consider the frequency of the
individual symptoms of depressive disorder listed in the DSM-IV criteria.
Only symptoms that cause clinically significant impairment in important
areas of functioning will be scored as present. We will use an inclusive
approach. Therefore, we will record all the symptoms without determining
their causes and these symptoms could derive from patient’s medical illness,
treatment, environment or other causes. The chi-square test will be used to
compare the frequency of individual depressive symptoms among the three
736 2008

RF07.96 – Depressive features in medical (neurological and oncological) patients recruited…
diagnostic groups (i.e. MDD, MIND and COM). The Bonferroni procedure for
multiple comparisons (a=0.05/number of comparisons) will be used as level of
statistical significance. The neuropsychological and BI scores during antidepressant
treatment will be analyzed using repeated measures analyses of variance
(ANOVAs). Non-parametric tests will be used for analyzing results of
pre-clinical experiments.
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS
Results of this study may have an important impact especially on the clinical
side. In fact, they could clarify the validity of standard criteria for diagnosis
of depressive disorders in some neurological diseases, such as AD, MCI,
PD and stroke. Moreover it is important to analyze if mood disorders may
influence the treatment compliance and quality of life of cancer patients, in
order to enhance the quality of the care.
The identification of the relationship between inflammation and depression
in AD, PD, stroke and cancer is of great importance and it could lead to
better understand the pathogenesis of depressive disorders and to open new
avenue for more effective antidepressant drugs.
A similar important impact could be reached by studying molecular
mechanisms responsible for the analgesic effect of antidepressants.
Finally, if a difference is found in the levels of endocannabinoids between
depressed and non-depressed PD patients and the function of cannabinoids
on the dopaminergic and non-dopaminergic neurons is changed by dopamine
depletion and antidepressants, the comprehension of the possible role of
cannabinoids in neuropsychiatric disturbances affecting PD is important for
depression management. Therefore, it will be eventually possible to manipulate
not only the dopaminergic but also the cannabinoid system in order to
obtain a better control of the cohort symptoms affecting PD.
OUTPUTS OF THE PROJECT
Clinical study – Within the first 3 months all clinicians who will assess the
patients will be trained with didactic instructions and live interviews. Within
the first 18 months all patients will be recruited and evaluated for the baseline
assessment. At the same time a blood sample of all included patients will be
collected, processed, and stored in a freezer. Between the 6th and the 18th
months (i.e., after three months of antidepressant treatment) all patients will
be clinically reassessed and a new blood sample will be collected, processed,
and stored in a freezer. Between the 3rd and the 18th months all biomarkers
considered in this projects will be analyzed. Cerebrospinal fluid sampling will
be done between the 3rd and the 18th months.
Pre-clinical research – All pre-clinical experiments will be done between
the day 0 and the 18th month.
Statistical analyses – The creation of the computer dataset with all
research data included in a statistical software will be done between the 18th
2008 737

Sezione III: Attività per progetti
and the 21st months. All statistical analyses will be done between the 21st and
the 24th months and all data will be available at the end of the project.
Preliminary data – A preliminary statistic will be done if a sufficient number
of subjects will be included before the end of the project. In this case data
will be published if they are in accordance with the study hypotheses.
MILESTONES ALONGSIDE THE PROJECT
• To verify the frequency of unipolar mood disorders in consecutive
patients with AD, a-MCI, PD, Stroke and Cancer recruited from the general
medical setting and observed in the specialized setting (neurological and oncological).
We predict that frequency of depression is very high (between 30-50%)
but strongly related to specific characteristics, such as illness stage and severity.
• To investigate the relationship between severity of depression and cognitive
impairment. We expect a strong correlation between depression severity
and frontal cognitive impairment.
• To detect the comorbidity between depression and anxiety. This should
be statistically significant.
• To verify if somatic symptoms of depression are valid to diagnose
depressive disorders in medical patients with neurological and oncological illnesses.
We hypothesize that patients with depression have higher frequency of
somatic symptoms of depression independently from the medical illness.
• To detect if in vitro cellular stimulation is more predictive of inflammatory
processes associated with depression in comparison with serum-plasma
inflammatory cytokine levels. We predicted that cellular stimulation is more
predictive.
• To identify in which medical disorder depression is more linked with
inflammation. We hypothesize that the relationship is stronger in cerebrovascular
disease such as stroke.
• To identify the role of endogenous and exogenous cannabinoid agonist
on the activity of dopaminergic cells in condition of dopamine depletion. We
predicted that the activity is impaired.
• To verify if the cerebrospinal fluid (CSF) content of endogenous cannabinoid
has a predictive role as a biomarker of depression in PD patients. We
hypothesize that it has a predictive role.
• To verify if levels of endocannabinoids in CSF of PD patients correlate
with the severity of depression, independently from the diagnosis of mood
disorder. We predicted that there is a strong correlation between the two variables.
• To investigate if pain and depression are related to neurogenesis problems.
We predicted that depression may induce neurogenesis abnormalities
causing pain.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1, 2, 3 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia.
738 2008

RF07.96 – Depressive features in medical (neurological and oncological) patients recruited…
U.O. 1 – Laboratorio di Neuropsichiatria
Gianfranco Spalletta
Specific contribution of the unit to the project
For more than 100 years clinicians have recognized neuropsychiatric disorders
as the result of medical and, in particular, neurological illnesses. Epidemiological
studies of depression in medical illnesses are discordant, and
methodological issues of diagnosis, time of assessment and patient setting
may be responsible of this lack of concordance. While major depression
(MDD) usually defines “ depression due to medical illnesses with a DSM
major depressive like episode ”, definitions of minor depression are varied and
sometimes confusing. They may vary from dysthymic disorder with a modified
temporal criteria of two weeks instead of two years, to some kind of subsyndromal
major depression using ICD or DSM minor depression (MIND)
research criteria. Also, many structured interviews have been used to diagnose
mood disorders in medical patients. This issue is of extreme importance
because the literature is strongly concordant on the association between
severity of neuropsychiatric manifestations, particularly depression, and
severity of functional physical impairment, severity of cognitive impairment,
response to the pharmacological treatment, reduced quality of life, increased
risk of mortality or failure of rehabilitation.
Thus, the aims of this unit were to detect: (a) the diagnostic validity of
DSM-IV MDD and MIND associated with Alzheimer disease (AD), amnestic
Mild Cognitive impairment (a-MCI), Parkinson disease (PD), and Stroke,
(b) the frequency of the clinically-rated DSM-IV depressive symptoms, i.e.
vegetative, cognitive and psychic, in subjects with MDD, subjects with MIND
and subjects without any neuropsychiatric disorders (NODEP), (c) the cognitive
and functional outcome after 3 months of antidepressant treatment.
Before the inclusion of all patients, this unit will train all clinicians until they
will demonstrate an inter-rater reliability of 0.80 (K coefficient) for all the psychometric
tests used.
Methods
The present unit will include 200 AD, 100 a-MCI, 200 idiopathic PD, and
200 stroke patients consecutively recruited in general medical setting. One
hundred subjects will be included as comparison (COM) subjects. All patients
will sign an informed consent.
Specific inclusion criteria for a-MCI will be: a-MCI diagnosis consistent
with Petersen guidelines. Specific inclusion criteria for AD will be: probable
AD consistent with the NINCDS-ADRDA criteria; and a MMSE score >18. AD
patients will be at the onset of their cognitive impairment, they will be drug
free and will undergo their first clinical diagnostic examination. A specific
inclusion criterion for COM will require that all neuropsychological scores
2008 739

Sezione III: Attività per progetti
will be above the cut-off scores identifying normal cognitive level in the Italian
population. Common inclusion criteria for a-MCI, AD and COM will be:
vision and hearing sufficient for compliance with testing procedures; laboratory
values within the appropriate reference intervals.
Common exclusion criteria will be: major medical illnesses; comorbidity
of primary psychiatric or neurological disorders and any other significant
mental or neurological disorder; known or suspected history of alcoholism or
drug dependence and abuse during lifetime; MRI evidence of focal parenchymal
abnormalities. The diagnosis of idiopathic PD will be made according
with the UK PD Society Brain Bank clinical diagnostic criteria for PD. Exclusion
criteria will included: dementia based on clinical examination or a
MMSE score

RF07.96 – Depressive features in medical (neurological and oncological) patients recruited…
U.O. 2 – Laboratorio di Neuropsicobiologia Sperimentale
Paola Bossù
Specific contribution of the unit to the project
Several human diseases are characterized by a dysregulation of the
immune response and the persistence of inflammatory processes, which can
affect the well-being of the individual, including behavioral parameters.
Accordingly, inflammation has been extensively described as crucial participant
in the pathogenesis of some behavioral disorders frequently encountered
during the clinical course in patients with neurodegenerative diseases as
Alzheimer’s disease (AD) and Parkinson’s disease (PD), stroke, or even cancer.
In fact, the inflammatory factors, among which cytokines are the most representative
mediators, may amplify brain damage by interacting with neuroendocrine
system, playing a direct neurotoxic role and significantly impairing
neurogenesis and repair. However the specific impact of cytokines on behavioral
disorders within the pathological process of each disease is to date still
evasive.
In order to identify the relationships existing between inflammation and
depression in AD, PD, stroke and cancer pathogenesis, the research project of
this unit is aimed to investigate a number of peripheral inflammatory parameters
in patients suffering from these illnesses and to evaluate their possible
pathogenic impact on depression and on onset and progression of the disease.
Methods
This unit will include in the study 20 AD, 20 PD, 20 stroke, and 20 cancer
patients diagnosed following the standardized criteria as defined by the general
protocol of this project and 30 age and gender matched control subjects.
After informed consent, subjects will undergo 30-40 ml blood collection.
Then, the blood sample will be divided as follows: part of it will be used for
pro-inflammatory cytokine plasma analysis and the other part for blood cell
preparation, where the same molecules will be measured in cell supernatants
after in vitro LPS stimulation.
Since in some cases circulating pro-inflammatory cytokines are not
changed in patients because of the presence of homeostasis phenomena in
plasma, an additional in vitro study will be performed by our unit, in order to
measure cell produced cytokines following appropriated stimulus. Indeed as
for the cytokine IL-18, our previous study demonstrated that blood cells from
AD patients are able to produce increased levels of IL-18 as compared to cells
from control subjects; whereas the cytokine concentration measured in the
serum were not different between AD patients and controls [Bossù et al.
(2007) Brain Behav Immun].
In summary, this research unit will evaluate the levels of circulating proand
anti-inflammatory cytokines in plasma and blood cells of subjects
enrolled by the clinical units of the project and will analyze their relationship
2008 741

Sezione III: Attività per progetti
with the clinical parameters of depression. The methods which will be used
for program implementation are hereafter described in more detail.
Blood collection and processing – 40 ml of blood will be obtained from
each patient and control subject and divided for plasma obtainment after centrifugation,
and blood cell separation.
Plasma will be obtained by centrifugation of blood samples and aliquots
were stored at -80°C until assays. Peripheral blood mononuclear cells (PBMC)
will be freshly isolated from heparinized venous blood by centrifugation on
density gradient (Lympholyte-H, Cederlane, Hornby, Canada). Then, 2 x 106
PBMC suspended in 0.5 ml of medium (RPMI 1640 medium, Invitrogen Life
Technologies) supplemented with 10% fetal bovine serum (Hyclone, Logan,
UT), will be plated in 48-wells culture plates, and incubated at +37°C for 18 h
in the absence or presence of LPS (2, 20 and 200 ng/ml; E. coli strain O55:B5,
Sigma). After incubation, cell supernatants will be collected and stored to -
80°C until cytokine determinations.
Cytokine measurement – Plasma and cell derived basal as well as LPSinduced
production of cytokines (IL-18, IL-6, IL-1b, TNFa, IFNg,IL-10 and
TGFb) will be determined with ELISA by using commercially available kits
(MBL, Japan; Endogen, USA; R&D system, USA) according to the manufacturer’s
instructions. The concentration of tested soluble factors will be measured
against a curve of recombinant purified standard for each molecule.
Analysis will be run in duplicates and results will be expressed in pg/ml.
Statistical analysis – Data will be analyzed by analysis of variance
(ANOVA), by considering all variables. Results will be expressed as
mean±SEM. A value of p

RF07.96 – Depressive features in medical (neurological and oncological) patients recruited…
U.O. 3 – Laboratorio di Neurologia Sperimentale
Nicola Biagio Mercuri
Specific contribution of the unit to the project
The work of our research unit will be divided in two parts: an experimental
and a clinical one.
Experimental part – The experimental plan will examine the role of
endogenous and exogenous cannabinoid agonists on the activity of
dopaminergic and non-dopaminergic cells in the rodent substantia nigra
pars compacta and reticulata maintained in vitro. Given the emerging role
of a dysfunction of cannabinoids in the pathophysiology of depressive
symptoms and the frequent occurrence of depression in parkinsonian
patients, it would be important to study if the function of cannabinoids on
single neurons are altered in conditions of dopamine-depletion (reserpine),
or when a partial destruction of the dopaminergic cells is obtained by using
neurotoxins (6-hydroxi-dopamine, MPTP) in rodents. If an alteration of the
electrophysiological responses to cannabinoids will be detected at either
presynaptic or postsynaptic level in dopaminergic and non-dopaminergic
neurons in the animal models of Parkinson disease (PD), we also plan to
study if a prolonged treatment (2-3 weeks) with the SRRI inhibitor fluoxetine
is able to restore the altered responses to cannabinoids.
Clinical part – The study will be conducted on a group of 30 PD patients
having a comparable UPDRS score 15 without depressive symptoms and 15
with depression. We plan to examine and evaluate the content of cannabinoids
in the blood and cerebrospinal fluid of depressed and non-depressed
subjects. If a difference will be found in the levels of cannabinoids between
depressed and non-depressed PD patients and the function of cannabinoids
on the dopaminergic and non dopaminergic neurons will be changed by
dopamine depletion and antidepressants, we believe that the comprehension
of the possible role of cannabinoids in the psychic disturbances affecting PD
will be enhanced. Therefore, it will be eventually possible to manipulate not
only the dopaminergic but also the cannabinoid system in order to obtain a
better control of the cohort symptoms affecting PD.
Methods
Electrophysiological experiments – Experiments will be done using standard
electrophysiological techniques [Marinelli et al. 2007; Mercuri et al.
1995]. For patch clamp recordings, mice of 14-70 days will be used, whereas
for extracellular and intracellular recordings adult mice can be also used. The
animals will be anesthetized with halothane and then sacrificed by decapitation.
All the experiments and procedures will follow international guidelines
for ethical use of animal in scientific experiments (European Community
Directive Council of 24 November 1986-86/609/EEC). The brain will be rap-
2008 743

