Second Year
The course aims to treat the fundamental characteristics of the main diseases of the nervous system, both of neurological and neurosurgical interest. In particular, the main aspects concerning the etiology, pathogenesis, pathophysiology and clinical manifestations of neurodegenerative diseases, neuromuscular disorders, periodic neurological episodes (epilepsy and migraine), neuroimmunological disorders, vascular diseases (stroke) will be investigated. and neuro-oncological pathologies. The diagnostic technologies used in the clinical approach to these pathologies will also be analyzed, with particular regard to the development and use of molecular or high-tech biomarkers. The course will include a broad discussion of innovative biotechnological drugs developed for the treatment of neurological and neurodegenerative diseases, with particular regard to recombinant proteins and nucleic acid sequences (oligonucleotides). The lessons will be completed by the discussion of technologies and neurosurgical materials used for the treatment of neurovascular diseases, traumatic diseases of the central and peripheral nervous system, for neurodegenerative diseases and for neuro-oncological diseases.
L’insegnamento si propone di trattare le caratteristiche fondamentali delle principali malattie del sistema nervoso, sia di interesse neurologico che neurochirurgico. In particolare, verranno approfonditi gli aspetti principali riguardanti l’eziologia, la patogenesi, la fisiopatologia e le manifestazioni cliniche delle patologie neurodegenerative, dei disordini neuromuscolari, degli episodi neurologici periodici (epilessia ed emicrania), dei disordini neuroimmunologici, delle patologie vascolari (stroke) e delle patologie neuro-oncologiche. Verranno inoltre analizzate le tecnologie diagnostiche utilizzate nell’approccio clinico a queste patologie, con particolare riguardo allo sviluppo e all’utilizzo di biomarcatori molecolari o ad alto contenuto tecnologico. Il corso comprenderà un’ampia trattazione dei farmaci biotecnologici innovativi sviluppati per il trattamento delle patologie neurologiche e neurodegenerative, con particolare riguardo alle proteine ricombinanti e alle sequenze di acidi nucleici (oligonucleotidi). Le lezioni saranno completate dalla trattazione delle tecnologie e dei materiali neurochirurgici utilizzati per il trattamento delle patologie neurovascolari, delle patologie traumatiche del sistema nervoso centrale e periferico, per le patologie neurodegenerative e per le patologie neuro-oncologiche.
The Biotech company management module will be centered on the learning of basic economic skills concerning the management of the biotechnological companies. Expected outcomes of the teaching will be the capability to understand the logic of biotechnological companies’ management and the ability to identify and apprehend general and biotech sector specific problems. The students will also acquire basic skills in innovation management, technology evaluation of an entrepreneurial idea and on marketing sectorial problems. The main topics covered will be:
1) Development and management of biotechnological companies in Italy.
2) The industrial property in the development of a new product from the ides to marketing.
- Patents for industrial inventions vs trade secret; novelty search and freedom to operate search.
- Patentability requirements: novelty, inventive step, lawfulness, industrial application.
- Procedures to obtain an Italian and European patent; international patent application.
- The patent as an intangible asset; assignment and licensing, joint ownership; inventions of the employee: fair bonus, compulsory license.
- Legal actions relating to intellectual property, revocation action and action for infringement.
- Corporate brand: requirements for the protection of trademarks and designs.
- Product and process patent; new use of a known substance; patents on medicinal products; supplementary Protection certificate.
- EEC Directive on biotechnological inventions (Art. 1-7): patentability of naturally existing substances: microorganisms, genes; non patentable inventions due to unlawfulness; deposit of biological material for the purpose of a sufficient disclosure.
3) Research, invention, innovation as starting element of a business planning activity.
- Innovation Management, Project management and Marketing.
- Key elements of a biotech business plan:
- The business model concept.
- Business plan evaluation and the due diligence concept.
4) From research to start-ups.
The medical legislation module will offer insight into forensic neuropathology, an essential field of study and research in forensic medicine, also due to the relevant repercussions in judicial disputes. The timing of neonatal brain injuries in the suspicion of childbirth-related health malpractice, the mechanisms of production of traumatic brain pathology in the forms of abuse and maltreatment of minors, the brain and medullary outcomes of subclinical traumatic injuries typical of sportsmen of some disciplines in particular, Cranio-encephalic traumatology will be studied together with the related reference legislation on the related profiles of criminal, civil and administrative and accounting liability. At the end of the course, students will have acquired the knowledge and skills adequate to have and apply standardized diagnostic tools to deal independently with laboratory and clinical diagnostics of forensic interest.