Sezione III: Attività per progetti
idly removed from the skull; a tissue block containing brain areas of specific
interest will so obtained. For the experiments in Substantia Nigra pars compacta
(SNpc), a tissue block containing the brainstem will be taken. From this
axial slices containing SNpc will be obtained. The slices will be obtained using
a vibratome; thickness will be comprised between 200 and 300 micron for different
experimental conditions (intracellular or whole-cell recordings). Slicing
will be done in an refrigerated (8-12 °C) electrolytic solution. Slices will be left
to recover in ACSF at 33 °C for at least 30 min. A single slice will be then
transferred to a recording chamber where the slice will be submerged by a
continuously flowing (2,5 ml/min a 34 °C, pH 7.4) ACSF oxygenated with the
gas mixture O2 95 % and CO2 5 % to sustain cellular metabolism and maintain
acid-base equilibrium. The composition of the physiological solution
(ACSF) will be (in mM): NaCl 126; KCl 2.5; MgCl2 1.2; CaCl2 2.4; NaH2PO4
1.2; NaHCO3 19; glucose 10.
The recording electrodes will be obtained from 1.5-mm borosilicate capillaries
pulled with a puller and filled with a 2-mM KCl or 2 mM K-acetate containing
solution. Using this procedure, electrodes will have a tip resistance of
35/80 MOhm. Membrane voltage and current signals will be recorded using
an Axoclamp-2B amplifier. The signals will be digitized by use of an analogic/digital
converter and saved in a computer for offline analysis.
Clinical experiments – Two groups will consist of 15 age-matched patients
who are going to have lumbar puncture as part of the diagnostic process. The
endogenous anandamide levels, will be measured by extracting lipids from 1
ml CSF and the organic phase will be dried under nitrogen [Pisani et al.
2005]. Possibly, the anandamide levels will be detected in PD patients having
the same stage of disease. Parkinson Disease patients enrolled in this study
will be firsts studied by a psychiatric point of view, to discriminate the presence
of Depression signs. Therefore a battery of Major and minor depression
will be diagnosed by means of the SCID-I, a structured clinical interview for
DSMIV axis I disorders widely used in psychiatric research studies. The interview
consists of standardized diagnostic questions arranged in modules corresponding
to each DSM-IV axis I disorder. As regards MiD, DSM-IV criteria
reported the presence of depressed mood or loss of interest in activities with
at least one but less then four additional symptoms such as guilt feelings,
indecisiveness, suicidal ideation, etc. were adopted.
To obtain a subjective measure of depression severity, patients also received
the BDI (0-9, normal mood; 10-18, mood ranging from mild to moderate
depression; 19-29, mood ranging from moderate to severe depression; and 30-
63, severe depression). To control for the interference of PD somatic symptoms
on the overall BDI score, we will distinguish the BDI items that assess
cognitive-affective symptoms from those that assess physiological symptoms
of depression. Accordingly, for statistical analyses we will consider only those
scores obtained on BDI items that assess the cognitive-affective dimension of
depression (BDI-Psy). Moreover, clinical scale such as UPDRS will be administered
to each patient at the beginning of the study.
744 2008

RF07.97 – FROM PATHOGENETIC MECHANISMS
TO BIOMARKERS AND DEVELOPMENT
OF THERAPEUTIC AND MANAGEMENT
PROCEDURES IN PARKINSON’S
DISEASE TREATMENT
Programma Strategico (PS)
Coordinatore scientifico di programma
PAOLO CALABRESI
Università di Perugia – Fondazione Santa Lucia
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007

Sezione III: Attività per progetti
AFFERENT PROJECTS
1 –MOLECULAR MECHANISMS AND BEHAVIORAL ASPECTS IN EXPERIMENTAL
MODELS OF PARKINSON’S DISEASE
Responsabile scientifico: Paolo Calabresi
Destinatario istituzionale: Fondazione Santa Lucia
2 –ANALYSIS OF COGNITIVE AND NEUROPSYCHIATRIC DISTURBANCES IN
PARKINSON’S DISEASE AND PARKINSONISMS: IMPLICATIONS FOR EARLY DIAGNOSIS
Responsabile scientifico: Gianfranco Spalletta
Destinatario istituzionale: Fondazione Santa Lucia
3 –FROM L-DOPA TO STEREOTAXIC SURGERY: NEW THERAPEUTIC PROSPECTS FOR
PARKINSON’S DISEASE
Responsabile scientifico: Paolo Stanzione
Destinatario istituzionale: Fondazione Santa Lucia
4 –EPIDEMIOLOGY AND DEVELOPMENT OF TOOLS OF SOCIO-SANITARY INTEGRATION
IN THE MANAGEMENT OF PATIENTS AFFECTED BY PARKINSON’S DISEASE AND OTHER
NEURODEGENERATIVE DISEASES WITH CONCOMITANT MOTOR DISORDER
Responsabile scientifico: Sandro Sorbi
Destinatario istituzionale: Regione Toscana
5 –IMAGING AND BIOLOGICAL MARKERS OF DISEASE PROGRESSION
Responsabile scientifico: Maria Grazia Bruzzone
Destinatario istituzionale: Istituto Neurologico Nazionale Carlo Besta di
Milano
SHORT DESCRIPTION OF THE GENERAL AND SPECIFIC
OBJECTIVES OF THE STRATEGIC PROGRAM (SP)
Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative motor disorder caused by
progressive reduction of dopamine levels in the striatum, due to progressive
degeneration of nigrostriatal neurons. Worldwide, the medical costs associated
with the disease are estimated to be around 23 billion dollars per year,
with profound economic implications for the medical healthcare organizations.
Being an age-related disease, incidence and prevalence of PD are constantly
increasing, due to the progressive increase of human lifespan, thus
bringing to a critical amplification of the related social and medical costs.
Our project will span from the study of the pathogenic mechanisms
underlying PD – based on the use of well standardized experimental models –
to the implementation of new clinical tools, in the frame of a multi-integrated
approach.
The general objective is to identify new biomarkers that may be used both
for early diagnosis of PD and for monitoring the disease progression; this will
lead to the development of new procedures for the management of therapy in
PD patients.
The Project will be characterized by a collaborative translational approach:
starting from the preclinical analysis of experimental models, we will focus on
746 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
the implementation of new therapeutic targets and functional healthcare procedures
to be applied in a new, integrated therapeutic strategy for PD. The Project
will have 5 specific aims:
1) to further clarify molecular and cellular mechanisms underlying
the disease;
2) to find early markers for cognitive disabilities in PD patients and other
parkinsonisms;
3) to develop new imaging tools and biological markers for an early diagnosis
and monitoring of disease progression;
4) to implement efficient pharmacological approaches and new anatomical
targets in the stereotaxic surgery approach to PD treatment;
5) to develop integration tools in the management of PD patients with
concomitant motor disturbances and cognitive deficit.
The consortium of research units involved in the Project represent an
internationally recognized network of excellence, with specific preclinical and
clinical multidisciplinary expertise in the field of neurodegenerative diseases
and in particular in PD.
SHORT DESCRIPTION OF THE ORGANISATIONAL STRUCTURE
OF THE STRATEGIC PROGRAM (SP)
A Coordination Board (Comitato di Coordinamento, CdC) will be created,
which will include the Program Coordinator and the scientific leaders of the 5
specific research projects. CdC will meet regularly to monitor research activities,
examining deviations from the original plans and devise, if necessary, corrective
actions. Interaction among participating units (Unità Operative, U.O.)
will be strongly encouraged and a specific effort will be made to homogenize,
as much as possible, all the experimental approaches. This will grant the harmonization
of the body of information obtained within the Program, which
will be collected in a general database. Such information will be, then, conveyed
to the scientific community and the healthcare medical system using
specific dissemination tools. In particular, three conferences will be organized
between the U.O.s and representatives of National Patients Associations at the
beginning, at the end of first year and at the end of the Project.
Segue la descrizione dei singoli progetti.
2008 747

Sezione III: Attività per progetti
1 –MOLECULAR MECHANISMS AND BEHAVIORAL ASPECTS
IN EXPERIMENTAL MODELS OF PARKINSON’S DISEASE
Paolo Calabresi
Università di Perugia – Fondazione Santa Lucia
List of participating Units
U.O.1 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neurologia
Sperimentale, Roma – Ezia Guatteo
U.O.2 – Università degli Studi di Napoli Federico II, Dipartimento
di Neuroscienze, Napoli – Lucio Annunziato
U.O.3 – INM NEUROMED, Pozzilli (Isernia) – Ferdinando Nicoletti
U.O.4 – IRCCS Istituto di Ricerca San Raffaele, Milano – Riccardo Brambilla
U.O.5 – Istituto Superiore di Sanità, Roma – Enrico Alleva
U.O.6 – Università di Milano, Dipartimento di Farmacologia, Milano –
Monica Di Luca
Description of the project
What is already known on the subject
The most commonly used animal model to study Parkinson’s disease is
represented by 6-OHDA lesioned rodent, showing a permanent striatal
dopamine depletion. The treatment of dopamine neurons in the slice preparation
with this toxin causes calcium accumulation and diminished ATP levels
into the cytoplasm [1] . These effects may be the consequence of mitochondrial
dysfunction that renders these organelles unable to buffer calcium ions.
Another mechanism through which dopamine neurons control calcium concentration
is represented by the sodium/calcium exchanger (NCX) that may
have a critical role in the selective vulnerability of DA neurons in PD [2] .
Lesioned animals show an altered localization of NMDA receptors in the
striatum with an increased expression of the NR2A subunit [3] . Since MAGUK
proteins are involved in the NMDA receptor localization, a new therapeutic
strategy may target MAGUK proteins in order to re-balance the NMDA receptor
assembly in the lesioned rodents. Dyskinesia induced by L-DOPA treatment
may involve the ERK pathway, downstream NMDA receptor activation.
Indeed, ERK KO mice, lesioned and subsequently treated with L-DOPA, show
a decreased level of dyskinesia, thus suggesting the ERK pathway as possible
therapeutic target. Striatal and nigral neurons express both ionotropic and
metabotropic (mGluR) glutamate receptors. Activation of mGluR II is neuroprotective
because it inhibits glutamate release. Similarly, the presence of
GDNF and TGF-b has neuroprotective effect in in vitro models of PD. Thus,
modulation of mGluR II may affect GDNF and TGF-b levels and exert neuroprotection.
Recently, both genetic and pathogenetic models of PD have been
748 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
available with partial denervation. These animals represent a very interesting
model to study the relationship between the cellular alterations and behavioral
modifications at different stages of the disease.
1. Guatteo et al. (2005) Neurotoxicology 26: 857-868.
2. Annunziato et al. (2004) Pharmacol Rev 56: 633-654.
3. Picconi et al. (2004) J Neurosci 24: 5283-5291.
What the project adds to the information already available
The information deriving from the project will help to further elucidate
the pathogenic mechanisms of PD through the following specific items:
1. Characterization of the role of mitochondria in calcium buffering and
ATP levels in dopamine neurons in in vitro models of PD. The role of mitochondria
in calcium buffering during exposure to neurotoxins (6-OHDA,
rotenone) will be defined at single dopamine neuron level. In particular,
effects of the neurotoxins on sodium homeostasis and ATP production, both
linked to maintenance of the mitochondria membrane potential, will be
explored. Antioxidants will be also tested as possible neuroprotective agents.
2. Study of the role of NCX in calcium homeostasis in striatal and nigral
neurons during metabolic stress and in genetic models of PD. The role of
NCX during neurotoxin treatment of primary mesencephalic and striatal neurons
obtained from controls and genetic models of PD (parkin, a-synuclein)
will be explored. Moreover, possible alterations in sensitivity to neurotoxins
and in the expression profile of NCX isoforms will be studied in parkinsonian
animals (genetic models).
3. Rebalancing of NMDA receptor subunits as a therapeutic approach for
PD. Rearrangement of NMDA subunits in the striatum in partially/totally denervated
animals may have implications in neurodegeneration. The treatment of 6-
OHDA lesioned animals with TAT peptides will be explored in order to re-balance
the NMDA receptor subunit composition and a correct motor performance.
4. Characterization of the role of mGluRs (mGluR II) in neurotrophin
production. The involvement of mGluR II in the regulation of GDNF e TGF-b
levels will be analyzed in order to explore their neuroprotective role and the
reduction of motor disabilities in pathogenic models of PD.
5. The lentiviral-mediated modulation of the Ras-ERK pathway as a neuroprotective
strategy. The lentiviral-mediated modulation of the Ras-ERK
pathway as neuroprotective approach toward a damage induced by neurotoxins
will be analyzed.
6. Characterization of a rodent model with partial and progressive denervation.
Collection of information obtained from an animal model with biological
markers and behavioral profile alterations in an early stage of Parkinson’s
disease may be transferred to clinical practice.
This project will produce new information on the physiopathology of PD,
will select new therapeutic strategies aimed to slow down the progression of
the disease with potential implications for SSN and drug companies.
2008 749

Sezione III: Attività per progetti
Detailed description of the project’s main and secondary objectives
Parkinson’s disease (PD) is characterized by striatal dopamine depletion due
to the selective degeneration of the dopamine-containing neurons, localized in
the substantia nigra pars compacta (SNpc) of the ventral mesencephalon. The
degeneration is due to a complex interplay of factors including oxidative stress,
mitochondrial dysfunction and deficits in the ubiquitin/proteasome system [Vernon
et al. 2005]. The glutamatergic input to the SNpc, originating in the subthalamic
nucleus (STN), is also important, not as a primary cause of cell death but in
the progressive degeneration. Dopamine neurons express both ionotropic and
metabotropic glutamate receptors and, because of the large side effects produced
by antagonists of NMDA receptors in humans [Lee et al. 1999], recent attention
has focused on the role of metabotropic receptors as potential target for therapeutic
intervention.
The main aim of this project is to identify some of the mechanisms
responsible for the dopamine neuron degeneration and striatal modifications
in in vitro and in vivo models of Parkinson’s disease. Our interest is also
focused on the identification of potential neuroprotective drugs or neuron
treatments with lentiviral vectors and TAT proteins to interfere with intracellular
pathways potentially involved in cell degeneration.
1. Guatteo’s Unit will focus on the mechanisms causing neurodegeneration
in dopamine neurons treated with selective mitochondrial neurotoxins,
in order to produce subliminal metabolic impairment. We will analyze ion
(Ca 2+ , Na + ) homeostasis and mitochondrial membrane potential changes in
treated neurons and if antioxidants, increased ATP levels or agonists to
mGluR can attenuate these disturbances.
2. Annunziato’s Unit will concentrate on the role of the sodium/calcium
exchanger (NCX) in the regulation of calcium concentration([Ca 2+ ] i
) in genetic
(a-synuclein and parkin) and epigenetic (neurotoxin treated) models of PD,
since it represents an important mechanism, ATP-independent, to control
[Ca 2+ ] i
highly expressed in the dopaminergic neurons (NCX1).
3. Nicoletti’s Unit will investigate the role of mGluR II in the production of
GDNF and TGF-b factor, which are considered neuroprotective agents for
dopamine neurons in experimental parkinsonisms. mGluR II allosteric modulators
will be used onto primary cultures and for systemic mouse treatment to measure
the expression of GDNF and TGF-b factor in the brain areas involved in PD.
4. Brambilla’s Unit will study the involvement of the Ras-ERK pathway in
neuroprotection of nigral and striatal neurons, in in vivo and in vitro models of
PD. After a preliminary validation on cultured striatal neurons, lentivirus expressing
mutant cDNA to potentiate or inhibit the Ras-ERK pathway, will be directly
injected into the mouse SNpc or the dorsal striatum, before 6-OHDA lesion.
Behavioral tests will give information on their motor performance and TH staining
and counting on brain slices will provide evidence for actual neuroprotection.
5. Alleva’s Unit will study a rat model (in vivo) showing partial and progressive
degeneration, in order to identify behavioral criteria aimed to perform
early diagnosis of PD. The lesion will be carried out also in transgenic
mice to combine genetic manipulation to lesion techniques.
750 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
6. Di Luca’s Unit will investigate striatal modifications in in vitro and in
animal models of progressive dopamine depletion, obtained by treating animals
with 6-OHDA. Particularly, we will analyze the composition of NMDA
receptor subunits in animals with different degrees of dopamine depletion,
and their interaction with the MAGUK proteins, which regulate the synaptic
localization of NMDA receptors. The possibility to interfere with MAGUK proteins
via a cell-permeable TAT peptide will allow for an in vivo analysis of the
motor performance of partially depleted animals.
Methods
Population
TH-GFP mice (n=220) and rats (n=230) will be used to perform in vitro
studies on mesencephalic acute and organotypic slices. Transgenic mice for
parkin and a-synuclein and for NCX isoforms will be used to study NCX
involvement in selective vulnerability of dopamine neurons in the PD in vitro
models. Rats and mice will be lesioned with MPTP, rotenone, L-BMAA, and 6-
OHDA to perform in vivo studies. Behavior tests and in vivo studies will be
performed onto transgenic mice obtained by lentiviral transfection, lesioned
with 6-OHDA and subsequently treated with L-DOPA to evaluate L-DOPAinduced
dyskinesia. C57 Black mice will be used, for in vivo and in vitro experiments,
to evaluate the involvement of mGluR II in controlling GDNF and
TGF-b levels. Transgenic mice for parkin and a-synuclein will also be used to
obtain the in vivo model of PD for the early diagnosis of the disease.
Interventions and study design
– Measures of electrical activity, cytosolic calcium and sodium concentrations
and mitochondrial membrane potential onto dopaminergic neurons will be performed
by means of the patch-clamp technique combined to microfluorometry.
– The role of NCX in neuronal activity and degeneration during treatment
with neurotoxins and in transgenic mice (expressing different NCX isoforms
or for parkin and a-synuclein) will be investigated by means of immunohystochemistry,
in situ hybridization and electrophysiology on primary cultures of
striatal and mesencephalic neurons.
– The role of mGluR II in the production of GDNF and TGF-b will be
tested in vitro on primary astrocyte, neurons and mixed astrocytes and neurons
cultures; in vivo, by treating C57 Black mice with allosteric modulators
of mGluR II. GDNF and TGF-b levels will be evaluated in cultures and in the
brain areas involved in PD by means of in situ hybridization, Western blot
analysis, ELISA, and quantitative RT-PCR techniques.
– The study on the involvement of Ras-ERK pathway in neuroprotection
of nigral and striatal neurons in in vivo models of L-DOPA-induced dyskinesia
(LID) and in dopamine dysregulation syndrome (DDS) will be performed by
means of lentiviral transfection into dorsal striatum. Behavioral tests will
include rotation behavior and abnormal voluntary movements; to measure
cell survival we will perform TH immunohystochemistry and cell counting on
brain slices from injected animals.
2008 751

Sezione III: Attività per progetti
– A rat early model of PD will be defined by means of behavioral tests
aimed to obtain further and detailed evaluation of cognitive, emotional and
motor abilities of the animals showing a bilateral, mild and progressive
degeneration of dopaminergic system. Particularly, the depression-like
behavior in 6-OHDA lesioned rats will be investigated. We will assess a number
of endpoints including activity levels, anhedonia toward either a social or
a non-social stimulus, despair behavior, alteration of circadian rhythms, anxiety-like
behavior, etc. In addition, cognitive and motor abilities will be carefully
monitored. Finally, different environmental conditions (e.g., isolation or
mild psychosocial stress) will be used to further explore the vulnerability of
experimental animals to show depression-like behavior. Parallel studies will
provide information on neurochemical and endocrine alterations, of
dopamine and serotonin levels, neurotrophin and stress hormones, evaluated
by means of ELISA in different brain areas (striatum, hippocampus, hypothalamus).
The same model of partial denervation will be produced also in
mice to combine lesion-induced and genetic (a-synuclein) models of PD.
– The modifications of NMDA receptor subunits expression in lesioned
animals will be evaluated by means of western blot analysis, immunoprecipitation,
and behavioral tests to evaluate the motor performance of parkinsonian
rat. Particularly, we will carefully evaluate the molecular composition of
the glutamatergic synapse (TIF fraction) in partial lesioned animals in presence
or absence of chronic treatment with the TAT2A peptide able to disrupt
MAGUK/NR2A interactions. Treatments of partial lesioned animals with
TAT2A (-SDV) control peptide (lacking the last C-terminal three amino acids
of NR2A) will be also performed as controls. Molecular composition of the
glutamatergic synapse will be evaluated also in sham-operated rats treated
with the TAT2A peptide. In addition, immunoprecipitation analysis will be
performed to study in details the modifications of NR2A/NR2B interactions
with each MAGUK member in partial lesioned animals as well as the effect of
TAT2A treatment on NMDA/MAGUK complexes.
General transferibility and potential impact of results
The results produced by the close interaction among the participating
units will contribute to a better characterization and integration of the different
models of PD and L-DOPA-induced dyskinesia. The in vitro experiments
on single striatal and mesencephalic neurons may give important information
on the involvement of specific proteins and intracellular pathways in neuronal
degeneration, induced by metabolic impairment and oxidative stress. The
genetic manipulation of genes encoding for parkin and a-synuclein or the
selective expression of NCX isoforms in neurons may give information on
how these proteins affect neuronal activity, resistance to metabolic insults and
treatment with neurotoxins, respect to their controls. The modulation of
intracellular proteins with lentiviral transfections or by means of TAT peptides,
which control the synaptic expression of metabotropic and ionotropic
glutamate receptors, primarily tested on cultures, will be useful for their use
in vivo as putative symptomatic or neuroprotective agents in PD.
752 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
Output(s) of the project
The multidisciplinary approach of the present project, by covering analysis
from the molecular and single cell level to behavioral performances in living
animals, will provide the following outputs:
Objective 1 – Characterization of the role of mitochondria in calcium
buffering and ATP levels in dopamine neurons in in vitro models of PD. The
role of mitochondria in calcium buffering during exposure to neurotoxins
(6-OHDA, rotenone) will be defined at single dopamine neuron level. In particular,
effects of the neurotoxins on sodium homeostasis and ATP production,
both linked to maintenance of the mitochondria membrane potential,
will be explored. Antioxidants will be also tested as possible neuroprotective
agents.
Deliverables
D1.1 Characterization of the role of mitochondria in calcium buffering in
dopamine neurons in in vitro models of PD.
D1.2 Study of the effects of the neurotoxins on sodium homeostasis and
ATP production.
D1.3 Definition of the neuroprotective effects of antioxidants.
Objective 2 – Study of the role of NCX in calcium homeostasis in striatal
and nigral neurons during metabolic stress and in genetic models of PD.
The role of NCX during neurotoxin treatment of primary mesencephalic
and striatal neurons obtained from controls and genetic models of PD
(parkin, a-synuclein) will be explored. Moreover, possible alterations in sensitivity
to neurotoxins and in the expression profile of NCX isoforms will be
studied in parkinsonian animals (genetic models).
Deliverables
D2.1 Definition of the role of NCX in calcium homeostasis in striatal and
nigral neurons during metabolic stress in control animals and in genetic models
of PD.
D2.2 Study of the alterations in the expression profile of NCX isoforms in
parkinsonian animals (genetic models).
Objective 3 – Rebalancing of NMDA receptor subunits as a therapeutic
approach for PD. Rearrangement of NMDA subunits in the striatum in partially/totally
denervated animals may have implications in neurodegeneration.
The treatment of 6-OHDA lesioned animals with TAT peptides will be
explored in order to re-balance the NMDA receptor subunit composition and
a correct motor performance.
Deliverables
D3.1 Characterization of the effects of TAT peptides administration in
parkinsonian animals with full lesion.
D3.2 Characterization of the effects of TAT peptides administration in
parkinsonian animals with partial lesion.
2008 753

Sezione III: Attività per progetti
Objective 4 – Characterization of the role of mGluRs (mGluR II) in neurotrophin
production. The involvement of mGluR II in the regulation of
GDNF e TGF-b levels will be analyzed in order to explore their neuroprotective
role and the reduction of motor disabilities in pathogenic models of PD.
Deliverables
D4.1 Characterization of the role of mGluRs (mGluR II) in neurotrophin
production.
D4.2 Study of neuroprotective effects of neurotrophins in PD models.
Objective 5 – The lentiviral-mediated modulation of the Ras-ERK pathway
as a neuroprotective strategy. The lentiviral-mediated modulation of the Ras-
ERK pathway as neuroprotective approach toward a damage induced by neurotoxins
will be analyzed.
Deliverables
D5.1 Molecular analysis and definition of the role of ERK pathway in striatal
synaptic plasticity.
D5.2 Definition of the role of ERK pathway in motor control.
Objective 6 – Characterization of a rodent model with partial and progressive
denervation. Collection of information obtained from an animal model
with biological markers and behavioral profile alterations in an early stage of
Parkinson’s disease may be transferred to clinical practice.
Deliverables
D6. Classification of behavioral alteration and motor deficits as tools to
detect an early model of PD.
Milestones alongside the project
M1. Evaluation of the efficacy of neurotoxins to reproduce biochemical
and functional features of PD in brain slices (6 months).
M2. Evaluation of mitochondrial impairment in cellular models of PD
(months 6-10).
M3. Assessment the involvement of NCX in maintenance of calcium
homeostasis in toxin-based and genetic models of PD.
M4. Assessment the efficacy of positive and negative allosteric modulators
of mGluR II in affecting GDNF and TGF-b levels.
M5. Definition of the efficacy of lentiviral transfection in modulating Ras-
ERK pathway.
M6. Obtainment of a mouse model with partial and progressive dopaminergic
degeneration.
M7. Rebalancing of NMDA receptor subunit composition in 6-OHDA
lesioned rats after treatment with TAT peptide.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 1 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
754 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
U.O.1 – Laboratorio di Neurologia Sperimentale
Ezia Guatteo
Specific contribution of the unit to the project
The present unit will focus on the early functional alterations occurring in
dopamine (DA) neurons in midbrain slices treated with toxins (6-OHDA,
rotenone) commonly used to produce animal models of PD. These alterations
may activate cell death pathways responsible for the large degeneration
occurring in vivo. Indeed, unilateral 6-OHDA lesions in rats provide striatal
DA depletion highly selective for the dopaminergic neurons. Rotenone exposure
may be more representative of PD than 6-OHDA because, in addition to
extensive DAergic denervation, it produces intracellular inclusions and denervation
of other neuron types. Apart from in vivo models, the toxicity of these
compounds have been investigated mainly in cultured mesencephalic neurons
or on dopamine synthesizing cell-lines, and very little work has been done in
brain slices, a preparation in which DA neurons show a mature phenotype
and most of synaptic connections are preserved. Previous data from our laboratory
have shown that short application (10 min) of 6-OHDA to DA neurons
in acute slices produce calcium accumulation into the cytoplasm, activation
of a potassium current and silencing of the spontaneous activity. Aim of this
project is to better characterize the acute effects of 6-OHDA in comparison
with those evoked by rotenone, to identify early modifications that may trigger
neurodegeneration.
With regard to 6-OHDA, our previous results suggest the involvement of
mitochondria as possible calcium source. Here, we will investigate the
involvement of two pathways through which mitochondria release calcium
into the cytoplasm, the sodium/calcium exchanger and the permeability transition
pore. Mitochondrial ATP synthesis depends on the proton motive force
and consequently on the mitochondrial membrane potential. To this regard,
we will measure mitochondrial membrane potential changes in response to
toxins to gain information on their capability to produce ATP. Also the sodium
homeostasis may be challenged by these neurotoxins. Similar approach will
be applied to study rotenone effects. We expect that rotenone may cause a
drop of ATP synthesis and a disturbance in ion homeostasis. Moreover, we
will test the possibility that antioxidants may ameliorate some of the cellular
responses caused by ROS production.
Methods
Rats (P 18-21) and mice (P3-5, TH-GFP) will be used for acute and organotypic
slice experiments, respectively. To compare the data between the 2
preparations, recordings will be made also on acute slices from TH-GFP mice.
The use of TH-GFP mice for organotypic slices is useful to select dopaminergic
neurons in a preparation in which the tissue architecture is modified during
culturing.
2008 755

Sezione III: Attività per progetti
Slice preparation and electrophysiology – Rats are anaesthetized with
halothane and killed by decapitation. Horizontal midbrain slices (250 mm
thickness) are cut by means of a vibroslicer (Leica, VT 1000S) in a cold (8-
12°C) artificial cerebrospinal fluid (ACSF) containing (mM): NaCl 126, KCl
2.5, MgCl2 1.2, CaCl2 2.4, NaH2PO4 1.2, NaHCO3 19, glucose 10, bubbled
with carbogen (95% O 2
/5% CO 2
; pH 7.4). After recovery at 33 8C for at least
1 h, slices are individually placed in a recording chamber mounted on the
stage of an upright microscope (Axioscope, Zeiss) and continuously superfused
(3 ml/min; 33–34 8C) with ACSF. For organotypic cultures, coronal
midbrain slices are obtained from P3-5 TH-GFP mice and plated onto a Millicell-CM
membrane (Millipore) in a Petri dish containing a culturing media
made of: D-MEM 50%, HBSS 25%, Horse Serum 25%, glucose 36 mM, L-
Glutamine 0.5 mM, and cultured up to 25 DIV. Media is changed every 3
days. Neurons are visualized with infrared video microscopy (Hamamatsu,
Japan) and GFP+ neurons are visualized by excitation at 480 nm. Whole-cell
recordings (in voltage or current-clamp) are obtained using an Axopatch 1D
or Multiclamp 700A amplifier (Axon Instr.). Patch pipettes (3–4 MV) were
made from borosilicate glass (outer diameter, 1.5 mm) and pulled with a
PP-88 (Narishige, Japan) puller. They are filled with a solution containing
(mM): K-gluconate 150, MgCl2 2, EGTA 0.1, HEPES 1, ATP 2, GTP 0.3; pH
adjusted to 7.3 with KOH.
Microfluorometry – Calcium (fura-2), sodium (SBFI) and mitochondria
membrane potential (Rhodamine 123)-sensitive dyes are loaded into the cell
via the patch pipette and excited via a X40 water immersion objective (Olympus,
Hamburg, Germany) by epi-illumination with light provided by a monochromator
(Till Vision). Excitation light is 340 and 380 nm for fura-2 and
SBFI, 480 nm for Rhodamine 123. Emission light passes a barrier filter (500
nm) and is detected by a CCD camera (Photonic Science, Millham, UK).
Images are acquired at 6- or 12-s intervals using Till Vision software. We will
record membrane currents and voltage changes in response to short applications
of 6-OHDA (1 mM) or rotenone (50 nM), both inhibitors of complex I of
mitochondria respiratory chain.
– In the first set of experiments we will analyze the toxin effects membrane
currents and calcium concentration simultaneously, in the presence
and in the absence of antioxidants (trolox), to see if the calcium accumulation
and/or the membrane currents are mediated by ROS generation.
– In a second set, we will measure calcium concentration changes,
induced by toxins, in the presence of CGP 37157, a blocker of the mitochondria
sodium/calcium exchanger to see if the calcium accumulation is due to
release from mitochondria.
– Next, we will measure calcium concentration in the presence of agonist
and antagonist of the mitochondria transition pore (MTP, atractyloside and
cyclosporin A, respectively) to verify the role of these organelles in calcium
accumulation.
Paired and unpaired Student’s t-test will be used to calculate significance
level (P