Il modulo di gestione delle imprese biotecnologiche sarà incentrato sull'apprendimento delle competenze economiche di base relative alla gestione delle aziende biotecnologiche. I risultati attesi dell'insegnamento saranno la capacità di comprendere la logica della gestione delle aziende biotecnologiche e la capacità di identificare e comprendere problemi generali e specifici del settore biotecnologico. Gli studenti acquisiranno inoltre competenze di base nella gestione dell'innovazione, nella valutazione tecnologica di un'idea imprenditoriale e sulle problematiche settoriali del marketing. I principali argomenti trattati saranno:
1) Sviluppo e gestione di aziende biotecnologiche in Italia.
2) La proprietà industriale nello sviluppo di un nuovo prodotto dalle idi al marketing.
- Brevetti per invenzioni industriali vs segreti commerciali; ricerca di novità e libertà di operare nella ricerca.
- Requisiti di brevettabilità: novità, attività inventiva, liceità, applicazione industriale.
- Procedure per l'ottenimento di un brevetto italiano ed europeo; domanda di brevetto internazionale.
- Il brevetto come bene immateriale; cessione e licenza, comproprietà; invenzioni del dipendente: premio equo, licenza obbligatoria.
- Azioni legali relative alla proprietà intellettuale, azioni di revoca e azioni per contraffazione.
- Marchio aziendale: requisiti per la tutela di marchi e disegni.
- Brevetto di prodotto e processo; nuovo uso di una sostanza nota; brevetti sui medicinali; certificato di protezione supplementare.
- Direttiva CEE sulle invenzioni biotecnologiche (art. 1-7): brevettabilità di sostanze naturalmente esistenti: microrganismi, geni; invenzioni non brevettabili per illegalità; deposito di materiale biologico ai fini di una divulgazione sufficiente.
3) Ricerca, invenzione, innovazione come elemento di partenza di un'attività di pianificazione aziendale.
- Gestione dell'innovazione, gestione dei progetti e marketing.
- Elementi chiave di un piano aziendale biotech:
- Il concetto di modello di business.
- Valutazione del business plan e concetto di due diligence.
4) Dalla ricerca alle startup.
Il modulo di legislazione medica offre spunti di neuropatologia forense, ambito di studio e di ricerca essenziali della medicina legale, anche in ragione dei rilevanti riflessi nelle controversie giudiziarie. Il timing delle lesioni cerebrali neonatali nel sospetto di malpractice sanitaria correlate al parto, i meccanismi di produzione della patologia traumatica cerebrale nelle forme di abuso e maltrattamento dei minori, gli esiti encefalici e midollari di lesioni traumatiche subcliniche proprie degli sportivi di alcune discipline in particolare, la traumatologia cranio encefalica saranno oggetto di studio unitamente alla correlata normativa di riferimento in tema dei correlati profili di responsabilità penale, civile ed amministrativo contabile. Al termine del corso gli studenti avranno acquisito il bagaglio di conoscenze e competenze adeguato per disporre ed applicare gli strumenti diagnostici standardizzati per affrontare anche in autonomia la diagnostica laboratoristica e clinica di interesse forense.
Psychiatry includes the assessment, treatment, and prevention of complex brain disorders, such as depression, bipolar disorder, anxiety disorders, schizophrenia, developmental disorders (e.g., autism), and neurodegenerative disorders (e.g., Alzheimer dementia). Its core mission is to prevent and alleviate the distress and impairment caused by these disorders, which account for a substantial part of the global burden of illness-related disability. Psychiatry is grounded in clinical neuroscience. The aim of our course is to give a unique understanding of the principles underlying the clinical presentation and investigation of psychiatric disorders. We place particular emphasis on the translation from basic science to clinical practice. A critical and growing strength of psychiatry as clinical neuroscience derives from the multiple and marked advances that are transpiring in the areas of molecular, developmental, and systems neuroscience. The expanding knowledge of the neural substrates for the cognitive and affective functions that are disturbed in psychiatric disorders is creating a database for the generation of testable hypotheses about the biological underpinnings of psychiatric illness. We will analyze the development of novel pharmacological interventions centered on pathophysiologically based illness models and the estimated risk for mental illness based on genetic information in order to predict treatment response variability using pharmacogenetic information.