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
2 –ANALYSIS OF COGNITIVE AND NEUROPSYCHIATRIC DISTURBANCES
IN PARKINSON’S DISEASE AND PARKINSONISMS: IMPLICATIONS
FOR EARLY DIAGNOSIS
Gianfranco Spalletta
Fondazione Santa Lucia
List of participating Units
U.O.1 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neuropsichiatria,
Roma – Gianfranco Spalletta
U.O.2 – IRCCS Centro Neurolesi Bonino Pulejo, Ambulatorio Disordini
del Movimento, Messina – Silvia Marino
U.O.3 – Università di Brescia, Clinica Neurologica – Alessandro Padovani
U.O.4 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neurologia Clinica
e Comportamentale, Roma – Antonella Peppe
U.O.5 – Istituto Auxologico Italiano, Divisione di Neurologia
e Neuroriabilitazione, Piancavallo (VB) – Alessandro Mauro
U.O.6 – IRCCS Fondazione Salvatore Maugeri, Servizio di Neuroriabilitazione
e Disturbi del Movimento, Veruno (NO) – Antonio Nardone
Description of the project
What is already known on the subject
The prevalence rate for neuropsychiatric symptoms of depression, anxiety,
and hallucinations in subjects with Parkinson Disease (PD) has a very
wide range. This suggests how undefined the results of studies done up till
now are. Moreover, longitudinal studies suggest that the majority of subjects
with PD could develop dementia during the course of the disease. In particular,
the pattern of cognitive deficit is quite variable and includes episodic
memory deficit, visual-spatial deficit, verbal fluency deficit and dysexecutive
syndrome. Moreover, the impact of neuropsychiatric and cognitive symptoms
on the quality of life of the patient, on the family burden and on society can
be compared to other forms of dementia. This causes a large increase in
health related costs. The issue of neuropsychiatric and cognitive comorbidity
is further complicated if we consider variants with extrapiramidal syndromes
such as Lewy body dementia (LBD) and other degenerative and nondegenerative
parkinsonisms such as Progressive Supranuclear Palsy (PSP), Multisystem
Atrophy (MSA), Corticobasal degeneration (CBD), and vascular PD. Deep
Brain Stimulation (DBS), whose rationality is the functional inactivation of
specific cerebral targets pathologically hyperactive in PD, is the therapeutic
strategy for patients affected by serious disabilities correlated to motor complications,
untreatable from a pharmacological point of view. Relevant data
on the efficacy on control of motor complications substantially agree. Unfortunately,
much of the data on cognitive and neuropsychiatric symptoms of
2008 757

Sezione III: Attività per progetti
patients who have undergone DBS of Subthalamic Nuclei are inconsistent.
This issue is of extreme importance because the subthalamus has a limbic
component that could mediate some of these symptoms.
– Costa A, Peppe A, Carlesimo GA, Pasqualetti P, Caltagirone C (2006) Eur J Neurol13:
972-980.
– Krack et al. (2003) N Engl J Med 349: 1925-1934.
– Marsh L, Williams JR, Rocco M, Grill S, Munro C, Dawson TM (2004) Neurology
63: 293-300.
What the project adds to the information already available
This study aims at evaluating the differential features of cognitive and
neuropsychiatric disturbances in subjects with PD and other parkinsonisms
at the onset of the disease vs. advanced phases. A cross-sectional model
could help to understand the phenomena changing along time in a time-limited
project. If psychopathological disturbances associated with Parkinson
disease are difficult to be studied, those that accompany other motor disturbances
are almost completely unknown. Therefore, it is urgent to fill this
gap in knowledge with studies aimed at a better diagnostic typing between
PD, LBD and other degenerative and vascular parkinsonisms. Another
important issue concerns the validity of diagnostic criteria of DSM-IV for
mood disturbances and anxiety disturbances in subjects with motor disturbances.
Detailed description of the project’s main and secondary objectives
The main aims of this study are:
1) to examine cognitive and behavioral symptoms in subjects with PD at
the onset of the illness – using both classical rating scales and DSM-IV-TR diagnostic
criteria and new neuropsychiatric questionnaires and modified diagnostic
criteria appropriately adapted for patients with movement disturbances – in
order to compare them to subjects in the advanced phase of the illness;
2) to examine the effect of the association of deep brain stimulation
(DBS) and the pharmacological treatment on neuropsychiatric symptoms, on
cognitive deficit and on emotional recognition in patients who underwent traditional
DBS surgery (NST\GPi);
3) to analyze the frequency of categorical and dimensional neuropsychiatric
and cognitive symptoms in other forms of rare Parkinsonisms, such as,
Progressive Supranuclear Palsy (PSP), Corticobasal Degeneration (CBD) and
Multisystem atrophy (MSA), in Lewy Body Disease (LBD) and in Vascular PD.
Methods
In this cross-sectional study, 300 patients affected by motor disturbances
will be recruited. In particular, we will include 150 subjects with idiopatic
Parkinson Disease (PD) of which 50 at onset and 100 in the advanced phase,
50 subjects with Dementia with Lewy Bodies (DLB); 50 subjects with vascular
758 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
PD; 25 subjects with Progressive Supranuclear Palsy (PSP); 20 subjects with
corticobasal degeneration (CBD) and 10 subjects with multisystemic atrophy
(MSA). The above mentioned diseases will be diagnosed following international
criteria. Other inclusion criteria will be: age between 35 and 75 years; a
written informed consent; vision and hearing sufficient for compliance with
testing procedures. Exclusion criteria will be: other concomitant neurological
or psychiatric illnesses; major medical illnesses.
Patients
Patients will be assessed using a clinical battery comprising: a neurological
battery including socio-demographic and clinical history, Unified
Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS), and Hoehn and Yahr scale. The
neuropsychological battery will include: Mini Mental State Examination,
Rey 15-word test, reduced Wisconsin Card Sorting, reduced Stroop Color-
Word test, Verbal and visual-spatial N-back, Verbal semantic fluency, Verbal
phonological fluency, Sentence construction, Immediate and deferred copy
of Rey figure. The neuropsychiatric battery will include: Psychiatric diagnosis
according with the DSMIV-TR (in this case we will use both the standard
diagnostic criteria and modified diagnostic criteria proposed by the Starkstein
group in order to improve the neuropsychiatric diagnosis in patients
with motor disturbances), Beck Depression Inventory, Toronto Alexithymia
Scale, Penn Emotional Recognition Test, Snaith-Hamilton Pleasure Scale.
In another part of the study we will include 20 idiopathic PD patients
treated with Deep Brain Stimulation (DBS). They will be clinically evaluated
with UPDRS Part III and with the neuropsychological and neuropsychiatric
battery above-mentioned. The evaluation of subjects with stimulator implants
will be carried out without any treatment and in 3 different phases: 1) during
proper and stable antiparkinsonian therapy and Stimulator on, 2) during
pharmacological therapy and DBS stimulator off since 90 minutes, 3) absence
of pharmacological therapy with DBS stimulator on.
The neuropsychological and behavioral tests will be carried out in a
random way on different days. In the subgroup of patients with DBS the
evaluation for depression will be carried out with a visual-analogical scale
to instantly capture the severity of the depression in each of the 4 experimental
conditions.
Cross-sectional sample analyses
Comparison among the different diagnostic groups (i.e. PD, DLB, vascular
parkinsonism, PSP, CBD, and MSA) on categorical variables will be
performed using the chi-square test. Comparisons on sociodemographic
characteristics (i.e. age and educational level), cognitive level, and neuropsychiatric
cognitive symptom severity will be performed using factorial Analysis
of Variance (ANOVA), followed by Fisher’s Protected Least Significant
Difference (PLSD) post-hoc test. In order to minimize the likelihood of type-
I error, univariate ANOVAs will be preceded by overall Multivariate Analyses
of Variance (MANOVAs) using all the continuous categories considered
in each of the analyses as dependent variables. In the subgroup of idiopathic
2008 759

Sezione III: Attività per progetti
PD patients, the comparison between the group at the onset of the illness
and that in the advanced phase will be carried out using Student t test and
chi square test.
Analyses in DBS patients
The cognitive and neuropsychiatric scores during different experimental
conditions will be analyzed using repeated measures analyses of variance
(ANOVAs) with the different cognitive and neuropsychiatric scores as a
between-subjects factor and different treatment phases as a within-subjects
factor with four levels. The level of statistical significance is defined as
p

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
M2. To compare early diagnosed versus advanced PD patients in terms of
non-motor symptoms.
M3. To quantify the usefulness of the characterization of cognitive and
neuropsychiatric symptoms in the differential diagnosis among the different
motor disturbances.
M4. To measure the impact of DBS on the cognitive and neuropsychiatric
symptoms.
M5. To define the inter-relationship between cognitive and neuropsychiatric
symptoms.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1 e 4 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia.
2008 761

Sezione III: Attività per progetti
U.O.1 – Laboratorio di Neuropsichiatria
Gianfranco Spalletta
Specific contribution of the unit to the project
Psychiatric symptoms (including mood and anxiety disorders, fatigue and
apathy, psychosis, and sleep disorders) and cognitive deterioration are quite
frequent in patients with Parkinson disease (PD) or other illnesses involving
movement disorders, such as Parkinson Disease (PD), progressive supranuclear
palsy (PSP), corticobasal degeneration (CBD), multisystem atrophy
(MSA) vascular parkinsonism, and Lewy body disease (LBD). These symptoms
are often a significant source of disability and constitute some of the
most difficult treatment challenges in the advanced phases of the illness.
Moreover, neuropsychiatric disturbances contribute considerably to reduced
quality of life, distress for the care giver and increased risk for admission to
nursing home in patients with PD. Most patients with Parkinson’s disease will
eventually develop dementia, and neuropsychiatric symptoms are more common
in those with Parkinson’s disease with dementia (PDD). Knowledge of
the wide variety of psychiatric symptoms and diagnostic skills to identify and
implement optimal treatment of these symptoms are thus of major importance
in the management of patients with PD or movement disorders. Thus,
main aim of the present Unit will be to investigate the prevalence of cognitive
and behavioral disturbances in patients affected by movement disorders at
various illness stages, by means of specific and suitable neuropsychiatric and
neuropsychological tests. Second aims will be to explore the correlation
between cognitive impairment and behavioral disturbances and to evaluate
their impact on quality of life and rehabilitative outcomes in those patients.
Methods
The present unit will include 80 patients with PD at different stage of the
disease (30 at early stage and 50 at chronic stage), 20 patients with LBD, 10
patients with vascular parkinsonism, 10 patients with PSP, 5 patients with
corticobasal degeneration and 10 patients with multisystemic atrophy (MSA).
All subjects will consecutively recruited in neurological clinics and will sign
an informed consent.
Specific inclusion criteria will be:
1) all patients will satisfy standard diagnostic criteria of respective movement
disorder;
2) vision and hearing sufficient for compliance with testing procedures;
3) laboratory values within the appropriate reference intervals.
Specific exclusion criteria will be:
1) major medical illnesses;
2) comorbidity of primary psychiatric or neurological disorders and any
other significant mental or neurological disorder;
762 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
3) known or suspected history of alcoholism or drug dependence and
abuse during lifetime;
4) history of head trauma;
5) evidence of cerebrovascular disease, hydrocephalus or brain tumor.
At the starting visit all subjects will undergo clinical and neuropsychiatric
evaluation. In particular, the clinical evaluation will include a sociodemographic
and clinical anamnesis, the Unified Parkinson’s Disease Rating Scale
(UPDRS) and the Hoehn and Yahr Scale. The neuropsychological evaluation
will comprise the following tests: Mini-Mental State Examination (MMSE),
Rey’s 15-word Immediate Recall (RAVLT I.R) and Delayed Recall (RAVLT
D.R), 48-card version of the Wisconsin Card Sorting Test (WCST), Stroop
Color-Word Test (ST), verbal and visuospatial NBack tasks, MDB Phonological
Verbal Fluency (PVF), Category Fluency (CF), Copy of Rey-Osterrieth picture
(CROP) and Delayed Recall of Rey-Osterrieth picture (ROP D.R.). The
neuropsychiatric and functional test battery will include: the SCID-P-DSM-IV
considering both standard and Starkstein group modified diagnostic criteria,
the Neuropsychiatric Inventory (NPI), the Beck Depression Inventory (BDI),
the Toronto Alexithymia Scale (TAS-20), the Penn Emotion Recognition Test,
the Snaith-Hamilton Pleasure Scale (SHAPS), the Parkinson Psychosis Rating
Scale (PPRS), the Apathy Rating Scale (ARS), the EuroQol Rating Scale
(EuroQol) for the quality of life, the basic activities of daily living scale
(BADL) and the instrumental activities of daily living scale (IADL). Continuous
data will be analyzed using factorial analyses of variance (ANOVAs)
preceded by Multivariate ANOVA. Categorical data will be analyzed by the
chi-square test.
2008 763