Psychology is the study of the mind and behavior. According to the American Psychological Association, "the understanding of behavior" is the enterprise of this scientific discipline. In the course of Clinical Psychology, we will focus on the relationship between human behaviours (i.e., personality, emotions, empathy, social cognition) and the nervous central system and its biological processes. Moreover, we will analyse the role of the individual experience and of the social context on the biological expression of human behaviour, favouring a biopsychosocial approach. Finally, we will offer a critical review of science, knowledge and methods pertaining to clinical psychology.
Endocrinology includes neuroendocrinology that covers the anatomical and functional interactions between the nervous system and the endocrine system. The aim of our course is to investigate the role of the neuroendocrine system in the etiology of some pathological conditions and the possible alterations induced by specific drugs acting at the central nervous system on the neuroendocrine system. In particular, lessons will focus on the hypothalamus-pituitary- adrenal (HPA) axis, an important neuroendocrine system that exerts a variety of effects at both the central and peripheral level.
La psichiatria include la valutazione, il trattamento e la prevenzione di disturbi cerebrali complessi, come depressione, disturbo bipolare, disturbi d'ansia, schizofrenia, disturbi dello sviluppo (ad esempio, autismo) e disturbi neurodegenerativi (ad esempio, demenza di Alzheimer). La sua missione principale è prevenire e alleviare il disagio e la menomazione causati da questi disturbi, che rappresentano una parte sostanziale del carico globale della disabilità correlata alla malattia. La psichiatria è fondata sulle neuroscienze cliniche. Lo scopo del nostro corso è fornire una comprensione unica dei principi alla base della presentazione clinica e dell'indagine sui disturbi psichiatrici. Poniamo particolare enfasi sulla traduzione dalla scienza di base alla pratica clinica. Una forza critica e crescente della psichiatria come neuroscienza clinica deriva dai molteplici e marcati progressi che stanno emergendo nelle aree della neuroscienza molecolare, dello sviluppo e dei sistemi. La crescente conoscenza dei substrati neurali per le funzioni cognitive e affettive che sono disturbate nei disturbi psichiatrici sta creando un database per la generazione di ipotesi verificabili sulle basi biologiche della malattia psichiatrica. Analizzeremo lo sviluppo di nuovi interventi farmacologici centrati su modelli di malattia fisiopatologici e il rischio stimato di malattia mentale sulla base di informazioni genetiche al fine di prevedere la variabilità della risposta al trattamento utilizzando informazioni farmacogenetiche.
La psicologia è lo studio della mente e del comportamento. Secondo l'American Psychological Association, "la comprensione del comportamento" è l'impresa di questa disciplina scientifica. Nel corso di Psicologia clinica, ci concentreremo sulla relazione tra i comportamenti umani (cioè, personalità, emozioni, empatia, cognizione sociale) e il sistema nervoso centrale e i suoi processi biologici. Inoltre, analizzeremo il ruolo dell'esperienza individuale e del contesto sociale sull'espressione biologica del comportamento umano, favorendo un approccio biopsicosociale. Infine, offriremo una revisione critica della scienza, della conoscenza e dei metodi relativi alla psicologia clinica.
L'endocrinologia include la neuroendocrinologia, che copre le interazioni anatomiche e funzionali tra il sistema nervoso e il sistema endocrino. Lo scopo del nostro corso è quello di indagare il ruolo del sistema neuroendocrino nell'eziologia di alcune condizioni patologiche e le possibili alterazioni indotte da specifici farmaci che agiscono a livello del sistema nervoso centrale sul sistema neuroendocrino. In particolare, le lezioni si concentreranno sull'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA), un importante sistema neuroendocrino che esercita una varietà di effetti sia a livello centrale che periferico.
Psychological neuroscience entails a highly interdisciplinary approach to the study of brain-mind functioning. Indeed, the topic integrates the behavioral-based approach of psychology with the laboratory-based approach of neuroscience. The main objective of the course is to provide an overview of both basic and applied research in the field, by presenting complementary perspectives: general psychology, psychobiology, social psychology, and organizational psychology.