Sezione III: Attività per progetti
U.O.4 – Laboratorio di Neurologia Clinica
e Comportamentale
Antonella Peppe
Specific contribution of the unit to the project
It is already known that Subthalamic Nuclei (STN) Deep Brain Stimulation
(DBS) in idiopathic Parkinson’s Disease (PD) is an innovative surgical
treatment for patients in the advanced phases of the disease. However, it is
still debated if the chronic STN stimulation restoring the motor ways, may
modify clinical symptoms linked to high cortical function such as neuropsychiatric
and cognitive manifestations. This operative Units will investigate
possible modifications in cognitive and behavioral symptoms in advances PD
patients who underwent to neurosurgical DBS implantation in the Subthalamic
Nuclei.
Methods
Twenty hospitalized advanced rigid-akinetic idiopathic PD patients with
no history of neurological or orthopedic disease will be included in this nonrandomized
prospective project. Exclusion criteria are the following: (a) presence
of systemic and metabolic diseases; (b) uncertain and unclear history of
chronic L-dopa treatment responsiveness; (c) presence of brain lesions and/or
marked cortical and subcortical atrophy on computed tomography (CT) and
MR scans; (d) presence of dementia.
All patients will undergo implantation at the CTO “ Alesini ” Hospital in
Rome. Briefly, electrode implantation (Medtronic 3389) will perform in target
areas for each hemisphere follow the experimented target (for STN, the angle
in the sagittal plane will be 80º-85º, in the coronal plane 75º- 80º), to obtain an
extra-ventricular and extra-capsular trajectory. The coordinates for the STN
will be: at CA-CP/2; 11-12 mm lateral to the midline of the third ventricle, 4
mm below CA-CP.
Post surgery, the definitive electrode locations will be verified by brain
MRI or CT-scan. Following surgery, stimulation parameters will be optimized
in order to reduce UPDRS (Part III) values. Optimization will take place during
several visits over the ensuing months. Patients will be included after 30
days of stable antiparkinsonian therapy (Levodopa daily mean dosage: 500
mg + peripherical inhibitor) and electrical parameters, and at least three
months from neurosurgery. UPDRS Part III will be administered in all experimental
conditions above-mentioned contextually to tests. The neuropsychological
and psychiatric tests will be administer in the following 4 clinical conditions:
(1) ON stimulation-ON drug condition. Tests will be administered two
hours after the first daily dosage of standard medication. On the second day,
tests will be administered in (2) ON therapy-OFF stimulation condition;
(3) OFF therapy-OFF stimulation condition; (4) OFF therapy-ON stimulation
condition. Neurological battery will include: social demographic and clinic
764 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
history, Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS), Hoehn and Yahr
scale. Neuropsychological battery will include: Mini Mental State Examination,
auditory Reys verbal learning test , Wisconsin Card Sorting Test
(reduced), Stroop Color-Word (reduced) Test, oral and visual-spatial N-Back,
Semantic and Phonological oral Fluidity, Construction Sentences, Immediate
and Delayed reproduction of Rey’s figure. Neuropsychiatric battery will
include: Psychiatric diagnosis DSMIV, Beck Depression Inventory, Toronto
Alexithymia Scale, Penn Emotional Recognition Test, Snaith-Hamilton Pleasure
Scale, Parkinson Psychosis Rating Scale, Apathy Rating Scale, Euroquol
Rating Scale.
Statistical analysis will be performed comparing the values obtained by
the tests in different clinical conditions using a repeated measures Analysis of
Variance. The statistical significance will set at p

Sezione III: Attività per progetti
3 –FROM L-DOPA TO STEREOTAXIC SURGERY:
NEW THERAPEUTIC PROSPECTS FOR PARKINSON’S DISEASE
Paolo Stanzione
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia
List of participating Units
U.O. 1 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Fisiopatologia
delle Malattie Extrapiramidali, Roma – Paolo Stanzione
U.O. 2 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Laboratorio di Neurofisiologia,
Roma – Barbara Picconi
U.O. 3 – IRCCS Istituto S. Raffaele Pisana, Roma – Fabrizio Stocchi
U.O. 4 – IRCCS Ospedale Maggiore Policlinico Mangiagalli e Regina Elena,
Dipartimento di Neurologia, Milano – Nereo Bresolin
U.O. 5 – IRCCS Istituto Neurologico Besta, Milano – Alessandro Moneta
Description of the project
What is already known on the subject
Parkinson’s disease (PD) is one of the most frequent human neurodegenerative
disorders associated with the process of cerebral aging. PD physiopathology
is linked to a widespread process of degeneration of dopamine
(DA) secreting-neurons in the Substantia Nigra pars compacta (SNc), with
the consequent loss of the neurons projecting to the striatum. The main
clinical features of PD are the direct consequences of a dysfunction occurring
within both the striatum and the entire basal ganglia system [Calabresi
et al. 2007].
To date the therapy with a DA precursor levodopa (L-DOPA) represents
the gold standard therapeutic approach in the treatment of PD. At the beginning
the patients greatly benefit from a satisfactory pharmacological
response. However, with the disease progression, the efficacy of L-DOPA
administration decreases and dyskinetic movements and motor fluctuations
occur [Stocchi et al. 2005]. The pathogenesis of dyskinesia has several causes
including the incorrect interaction between DA and glutamate [Bezard et al.
2001; Picconi et al. 2003] and the early occurrence of motor complications is
triggered by chronic pulsatile L-DOPA administration.
It has been recently demonstrated that a therapeutic dose of L-DOPA in
parkinsonian rats leads to a gradual development of dyskinetic movements and
molecular studies have demonstrated the pathogenetic role of abnormalities in
the composition of NMDA receptor subunits and in their interactions with the
associated trafficking proteins [Picconi et al. 2003; Gardoni et al. 2006]. The
complete depletion of striatal DA in experimental parkinsonism results in the
loss of striatal NMDA-dependent synaptic plasticity, associated to an altered
766 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
composition of synaptic NMDA receptor in the striatum of experimental
parkinsonism. These events are caused by profound modifications of NMDA
receptor subunit association with the interacting cargo elements, i.e. MAGUK
proteins, regulating the trafficking and the stabilization of this receptor in the
synapse [Gardoni et al. 2006]. Therefore, one of the objectives of the project
will be to identify a molecular strategy to correct the composition of NMDA
receptor subunits in the striatal synapses of dyskinetic animals. Modifications
of synaptic plasticity within the basal ganglia has also been postulated to
underlie the therapeutic effects of deep brain stimulation (DBS). The clinical
indications and contraindications for DBS of subthalamic nucleus (STN) has
been well established by the various Scientific Societies for the treatment of
PD patients with poor response to L-DOPA. There are, however, various PD
symptoms that are not relieved by this surgical approach, as the axial rigidity,
gait disturbances, alterations of mood, and phonation impairment. It becomes
then necessary to develop an accurate protocol of presurgical selection in order
to properly select patients who can benefit from DBS.
Therefore, the fundamental issue of this Project will be the development
of a validated therapeutic approach for PD and L-DOPA-induced dyskinesia to
optimize the pharmacological therapy and the use of the DBS approach.
– Bezard E, Brotchie JM, Gross CE (2001) Nat Rev Neurosci 2: 577-588.
– Calabresi P, Picconi B, Tozzi A, Di Filippo M (2007) Trends Neurosci 30: 211-219.
– Gardoni F, Picconi B, Ghiglieri V, Polli F, Bagetta V, Bernardi G, Cattabeni F, Di
Luca M, Calabresi P (2006) J Neurosci 26: 2914-2922.
– Picconi B, Centonze D, Hakansson K, Bernardi G, Greengard P, Fisone G, Cenci
MA, Calabresi P (2003) Nat Neurosci 6: 501-506.
– Stocchi F, Vacca L, Ruggieri S, Olanow CW (2005) Arch Neurol 62: 905-910.
What the project adds to the information already available
The project will utilize a multidisciplinary approach from the use of
experimental parkinsonism to the study of PD patients in the different stages
of the disease.
This will lead to five major achievements:
1. Characterization of the role of striatal NMDA receptor subunits in the
induction and maintenance of L-DOPA-induced dyskinesia: study of the therapeutic
efficacy of uncoupling peptides able to interfere with the trafficking
and anchoring of NMDA subunits into the synaptic membrane.
2. Analysis of advantages of MR spectroscopy as a tool to monitor the
biochemical changes before and after dopaminergic therapy in PD patients.
3. Differential role of continuous versus pulsatile dopaminergic stimulation
in the control of motor fluctuations and dyskinesia.
4. Definition of the clinical criteria to predict the efficacy of DBS stimulation
of subthalamic nucleus, the classical target of this neurosurgery method.
5. Identification of new anatomical targets for DBS to treat motor and
non-motor symptoms which are not relieved by stimulation of subthalamic
nucleus in parkinsonian patients and experimental models.
2008 767

Sezione III: Attività per progetti
Detailed description of the project’s main and secondary objectives
1. The specific aim of Picconi’s Unit will be the identification of a
molecular strategy to correct the composition of NMDA receptor subunits,
by the use of selective cell-permeable peptides (CPP), in the striatal synapses
of dyskinetic rats and to analyze the possibility that this manipulation of the
interaction between MAGUK and NR2A could restore the normal motor
performance in animals developing dyskinesia. Treatment of dyskinetic rats
with a CPP able to affect NR2A binding to MAGUK proteins as well as its
synaptic localization will be used to normalize NR2 ratio at synapse. To a
complete characterization of molecular effect of Tat2A peptide, it will be
evaluated whether the systemic administration of this peptide will be able to
restore physiological striatal synaptic plasticity as well as to normalize
motor behavior in PD rats chronically treated with L-DOPA.
2. The main aim of the Bresolin’s Unit will be the identification of the
brain mitochondrial dysfunctions in vivo in genetic forms of PD utilizing MR
spectroscopy (MRS). While sporadic PD is a condition of uncertain etiology,
several lines of evidence suggest that a defect in oxidative phosphorylation
contributes to its pathogenesis. The main function of mitochondria is to
maintain adequate concentration of high-energy phosphates (HEP) in the
cells, most of the HEP being produced by oxidative phosphorylation. The Unit
recently developed a system to study brain energetic and mitochondrial function
in the human brain by observing HEP in the brain visual areas by 31P
MRS during very short activation. It has been described how HEPs change
during activity and recovery, in a quantitative way both in normal controls
and in sporadic PD patients.
3. In order to find a more efficient pharmacological approach for motor
fluctuations in PD patients, a further crucial objective will be the determination
of the plasma L-DOPA pharmacokinetic profile that most closely resembles
the profile produced by a continuous drug infusion. Stocchi’s Unit will
generate an optimized plasma L-DOPA profile by administering different
doses and different formulations of L-DOPA to simulate the plasma curve
obtained with the drug infusions.
4. The contribution of Albanese’s Unit will be to establish the motor, cognitive,
emotional and behavioral features in genetically defined PD patients
and their response following bilateral DBS of the subthalamic nucleus (STN).
The Unit will provide a complete database of genetically defined parkinsonisms,
and several heterozygous Parkin or PINK1 patients symptomatic for
PD. The study will include the assessment of the following parameters: motor
scales, occurrence of dyskinesia, quality of life scales, disability scales, psychological
and neuropsychological tests to detect cognitive, emotional and
behavioral features.
5. The specific contributions of Stanzione’s Unit will be the possible identification
of new anatomical targets in the surgical treatment of PD patients
with DBS. To reach this goal a preliminary experimental study will be conducted
in the 6-OHDA rat model of PD. Utilizing this model several experi-
768 2008

mental parameters will be evaluated in vivo such as (a) electrophysiological
activity, (b) levels of endogenous cyclic nucleotides, (c) susceptibility to
develop dyskinesia, (d) degree of synchronization between cortex and various
basal ganglia structures. On the clinical side, according to motor and nonmotor
criteria patients will be selected either for classical DBS and for nonstandard
stimulation: STN plus pedunculopontine nucleus (PPN) or STN plus
thalamic centromedian-parafascicular complex (CM/Pf). In the post-surgery
period a comprehensive evaluation of clinical domains will be carried out,
including motor performances and dyskinesia evaluation, mood changes,
sleep, and executive functions.
Methods
RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
Electrophysiological and behavioral study in experimental PD and dyskinesia
(Picconi’s Unit) – Adult male Wistar rats (n = 160, 150-250g) will be injected
with 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in the medial forebrain bundle (MFB).
Fifteen days later, the rats will be tested with apomorphine injection and only
those rats making more than 200 turns/40 min will be used for electrophysiological
and behavioral studies. At two months after lesion, rats will start to
receive twice daily i.p. injections of L-DOPA and a Tat2A peptide for 21 days.
L-DOPA treatments will be administered 30 min after Tat2A i.p. injection two
time a day. In order to test the ability of Tat2A to reduce dyskinetic movements
the analysis of abnormal involuntary movements (AIMs) will be carried
out each day of peptides injection along the entire treatment. In the experiments
using the long-lasting D-Tat form, it will be administered to the L-
DOPA-treated PD rats one time at the beginning of the chronic L-DOPA treatment,
and the induction of the dyskinesia will be analyzed along the entire
treatment. Coronal slices (270mm) will be transferred to a recording chamber
and submerged in a continuously flowing Krebs solution gassed with 95% O2-
5% CO2. Intracellular recording electrodes will be filled with 2M KCl. Signals
will be recorded with the use of an Axoclamp 2B amplifier, displayed on a
separate oscilloscope, stored and analyzed on a digital system. For synaptic
stimulation, bipolar electrodes will be used, located in the white matter
between the cortex and the striatum in order to activate corticostriatal fibers.
High frequency stimulation (HFS) of corticostriatal fibres will be used as an
LTP-inducing protocol. Conversely, 10 min of low frequency stimulation
(LFS) of corticostriatal fibers will be applied to depotentiate LTP.
Magnetic resonance spectroscopy (MRS) (Bresolin’s Unit) – Both sporadic
and genetic forms of PD will be included in the study. After informed written
consent, the causative genes of autosomal dominant and recessive PD will be
screened by sequence analysis. In particular, we will investigate the coding
sequence of the following genes: a-synuclein, LRRK2, Parkin, PINK1 and DJ-1.
Patients will undergo to brain MRI, with T1, T2-weighted and protonic density
and brain 1 H MRS e 31 P MRS, both at rest and during the activation and
recovery. We will use a 1.5 T Magnetom MR system. Single voxel MRS watersuppressed
spectra were obtained from volumes of interest (3 mL) centered on
2008 769

Sezione III: Attività per progetti
the visual cortex–occipital lobe. Phosphorus MRS localized spectra will be
obtained from the visual cortex as previously fully described. Briefly, the primary
visual cortex will be localized on the basis of standard T1 MRI images.
Free induction decays (FIDs) will be obtained with a 5 cm diameter transmitter–receiver
surface coil mounted on a sliding carriage positioned under the
visual cortex. Acquisition parameters are a repetition time of 2 seconds and a
flip angle between 40° and 60° to avoid saturation effects. A spectroscopy reference
tube containing a saline solution of phenylphosphonic acid (15 mmol/L)
is placed on the opposite side of the coil. We have shown that under these conditions
the signal is derived from a calculated sampled volume 10 cc that corresponds
mainly to the posterior calcarine cortex, with only a minor contribution
from the underlying optic radiations and the surrounding V2 visual cortex
and without muscle contamination.
Continuous versus pulsatile dopaminergic stimulation study (Stocchi’s
Unit) – This is a 1-week, single center, open-label, parallel-group study to evaluate
the L-DOPA plasma profiles of various L-DOPA dose strengths, regimens
and formulations administered without and with COMT inhibitors. Forty
eight (48) PD patients will be enrolled into the study and randomized to one
of six treatment groups (see methods). Within each treatment group, patients
will be randomized to receive first and carbidopa/levodopa second or the
opposite treatment sequence. Patients will receive the first treatment for three
days and then be hospitalized for pharmacokinetic studies. They will then
receive the second treatment for three days and then be hospitalized for pharmacokinetic
studies. There will be 8 patients per treatment group; a total of
48 patients will participate in the study.
Deep Brain Stimulation of classical anatomical targets (Albanese’s Unit) –
Patients who were implanted for bilateral subthalamic DBS will be evaluated
clinically and neuropsychologically. After obtaining informed consent,
genomic DNA was extracted from peripheral blood using standard methods.
We screened the genes for autosomal dominant PD (a-synuclein gene,
LRRK2 gene) and autosomal recessive PD (Parkin gene, PINK1 gene and
DJ1 gene) for sequence variants or for genomic copy number variants. Clinical
assessment will include the complete UPDRS score (in the “ on ” and in
the “ off ” state), including Hoehn and Yahr staging. Medication and other
relevant medical information will be collected using standard forms.
Schwab and England scale will used to assess motor disability. Non-motor
evaluations will be performed in the ‘on’ state and will include cognitive,
psychiatric assessment, and quality of life, which will be evaluated with the
SF-36 scale.
New anatomical targets for DBS (Stanzione’s Unit) – The classical rat
model of 6-OHDA will be used for preclinical investigation of the surgery of
the new anatomical targets within the basal ganglia. In this animal model,
both behavioral and motor tests will be used to assess the effects of the targeted
lesions. Concerning the clinical part of the study in PD patients, in
order to better verify DBS benefits and pitfalls, we will set an early proce-
770 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
dure including a 3 months follow-up, intended to monitor the clinical
response to the pharmacological treatment before DBS. In this pilot study,
at least 16 patients will be included. According to the clinical features, some
patients will receive implantation of the classical target (STN) while others,
in addition to STN, will be implanted also in new targets (STN + PPN).
General transferibility and potential impact of results
The pathogenesis of L-DOPA-induced dyskinesia and motor fluctuations
it is not well known. The progressive dopaminergic denervation and the prolonged
L-DOPA treatment may contribute to the development of these motor
side-effects. The pulsatile stimulation of the dopaminergic receptors after the
prolonged oral L-DOPA treatment has a critical role in the development of
motor fluctuations and dyskinesia.
In fact, the pulsatile stimulation of the corticostriatal fibers induced by
the chronic L-DOPA treatment induces functional changes within the basal
ganglia (BG) resulting in alterations of striatal synaptic plasticity.
To understand the chronic L-DOPA-induced alterations within the various
structures of the BG a multidisciplinary approach is needed. In fact, PD
patients developing dyskinesia show a dramatic disability. Therefore a more
rationale and effective treatment of these disturbances in the advanced stage
of the disease will allow to significantly decrease and/or delay this disability
reducing the burden of the disease on both patients and caregivers. Therefore,
also the economic and social costs of the disease will be reduced.
Outputs of the project
Objective 1
Characterization of the role of striatal NMDA receptor subunits in the
induction and maintenance of L-DOPA-induced dyskinesia: study of the therapeutic
efficacy of uncoupling peptides able to interfere with the trafficking
and anchoring of NMDA subunits into the synaptic membrane.
We have demonstrated that dyskinetic (Dys) animals have significantly
higher levels of NR2A subunit in the postsynaptic compartment than non dyskinetic
rats, while NR2B subunit shows a significant reduction at synaptic
sites in dyskinetic rats. The main output of this W.P. is to describe the effects
of Tat2A peptide on synaptic plasticity and motor behavior of Dys animals.
Deliverables
D1.1. Report on electrophysiological and behavioral analysis of the role of
different NMDA receptor subunits in the physiology of basal ganglia network
in PD rats following chronic L-DOPA treatment.
D1.2. Report on the capability of Tat2A peptide to normalize synaptic
changes in L-DOPA-treated animals and decrease AIMs.
Objective 2
Analysis of advantages of spectroscopy as a tool to monitor the biochemical
changes before and after dopaminergic therapy in PD patients.
2008 771

Sezione III: Attività per progetti
It has been recently developed a system to study brain energetic and mitochondrial
function in the human brain by observing HEP in the brain visual
areas by 31P MRS during very short activation. It has been described how
HEPs change during activity and recovery, in a quantitative way both in normal
controls and in sporadic PD patients. Moreover, it has been recently
shown that carrier of heterozygous Parkin mutation may present an earlier
disease onset, when exposed to environmental toxicity. Several aspects of
mitochondrial function are suspected to be deranged in patients with PINK1
and DJ-1 mutated genes.
Deliverables
D2.1. Report the utility of MRS to find new neurochemical and metabolic
cerebral indicators utilized for a correct early PD diagnosis.
D2.2. Definition of the neurochemical and metabolic phenomena regulating
the therapeutic response.
Objective 3
Differential role of continuous versus pulsatile dopaminergic stimulation
in the control of motor fluctuations and dyskinesia.
Two factors have been linked to the likelihood that pulsatile stimulation
will occur; the number of residual dopamine neurons and the plasma half-life
of the dopaminergic agent employed in therapy. In this study will be performed
a pharmacokinetic studies in PD patients who were treated initially
with oral formulations of L-DOPA and then for 6 months with L-DOPA infusions
administered during the waking day.
Deliverables
D3.1. Establish the correct therapeutic L-DOPA administration protocols
in patients with sporadic and genetic PD, to determine the plasma L-DOPA
pharmacokinetic profile that most closely resembles the profile produced by a
continuous L-DOPA infusion.
Objective 4
Definition of the clinical criteria to predict the efficacy of DBS stimulation
of subthalamic nucleus (STN), the classical target of this procedure.
This study will establish the motor, cognitive, emotional and behavioral
features in genetically defined PD patients and their response following bilateral
DBS of the STN.
Deliverables
D4.1. Establish the therapeutic and diagnostic way to select and follow-up
the patients with sporadic and genetic PD for the DBS implantation in the STN.
Objective 5
Identification of new anatomical targets for DBS to treat motor and nonmotor
symptoms which are not relieved by stimulation of STN in PD patients
and experimental models.
772 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
Deliverables
D5.1. Identification of PD patients eligible for stereotaxic neurosurgery on
the bases of standard inclusion criteria.
D5.2. Definition of the clinical benefits provided by the non standard targets
(PPN or CM/Pf) on patient’s motor and non motor domains.
D5.3. Analysis of the altered cross-talk among the various BG nuclei and
cortex underlying differential stages of the dopamine denervation in an experimental
model of Pd.
Milestones alongside the project
M1. Identification of the role of the different NMDA receptor subunits in
the physiology of BG network in PD rats following chronic L-DOPA treatment.
M2. Identification of the capability of Tat2A peptide to normalize synaptic
changes and decrease dyskinesia in L-DOPA-treated animals.
M3. Identification of new neurochemical and metabolic indicators of the
therapeutic response.
M4. Individuation of correct therapeutic L-DOPA administration protocols
in patients with sporadic and genetic PD.
M5. Clinical protocols for selection of patients candidates for classical
DBS implantation in the STN.
M6. Clinical protocols for selection of patients candidates for DBS
implantation in new anatomical targets.
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1 e 2 che
fanno capo alla Fondazione Santa Lucia.
2008 773

Sezione III: Attività per progetti
U.O.1 – Laboratorio di Fisiopatologia
delle Malattie Extrapiramidali
Paolo Stanzione
Specific contribution of the unit to the project
The specific contributions of this unit are summarized in clinical (A1-A4)
and experimental (B1-B3).
A1 – To identify Parkinson’s disease (PD) patients eligible for stereotaxic
neurosurgery on the basis of standard inclusion criteria.
To recognize those bearing a specific clinical profile (dopamine-unresponsive
OFF-Freezing; atypical tremor/unpredictable dyskinesias), hence selected
for double targets = STN plus PPN or STN plus CM/Pf.
A2 – To define the clinical benefits provided by the non standard target
(PPN or CM/Pf) on patient’s motor performance. In addition, to evaluate gait
under differential frequency protocols for STN (60 vs. 180 Hz) and PPN (25 vs
100 Hz).
A3 – To investigate the post-surgery full clinical spectrum examining also
non-motor domains, such as depression, sleep and executive functions, each
crucial for patients’ QoL.
A4 – To assess the dyskinesia score at 3-6-12-24 months in several controlled
conditions, exploring the specific contribution of the single targets and
their adaptability to distinct drug regimens (i.e. low DA and High DA).
B1 – To understand how electrophysiological/histochemical changes of
endogenous cyclic nucleotides (cGMP/cAMP), challenged by nitric oxide (NO)
modulators, affect motor abnormalities in the 6-OHDA experimental model of
PD.
B2 – To investigate if an altered cross-talk amongst BG stations and cortex
underlie synchronization between cortex and STN or GP/SNr following
DA denervation.
Methods
This research Unit will utilize a multidisciplinary approach (both clinical
and experimental).
Clinical section – In order verify DBS benefits and pitfalls, we will set a 3
month pre-surgical observational period to monitor the clinical features and
pharmacological responses of the patients. Since one of the most troublesome
issue in the post-surgery phase is the patient’s discomfort in handling
drug-DBS association, l-DOPA dosages will be reduced below 600-800
mg/die. During this period, it will be performed a series of motor and nonmotor
test evaluations (psychiatric interviews, neuropsychological testing,
PSG). In this pilot study, at least 16 patients will be included. According to
the clinical features, some patients will receive implantation of the classical
774 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
target (STN) while others, in addition to STN, will be implanted also in new
targets (STN + PPN).
Patients bilaterally implanted in two targets will be tested in the following
conditions, always after 12 hours of therapy withdrawal: (a) NO-DBS at all,
(b) STN monopolar at 180 Hz, (c) target 2 (bipolar PPN 25 Hz or
bipolar/monopolar CM/Pf at 130 Hz) alone, (d) STN plus target 2. Each condition
will be randomized and blind to the examiners. Evaluation will include
UPDRS with particular emphasis on dyskinesias.
Gait – Since recent studies suggest the a different frequency of stimulation
(60 Hz) may be beneficial against freezing, we will test the effects of different
frequencies of stimulation on those patients with postural unbalance
who are low responsive to LDOPA. To this regard both conventional and
unconventional targets will be stimulated either alone or in association.
Sleep – Polysomnography (PSG) recordings will be performed with a
dynamic 32-channel system polygraph. 24 hours PSG session consists of at
least two consecutive nights of recording both pre- and post-surgery for each
examined condition. PSG will explore key sleep parameters (sleep efficiency,
number of awakenings, sleep architecture, number and quality of REM sleep
episodes).
Cognition and metabolic activity – Neurocognitive test battery will be executed
and correlated with motor scores and FDGPET. The latter will provide a
consistent investigation on cortical, cerebellar and subcortical metabolic
activity during DBSOFF, STN-ON and PPN-ON.
Experimental section with translational implications. We will perform in
vivo electrophysiological/pharmacological/histochemical analysis following
DA denervation by 6-OHDA and chronic L-DOPA treatment, an experimental
condition rendering the animals prone to develop dyskinesia. The main investigation
fields will focus on: (a) modulation on BG functional activity during
PPN stimulation at high (> 100 Hz) and low (< 25 Hz) frequencies, (b) the
response of different neuronal subtypes to the high frequency stimulation of
STN and PPN.
The electrophysiological analysis will be combined with either local
(micro-iontophoresis) or systemic pharmacological treatments. We will also
try to record simultaneously from different BG stations and to correlate the
firing pattern in specific areas (i.e. striatum, GP, STN) with the electrocorticogram
(ECoG). This approach will provide information on the specific electrophysiological
changes underlying oscillations within the BG network following
DA denervation. Moreover, it will be possible to analyze the effects of
DBS on this oscillatory behavior.
2008 775

Sezione III: Attività per progetti
U.O.2 – Laboratorio di Neurofisiologia
Barbara Picconi
Specific contribution of the unit to the project
L-DOPA-induced dyskinesia may be viewed as the behavioral expression
of maladaptive molecular and synaptic alterations observed in the striatum.
The NMDA receptor complex as well as glutamate and dopamine (DA) receptors
are involved in the regulation of corticostriatal long-term synaptic alterations.
The ratio of NMDA receptor subunits synaptic levels is altered in the
striatum of parkinsonian rats developing dyskinesia. This event is caused by
profound modifications of NMDA receptor subunit association with the interacting
cargo elements, i.e. members of the MAGUK-protein family, regulating
the trafficking and the stabilization of this receptor in the postsynaptic density
(PSD). Moreover, in the PSD physical and functional interactions exist
between the NMDA receptor and DAergic receptors, influencing the trafficking,
sorting, signaling and desensitization of both DA and NMDA receptors.
The specific aim of this Unit is to identify a molecular strategy to correct
the composition of NMDA receptor subunits in the striatal synapses of dyskinetic
animals and to analyze the possibility that this manipulation of the interaction
between MAGUK and NR2A could restore the normal motor performance
in animals developing dyskinesia. This issue will be performed by the use
of selective cell-permeable peptides (CPP) to identify experimental strategies
selectively targeting the abnormal localization of NMDA receptor subunits
present both in experimental parkinsonism and in dyskinesia. Treatment
of dyskinetic rats with a CPP able to affect NR2A binding to MAGUK proteins
as well as its synaptic localization will be used to normalize NR2 ratio levels
at synapse. An important improvement of the technology is based on the use
of peptides made up exclusively of D-amino acids. The use of D-Tat and
D-peptides allows much more efficient delivery of peptides to neurons. Based
on the current knowledge about the redistribution of NR2A subunits in parkinsonism
and dyskinesia, NR2A C-tail will be fused to the Tat48-57aa sequence to
produce a CPP (Tat2A) able to disrupt NR2A interactions with MAGUK proteins.
To a complete characterization of molecular effect of Tat2A peptide, it
will be evaluated whether the systemic administration of this peptide will be
able to restore physiological striatal synaptic plasticity as well as to normalize
motor behavior in parkinsonian rats chronically treated with L-DOPA.
Methods
Adult male Wistar rats (n = 200; 150-250g) will be used for all the experiments.
All experiments will be approved by the OHSU Institutional Animal
Care and Use Committee.
6-OHDA lesions – Adult male Wistar rats will be used for all the electrophysiological
experiments. Animals will be injected with 8mg/4ml 6-OHDA in
776 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
the MFB. Sham-operated rats will be injected with vehicle. Fifteen days later,
the rats will be tested with 0.05mg/Kg s.c. injection of apomorphine, and the
contralateral turns will be counted with automatic rotometers for 40 min.
Only those rats consistently making more than 200 turns, will be used for the
study. The severity of the lesion was quantified afterward by striatal and
nigral TH immunohistochemistry.
Immunohistochemical – After decapitation, the caudal part of the brain
corresponding to the SN will be kept in PFA 4% for one day and finally stored
in 25% PB sucrose for 24 to 48 hours before cutting. Forty-micrometer-thick
coronal sections will be cut at the level of the SN will be processed free-floating
for tyrosine hydroxylase (TH) and neuron- nuclear antigen (NeuN) double
immunofluorescence.
Chronic L-DOPA treatment – At 2 months after the lesion, rats will start to
receive twice daily i.p. injections of 10mg/kg L-DOPA for 21 days. Dyskinesia
will be recorded every day using a validated Abnormal Involuntary Movements
(AIMs) scale for rodents (Cenci et al. 1998; Picconi et al. 2003). The 6-
OHDA rats will be chronically treated with L-DOPA and Tat2A (1mg/ml/Kg).
L-DOPA treatments will be administered 30 min after Tat i.p. injection two
time a day. In order to test the ability of Tat2A to reduce AIMs the analysis
will be carried out each day of peptides injection along the entire treatment.
– Moreover, the long-lasting D-retroinverso Tat will be evaluated. In the
experiments using the D-Tat form, it will be administered to the L-DOPAtreated
PD rats one time at the beginning of the chronic LDOPA treatment,
and the induction of AIMs will be analyzed along the entire treatment.
Electrophysiological experiments – Briefly, vibratome-cut coronal slices
(200-270 m) will be transferred to a recording chamber and submerged in a
continuously flowing Krebs solution gassed with 95% O2- 5% CO2. Intracellular
recording electrodes will be filled with 2M KCl. Signals will be recorded
with the use of an Axoclamp 2B amplifier, displayed on a separate oscilloscope,
stored and analyzed on a digital system (pClamp 9). For synaptic stimulation,
bipolar electrodes will be used, located in the white matter between the
cortex and the striatum in order to activate corticostriatal fibres. At the beginning
of intracellular recordings, magnesium ions will be omitted from the
medium to better disclose the NMDA-mediated component of the excitatory
postsynaptic potential (EPSP). Under this experimental condition, high frequency
stimulation (HFS) of corticostriatal fibres (3 trains, 3s duration, 100Hz
frequency, 20s interval) will be used as an LTP-inducing protocol (Calabresi et
al. 1992). Conversely, 10 min of low frequency stimulation (LFS, 2Hz) of corticostriatal
fibres will be applied to depotentiate LTP (Picconi et al. 2003).
Statistical analysis – Statistical analysis of the electrophysiological experiments
will be done using a two way ANOVA. If the interaction will be significant
the tests will be followed by Bonferroni’s test for post hoc comparison. Motor
behavior and immunohistochemistry quantifications will be analyzed with an
ANOVA test followed by a Newman-Keuls post hoc test. Paired t-test will be used
for the analysis of the motor score before and after Tat2A administration.
2008 777

Sezione III: Attività per progetti
4 –EPIDEMIOLOGY AND DEVELOPMENT OF TOOLS OF SOCIO-SANITARY
INTEGRATION IN THE MANAGEMENT OF PATIENTS AFFECTED
BY PARKINSON’S DISEASE AND OTHER NEURODEGENERATIVE
DISEASES WITH CONCOMITANT MOTOR DISORDER
Sandro Sorbi
Università di Firenze
List of participating Units
U.O.1 – Università di Firenze, Dipartimento di Scienze Neurologiche
e Psichiatriche – Sandro Sorbi
U.O.2 – ITB-CNR, Milano – Massimo Musicco
U.O.3 – IRCCS Fondazione San Raffaele, Milano – Luigi Ferini Strambi
U.O.4 – Regione Lazio, Agenzia Sanità Pubblica, Roma – Silvia Scalmana
U.O.5 – IRCCS Fondazione San Raffaele, Milano – Stefano F. Cappa
U.O.6 – Regione Emilia Romagna, Azienda Ospedaliera Universitaria –
Pasquale Montagna
Description of the project
What is already known on the subject
The diagnosis of Parkinsonism associated to cognitive and behavioral disturbances
is often difficult in the clinical practice; misdiagnosis may represent
a disadvantage for the patients and cause a waste of resources because of
inappropriate diagnostic and therapeutic strategies.
Parkinson’s disease (PD) represents the second most frequent neurodegenerative
disease after Alzheimer’s disease (AD). The incidence of these
pathologies increases with age that means a relevant problem of public
health because almost 25% of the Italian population is aged over 65. Pathogenetic,
clinical and epidemiologic evidences have shown that the distinction
between neurodegeneration characterized by movement disorder
alone (PD) and neurodegeneration with cognitive impairment alone (AD) is
not so strict. Parkinsonism is present in 30-40% of AD patients, and 30-60%
of PD patients develop some cognitive impairment. Another frequent condition
is Lewy Body Disease (LBD), with cognitive disorder early and
strongly associated to parkinsonism. behavioral and sleep disturbances are
often associated.
A modern assistance to these patients lies on an adequate knowledge of
the natural history of their pathological conditions, so far largely unknown. In
particular we need to know the prevalence and the specific features of movement
disorders in demented patients and the prevalence and the specific features
of cognitive impairment in patients affected by movement disorders. A
better knowledge of the behavioral symptoms is also needed in order to define
778 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
prognostic factors in the short, medium and long follow-up. As regard to therapeutic
interventions, little is known about their actual efficacy and impact.
All these items can get useful answers from a cohort study examining this
kind of patients.
– Khandhar SM, Marks WJ (2007) Dis Mon 53: 200-205.
– Metzler-Baddeley (2007) Cortex 43: 583-600.
– Poewe (2006) J Neurol 253 Suppl 7: VII 2-6.
What the project adds to the information already available
– Natural history and prognostic factors of movement disorders with cognitive
impairment.
– Role of behavioral disturbances in the prognosis of these patients.
– Definition of prognosis as related to therapeutic interventions, in order
to obtain information on the most efficacious strategies; SSN will get fundamental
input from this study to choose more appropriate diagnostic and therapeutic
pathways for these conditions.
– Definition of a better planning of medical-assistance interventions tailored
on the real needs of the patients.
– Guidelines to stand disabilities and to optimize interventions, getting
interventions homogeneous in the different parts of SSN, with a more careful
education of sociosanitary operators. Epidemiologic data collection will contribute
to rationalize diagnostic and therapeutic tools.
Detailed description of the project’s main and secondary objectives
Primary objective of the study is to clarify the natural history of PD and
parkinsonism as related to cognitive impairment and to behavioral disturbances.
The epidemiological study will be fundamental to develop diagnostic
and therapeutic strategies and methods of socio-sanitary integration.
Specific Objectives will be:
– To study the natural history of PD and parkinsonism with cognitive
impairment linked to the clinical manifestation of the two types of disturbances
(Sorbi’s Unit 1, Musicco’s Unit 2).
– To estimate the incidence of dementia in patients affected by Parkinson’s
disease and the incidence of parkinsonism in demented patients by
means of a retrospective study (Scalmana’s Unit 4).
– To perform genetic analysis in patients with a familiar history of disease
(all U.O.).
– To evaluate the prognostic role of psychiatric disturbances (Sorbi’s Unit
1, Musicco’s Unit 2).
– To define the impact of sleep disturbances (REM behavior disorder,
periodic limb movements, obstructive sleep apnea) on both motor and cognitive
symptoms and the effects of treatments for sleep disorders on motor and
cognitive symptoms (Strambi’s Unit 3, Cappa’s Unit 5).
2008 779

Sezione III: Attività per progetti
– To verify the presence of nigrostriatal pathway degeneration in patients
with both movement disorder and cognitive impairment measuring the reduction
of tracer uptake by caudate and putamen nuclei with FP-CIT SPECT
(Sorbi’s Unit 1).
– To propose an integrated clinical, pharmacological and instrumental
approach to optimize individual drug schedule in patients with complicated
Parkinson’s disease (Montagna’s Unit 6).
– To find more appropriate diagnostic and therapeutic pathways and to
plan medical interventions modulated in time and proportionate to the real
needs of the patients (all U.O.).
General transferibility and potential impact of results
The results about the natural history of these pathological conditions are
applicable and generalized to all patients with the same characteristics. It is a
cohort study on incident patients enrolled at diagnosis. Patients will be
enrolled in clinical structures in the whole national territory, so they are representative
of patients we usually meet in our clinical practice in SSN. The
results of the study in terms of procedures, protocols and new clinical knowledge
are transferable to all the health and care structures of Italian SSN.
780 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
5 –IMAGING AND BIOLOGICAL MARKERS OF DISEASE PROGRESSION
Maria Grazia Bruzzone
Fondazione IRCCS – Istituto Neurologico C. Besta
List of participating units
U.O.1 – Fondazione IRCCS Istituto Neurologico C. Besta, Milano –
Maria Grazia Bruzzone
U.O.2 – IRCCS Fondazione Santa Lucia, Servizio di Radiodiagnostica, Roma –
Umberto Sabatini
U.O.3 – IRCCS Istituto Neurologico C. Mondino, Pavia – Fabio Blandini
U.O.4 – Università di Perugia – Aroldo Rossi
U.O.5 – IRCCS Istituto E. Medea, Bosisio Parini (LC) – Carlo Ferrarese
U.O.6 – II Università di Napoli, II Dipartimento di Scienze Neurologiche –
Gioacchino Tedeschi
Description of the project
What is already known on the subject
Despite the innovative tools that advanced technologies are constantly
providing, particularly in the neuroimaging field, the diagnosis of Parkinson’s
disease (PD) is still based on clinical criteria and is made when the disease
is already in the symptomatic phase. The identification of biomarkers
allowing early diagnosis would be, therefore, of paramount importance,
since it would allow the early implementation of neuroprotective strategies
aimed at slowing, blocking or reversing disease progression. Magnetic resonance
(MR) imaging protocols reveal known anatomo-pathological and
functional alterations in the cortex, in the basal ganglia and in the midbrain,
but there is no consensus on the clinical viability of these techniques.
The ability to visualize, in vivo, the alterations occurring in the substantia
nigra pars compacta (SNpc), based on the combined use of multiple MR
imaging techniques, could considerably help for the early diagnosis of PD
[Minati et al. 2007; Peran et al. 2007]. However, several studies pointed out
the difficulties associated with measuring the volume and characteristics of
the SNpc, both in healthy subjects and in PD patients, and the results
obtained have not been applied in the clinical practice. Another approach
that could complement the neuroimaging-based strategy may be based on
the detection of a panel of peripheral biochemical changes reflecting the
pathogenic alterations that take place at the nigrostriatal level. Indeed,
recent evidence points to a generalized defect of proteolytic cellular systems
in PD, associated with the occurrence of inflammatory and apoptotic phenomena,
which can be detected in peripheral blood cells of PD patients,
such as lymphocytes or platelets [Blandini et al. 2006]. So far, all these
2008 781

Sezione III: Attività per progetti
potential markers have been investigated in relatively small groups of
patients, but large-scale, multi-centric studies, possibly correlating imaging
data and biochemical markers, have never been carried out.
– Blandini F, Sinforiani E, Pacchetti C, Samuele A, Bazzini E, Zangaglia R, Nappi G,
Martignoni E (2006) Neurology 66: 529-534.
– Minati L, Grisoli M, Carella F, De Simone T, Bruzzone MG, Savoiardo M. (2007)
Am J Neuroradiol 28: 309-313.
– Péran P, Hagberg G, Luccichenti G, Cherubini A, Brainovich V, Celsis P, Caltagirone
C, Sabatini U (2007) JMRI 26: 1413-1420.
What the project adds to the information already available
The project will provide new information by addressing the following specific
points:
– characterization of PD-related structural alterations in the central nervous
system, at multiple levels, identifiable at early stage and specific to various
types of parkinsonism;
– identification of functional neuroimaging markers associated with
motor and cognitive symptoms of PD, also with reference to the response to
treatment;
– use of peripheral blood and CSF biomarkers in the diagnosis of PD and
other parkinsonisms;
– combined use of neuroimaging and biochemical data in the diagnosis
of PD and early identification of the optimal pharmacological treatment protocol;
– assessment of the effects of pharmacological treatment on functional
neuroimaging and biochemical parameters.
Detailed description of the project’s main and secondary objectives
The general (main) objective of this project is to identify significant correlations
between neuroimaging findings and biochemical markers, in parkinsonian
patients, that may lead to the development of innovative strategies for
the early diagnosis of the disease, as well as for the differential diagnosis
between PD and other parkinsonisms.
The project has also a number of specific objectives, strictly linked to the
specific activities that each U.O. will implement, which are listed below:
1) development of a neuroimaging protocol - including both conventional
and diffusion tensor imaging (DTI) modalities - transferable to other centers
and aimed at the definition and quantification, in the early disease stage, of
morphological and structural alterations specific for PD and parkinsonisms;
2) implementation of an MRI technique of iron brain mapping for the
determination of the iron content changes caused by PD;
3) analysis of the structural brain changes by magnetization transfer
(MT) in PD and parkinsonism;
782 2008

RF07.97 – From pathogenetic mechanism to biomarkers and development of therapeutic…
4) investigation of the relationship between cognitive dysfunctions, early
visual hallucinations and functional abnormalities – evaluated by means of
functional MRI – in PD patients, seen as a potential risk factor for the development
of dementia over the disease course;
5) investigation of biochemical markers of autophagy, inflammation and
monoaminergic transmission (vesicular monoamine transporter,VMAT2) in
peripheral blood cells and plasma, as potential markers of PD and useful tools
to evaluate the disease progression and the role of anti-parkinsonian therapy;
6) analysis of CSF biomarkers of the metabolism of tau protein, a-synuclein
and lysosomal enzymes;
7) implementation of a new tool for the diagnosis of dysautonomic correlates
in PD and other parkinsonisms, based on the analysis of small-fibre
nerves in skin biopsy samples.
General transferibility and potential impact of results
The aim of the study is to develop a transferable, multi-integrated diagnostic
protocol that will include advanced imaging techniques – of both
conventional and functional type – and determination of a panel of selected
biochemical markers. Adoption of this protocol by national centers experienced
in the diagnosis and treatment of PD will allow the development of
innovative tools for the early diagnosis of the disease and for monitoring
disease progression. The protocol will be developed in such a way as to
enable optimal diffusion and use in the clinical work-up of PD.
The results obtained will be stored in a database that will be accessible by
other neurological centers, thus providing a basis for more accurate, operator
independent diagnoses. A particular effort will be made to homogenize the
operational protocols that will be used, during the project.
As a major impact of the results obtained by our project, it is expected
that the use of these innovative diagnostic procedures, by allowing early
detection of PD, will change the therapeutic approach to the disease. In particular,
it will be possible to adopt emerging pharmacological and/or nonpharmacological
treatments in an early, possibly nonsymptomatic phase of
PD. This will amplify the neuroprotective potential of these approaches, thus
modifying the progression of the disease.
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 2 che fa capo
alla Fondazione Santa Lucia.
2008 783

Sezione III: Attività per progetti
U.O. 2 – Servizio di Radiodiagnostica
Umberto Sabatini
Specific contribution of the unit to the project
Iron plays a crucial role in the physiopathological mechanisms of neurodegenerative
diseases, such as Parkinson’s Disease (PD). A straightforward
method for assessing iron content in vivo would hence represent an important
tool for the investigation of pathological mechanisms. A candidate tool for use
as an iron-biomarker is represented by the magnetic susceptibility effects that
iron species introduce, which are detectable by magnetic resonance imaging
(MRI) techniques. Despite the clinical importance and the intrinsic technical
potential, MRI is not yet used to quantify whole brain iron content.
Radiology department of IRCCS Santa Lucia has recently developed a
MRI technique of iron brain mapping using a whole-brain voxel-based analysis
based on the transverse relaxation rate r2* value [Péran et al. (2007) JMRI,
26: 1413-1420].
The main objective of our project is to transfer our iron brain mapping
method to quantify modifications of iron content caused by PD.
Methods
We will investigate 40 patients with idiopathic PD and 40 control subjects
matching for age and sex. All demographic and clinical data of each patient
will be collected in the case report form. All participants will be examined
with a 3 T Magnetic Resonance. MRI data will be collected and analyzed by
the radiology department of IRCCS Santa Lucia.
The MRI data will consist of the following sequences: 6 T2* weighted
scans with different echo times (6-12-20-30-45-60 ms), 52 slices with a 1.8 ×
1.8 × 1.8 mm3 voxel size; acquisition time: 15 minutes. Before all volumes
realigned were normalized using EPI template MNI (Montreal Neurological
Institute), conservatively to the initial spatial resolution i.e. voxel 1.8 × 1.8 ×
1.8 mm3 and smoothed with a Gaussian kernel of 3 mm FWHM.
For each brain and for each voxel, we will realize a non-linear fitting of the
six measured data to the function corresponding to the form of signal decay i.e.
exponential S(t)=S0 -t/T2* (t = echo time, S= data measured, S0 = multiplicative
constant, T2* =transverse relaxation time). In this way, the T2* and the R2*
(1/T2*) will be evaluated for the whole brain volume. This method, which has
been developed by our radiology department, combines data acquisition and
data processing, demonstrating the feasibility of voxel based analysis on r2*
map; the method will, therefore, afford a high degree of sensitivity and good
reproducibility, while maintaining high spatial resolution [Péran et al. 2007].
The statistical analysis of the data will consider each voxel of the brain to
determine the regions in which the r2* value (iron MRI index) is more elevate
in patients than in control subjects (two-sample t test). Furthermore, clinical
data will be correlated with r2* value for each voxel of the whole brain.
784 2008

TBS2 – CELLULAR MECHANISMS UNDERLYING
IMPAIRMENT OF CORTICOSTRIAT AL
SYNAPTIC PLASTICITY IN A MOUSE
MODEL OF DYT1 DYSTONIA
Responsabile scientifico di progetto
ANTONIO PISANI
Università di Roma Tor Vergata – Fondazione Santa Lucia
The Bachmann Strauss. Dystonia & Parkinson Foundation, Inc.
Finanziamento 2008

Sezione III: Attività per progetti
LAY SUMMARY
Dystonia is a disabling movement disorder characterized by involuntary,
sustained muscle contractions, with twisting movements and abnormal postures.
Early-onset, generalized torsion dystonia (DYT1) is the most common
and severe form of primary dystonia, linked to a deletion in the DYT1 gene,
resulting in a mutation of the protein TorsinA, whose function remains
unclear. Notably, no evidence for neurodegeneration has been reported in primary
dystonia. Hence, it is thought that dystonic symptoms result from an
aberrant neuronal signaling within a subcortical area named striatum.
Clinically unaffected DYT1 gene carriers exhibit abnormalities in motor
behavior with impaired sequence learning. Mice expressing TorsinA with the
DYT1 mutation display no overt dystonia. However, they do exhibit an
impaired motor learning, resembling the abnormal pattern found in human
carriers. Long-lasting changes in synaptic efficacy at corticostriatal synapses
are thought to be the cellular basis of motor learning and associative memory
processes. Indeed, abnormalities in motor plasticity have been found in DYT1
carriers. Thus, by utilizing electrophysiological techniques, we will record
neurons from the striatum of transgenic mice that express either human
mutant TorsinA (hMT) or human wild-type (hWT) TorsinA. Preliminary
observations obtained in our laboratory show a significant impairment in
synaptic plasticity processes in the striatum of hMT mice. Therefore, our primary
goal will be to investigate the cellular mechanisms underlying the lack
of corticostriatal long-term plasticity. Additionally, pharmacological experiments
will be performed in order to restore plastic processes at corticostriatal
synapses.
The results of the present project might provide an explanation for the
abnormalities in motor learning observed in DYT1 dystonia. Identifying the
cellular mechanisms responsible for an impaired synaptic plasticity might
shed new light on TorsinA function, with important implications for the direction
that therapeutic development should take.
SPECIFIC AIMS
In line with our research plan presented and awarded in 2007, we characterized
short- and long-term synaptic plasticity in mice expressing human
TorsinA, wild-type (hWT) and from mice expressing mutant TorsinA (hMT).
Results have been compared to control mice. These preliminary, but consistent
data have been presented at the Society for Neuroscience annual meeting
and will be presented at the international Basal Ganglia Society (IBAGS)
meeting. Two different manuscripts are in preparation and will be submitted
by the end of 2007. A review paper on the role of cholinergic interneurons in
movement disorders is in press in Trends in Neurosciences.
In the present proposal, we aim at elucidating the mechanisms underlying
the impairment of corticostriatal synaptic plasticity observed in hMT mice.
– In detail, electrophysiological recordings will be performed from acute
slice preparations. Experiments conducted in our laboratories showed that
786 2008

TBS2 – Cellular mechanisms underlying impairment of corticostriatal synaptic plasticity in…
the intrinsic membrane properties of the recorded neurons, such as resting
membrane potential, firing activity, input resistance are not altered in hMT
mice as compared to hWT or controls. The current-voltage (I-V) relationship
does not reveal significant differences between hWT and hMT mice. Pharmacological
isolation of cortically-evoked excitatory post-synaptic potentials
(EPSPs) was analyzed in hWT and hMT mice, and did not show significant
changes. These experiments were conducted in 2, 5 and 9 months-old mice, to
detect possible developmental changes.
– High-frequency stimulation (HFS) of corticostriatal fibers (3 trains, 100
Hz, 3 sec duration, 20 sec interval) induces either LTD or LTP, depending
upon the ionotropic glutamate receptor activated [Calabresi et al. 1996].
Once established, LTP can be reversed to control levels by a lowfrequency
stimulation (LFS, 2 Hz, 10 min) protocol, a phenomenon defined “ synaptic
depotentiation ”. required to erase redundant information [Picconi et al.
2003]. Intracellular recordings were performed to measure long-term potentiation
(LTP) and long-term depression (LTD) at corticostriatal synapses in
hWT and hMT mice. We found that LTD is selectively lost in hMT mice, as
compared to both hWT and controls (Fig. 1). HFS induced in the absence of
external magnesium optimizes the induction of LTD, by removing the voltagedependent
block of NMDA receptors. In this experimental condition, we were
able to induce LTP in MS neurons from both hWT and hMT mice. However,
in hMT mice we failed to record a synaptic depotentiation (Fig. 1).
Aim of the present project is to investigate the mechanisms responsible
for the plastic alterations observed in hMT mice. Dopamine (DA) has been
demonstrated to play a pivotal role in striatal synaptic plasticity. In particular,
D1-like DA receptor activation promotes LTP and is required for its depotentiation,
whereas D2 DA receptors are required for the expression of LTD [Centonze
et al. 2001]. Moreover, a defective DA release has been demonstrated in
this strain of mice [Balcioglu et al. 2007]. Thus, to evaluate the possibility of
an impaired DA signaling, in a set of experiments, slices from either two genotypes
will be pretreated (>20 min) with either D1-like or D2-like DA receptor
agonists alone, or in combination, and HFS will be delivered to induce either
LTD or LTP. In a parallel group of experiments, we will utilize drugs able to
increase the availability of DA in the synaptic cleft, such as nomifensine,
amphetamine, L-dopa.
– As noted above, DA exerts a key role in striatal function. Activation or
D2 receptors tonically inhibits acetylcholine release from cholinergic
interneurons [Pisani et al. 2000]. We have recently shown that in hMT mice,
D2 receptor agonists induce a paradoxical, excitatory effect on cholinergic
interneurons [Pisani et al. 2006]. Thus, we hypothesize that this aberrant D2-
dependent modulation of cholinergic activity might be responsible for the
lack of synaptic depotentiation. Indeed, M1 muscarinic cholinergic receptors
are critically involved both in LTD [Wang et al. 2006] as well as in LTP [Calabresi
et al. 2000]. To test for this hypothesis, a set or experiments will be performed
by bathing striatal slices with M1 receptor antagonists, such as pirenzepine,
to restore LTD. In another set of experiments, pirenzepine will be
2008 787

Sezione III: Attività per progetti
added immediately after LTP induction. and just before the LFS protocol, in
attempt to rescue synaptic depotentiation. The opportunity to find a common,
unifying mechanism for the impairment of bidirectional synaptic plasticity is
relevant to better comprehend the analogies with plastic modifications occurring
in human conditions [Edwards et al. 2006], that might have a major
translational impact.
BACKGROUND
Dopamine (DA) has been demonstrated to play a central role in striatal
synaptic plasticity, an experimental paradigm of motor learning [Calabresi
et al. 1996]. It has been speculated that in DYT1 dystonia, disruption of DA
metabolism would impair motor program selection, by interfering with corticostriatal
glutamatergic signaling [Walker and Shashidharan 2003]. These
hypotheses are in agreement with a number of clinical and experimental
observations. Post-mortem examination of DA markers in genetically confirmed
cases of DYT1 dystonia revealed a decreased content of DA metabolites,
suggestive of an increased turnover. Similar alterations were found in
a transgenic mouse model of DYT1 dystonia [Shashidharan et al. 2005].
Moreover, it has been shown that the striatal binding of ligands for DA
receptors is unaffected, but amphetamine-induced DA release is impaired in
hMT mice compared to hWT littermates [Balcioglu et al. 2007]. Furthermore,
we recently found a significant alteration in D2 receptor coupling in
cholinergic interneurons. D2 receptor signaling normally reduces interneuronal
activity, but in cholinergic interneurons from hMT mice, D2 receptor
activation increased spiking, rather than decreased it [Pisani et al. 2006].
This paradoxical effect is likely to result in an increased acetylcholine
release, and might provide a plausible explanation for the efficacy of anticholinergic
drugs in dystonia.
A key point that remains to be elucidated is as to whether the aberrant DA
signal is responsible, per sè, of the impaired synaptic plasticity. A reduced
release from presynaptic terminals, or an aberrant coupling at receptor level
are possibilities that should be taken into account. Alternatively, an impaired
DA signaling would alter plastic processes through an indirect rearrangement
of striatal circuitry. To this regard, we hypothesize a main involvement or
cholinergic interneurons as bidirectional modulators of striatal plasticity
[Wang et al. 2006]. Indeed, activation of M1 muscarinic receptors increases
striatal neuron excitability by downregulating dendritic K + conductances and
via a permissive effect on NMDA receptors, thus favoring the induction of LTP
[Calabresi et al. 2000]. Conversely, low acetylcholine levels appears to promote
the induction of LTD following HFS: acetylcholine acting at postsynaptic
M1 muscarinic receptors reduces activity-dependent opening of the L-type
channels involved in LTD induction. D2 receptor activation during HFS suppresses
acetylcholine release and M1 receptor activity, disinhibiting L-type
channels and promoting LTD induction [Wang et al. 2006]. Thus, an altered
D2 signaling would indirectly determine an aberrant cholinergic tone that
could in turn impair synaptic plasticity.
788 2008

TBS2 – Cellular mechanisms underlying impairment of corticostriatal synaptic plasticity in…
The mechanism by which the mutant TorsinA protein leads to these
defects is unclear. At a cellular level, mutant TorsinA has been shown to lead
to abnormalities of the nuclear envelope and endoplasmic reticulum [Goodchild
et al. 2005]. This effect could lead to alterations in many different proteins
even at synaptic level. To this respect, it is noteworthy that TorsinA
immunostaining has been found in association with presynaptic vesicles in
human striatum [Augood et al. 1999].
Non-manifesting DYT1 gene carriers exhibit subtle abnormalities in
motor behavior with impaired sequence learning [Ghilardi et al. 2003]. Transgenic
mice expressing increased levels either of the human WT or of the
mutant TorsinA provide a unique model to investigate, at functional level, the
abnormalities in motor circuitries observed in dystonia. A deeper knowledge
of the cellular mechanisms underlying synaptic plasticity and its alterations
might provide new insights on the pathophysiology of dystonia.
METHODS
The experimental protocols are in accordance to the guidelines of the
European Union Council (86/609/ EU) and to the animal Act (1986). Mice
expressing either human wild type TorsinA (hWT) or human mutant TorsinA
(hMT, provided by our collaborators (Dr N. Shanna, Dr. DG Standaert)
[Sharma et al. 2005] are bred in our animal house, at Fondazione Santa
Lucia. Electrophysiology will be performed blindly. Mice will be anesthetized
and sacrificed by cervical dislocation, brains removed and corticostriatal
coronal slices (200-300 mm) cut with a vibratome in Krebs solution (in mM:
26 NaCl, 2.5 KCl, 1.2 MgCl 2
, 1.2 NaH 2
P04, 2.4 CaCl 2
, 11 glucose and 25
NaHCO 3
; 95% O 2
-5% CO 2
; 3°C). A single slice is transferred to a recording
chamber on the stage of an upright microscope, submerged and superfused
with Krebs solution (32.5°C; 2-3 ml/min). Intracellular electrodes are filled
with 2M KCl (30-60 MW).
Signals are recorded with an Axoclamp 2B amplifier, displayed on a oscilloscope
and stored on PC (Digidata 1322A, pClamp 9, Axon Instr). A bipolar
electrode is placed in the corpus callosum to activate corticostriatal EPSPs.
For high-frequency stimulation (HFS, three trains: 3 s duration, 100 Hz frequency,
at 20 s intervals), the intensity of synaptic stimulation is raised to
suprathreshold levels. Clampfit 9 (Axon Instr) is used for off-line analysis.
Whole-cell patch-clamp recordings are performed from individual neurons
visualized with DIC and infrared microscopy. Borosilicate glass pipettes (1.5
mm o.d.; 3-5 MW) are filled with a solution containing (mM) 125 K+-gluconate,
10 NaCl, 1 Cacl2, 2 MgCl2, l BAPTA, 19 Hepes, 0.3 GTP and 2 Mg-ATP,
and adjusted to pH 7.3 with KOH.
Signals are amplified with an Axopatch 200B amplifier, then monitored
and stored on a PC (Digidata 1200, pClamp9). Voltage-clamp experiments will
be performed to assess the current-voltage (I-V) relationship, holding the cell
at -80 mV and applying 10 mV steps (0,3 s) from -140 to -40 mV. A negative
step (-10 mV) is routinely used to measure membrane resistance. Firing properties
are investigated in current-clamp mode, applying 200 pA steps (1s) from
2008 789

Sezione III: Attività per progetti
-500 pA to +700 pA. Values are expressed as means ±SEM. The evaluation of
statistical difference will be performed with Wilcoxon test and two-way
ANOVA test. Nonparametric post-hoc comparisons will be performed between
each group using Tukey test. Drugs are dissolved to the final concentration and
applied by switching the perfusion from control to drug-containing solution.
Timeline
Phase 1 (1-6 months). Pharmacological experiments will be performed in
search for the mechanisms responsible for the lack of LTD observed in our
preliminary experiments (Fig. 1). A number of dopaminergic agents will be
tested in attempt to restore LTD.
Phase 2 (6-12 months). LTP and synaptic depotentiation will be characterized
in hMT mice and compared to their littermates. Drugs able to interfere
with either dopaminergic or muscarinic cholinergic receptors will be bathed
prior to LTP inducing protocol.
Figure 1. Long-term synaptic plasticity at corticostriatal synapses. A, high-frequency
stimulation (HFS) induces LTD in controls (CTL) and in hWT mice, but fails to induce
LTD in hMT mice. Righl. After LTP induction, a low-frequency stimulation (LFS) protocol
(2 Hz. 10 min), reverts to control levels cortically evoked EPSPs, a phenomenon cali
ed synaptic depotentiation. In hMT mice, LFS is unable to depotentiate corticostriatalEPSP.
B. Representative traces ofEPSPs recorded before (pre) and after (post)
LTD/LTP inducing protocols.
790 2008

TBS2 – Cellular mechanisms underlying impairment of corticostriatal synaptic plasticity in…
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