The general psychology module will present the historical development of psychological neuroscience, underlying the transition from the conception of a computation mind to that of an embodied mind - the integrated mind-brain-body system (MBBS). The possible architectures of the MBBS will be presented in order to give a taste of the complex relationships between brain circuits and psychological issues. Ethical matters will be also discussed to shed light on the possible dangers of ‘neuromania’, the tempting use of brain imaging to explain anything with colorful pictures. The psychobiology module will introduce to the study of the biological processes underlying human cognition by focusing on both pathological and intact brain functioning. As regards the normal context, the course will present the theoretical foundations of the experimental research as well as the most relevant techniques (e.g., behavioral procedures, neuroimaging, electrophysiology and perturbation methods). With respect to the pathological brain, the course will present the neuropsychological approach, namely inferring the functional architecture of the human intact brain starting from the investigations of its selective damages. The social psychology module is intended to review and discuss state-of-the-art developments in issues like self-perception, action perception and interpretation, imitation and the recognition of affect. Upon completion of the course, students will have acquired three skills that are essential for experimental researchers working in the area, namely they will be able: to distinguish between, and debate about methodological and theoretical developments in the area of social cognitive neuroscience; to develop, communicate, and defend their own opinions; to generate new research ideas and effectively design studies to test those ideas. The organizational psychology module will introduce to the study of the human behaviors in the organizational settings and of the cognitive functioning at work. In particular, the module will deepen theories and models, developed in organizational psychology, that examine the reciprocal interplay among the individual, the socio-cultural system, and the organizational structure. The module will also analyze the main consequences for individual to being exposed to stress at work (e.g., technostress).
La neuroscienza psicologica implica un approccio altamente interdisciplinare allo studio del Sistema mente-cervello. Infatti, essa integra l'approccio comportamentale della psicologia con quello di laboratorio delle neuroscienze. L'obiettivo principale del corso è fornire una panoramica della ricerca di base e applicata nel domino in oggetto presentando prospettive complementari: la psicologia generale, la psicobiologia, la psicologia sociale e la psicologia organizzativa.
Il modulo di psicologia generale presenterà lo sviluppo storico delle neuroscienze psicologiche, alla base del passaggio dalla concezione di una mente computazionale a quella di una mente incarnata - il sistema integrato mente-cervello-corpo (MBBS). Saranno presentate le possibili architetture dell'MBBS per dare una idea delle complesse relazioni tra circuiti cerebrali e problematiche psicologiche. Saranno anche discusse questioni etiche per far luce sui possibili pericoli della "neuromania", l'uso dell'imaging per spiegare qualsiasi cosa con immagini colorate. Il modulo di psicobiologia introdurrà allo studio dei processi biologici alla base della cognizione umana concentrandosi sul funzionamento del cervello sia patologico che intatto. Per quanto riguarda il contesto normale, il corso presenterà i fondamenti teorici della ricerca sperimentale nonché le tecniche più rilevanti (es., procedure comportamentali, neuroimaging, elettrofisiologia e metodi perturbativi). Rispetto al cervello patologico, il corso presenterà l'approccio neuropsicologico, ovvero inferire l'architettura funzionale del cervello umano intatto a partire dalle indagini sui suoi danni selettivi. Il modulo di psicologia sociale ha lo scopo di rivedere e discutere gli sviluppi di questioni quali l'auto-percezione, la percezione e l'interpretazione dell'azione, l'imitazione e il riconoscimento delgli affetti. Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito tre abilità che sono essenziali per la ricerca nell'area, vale a dire saranno in grado di: distinguere e dibattere sugli sviluppi metodologici e teorici nell'area del cognitivo sociale neuroscienza; sviluppare, comunicare e difendere le proprie opinioni; generare nuove idee di ricerca e progettare in modo efficace studi per testare quelle idee. Il modulo di psicologia organizzativa introdurrà allo studio dei comportamenti umani nei contesti organizzativi e del funzionamento cognitivo sul lavoro. In particolare, il modulo approfondirà teorie e modelli, sviluppati in psicologia organizzativa, che esaminano l'interazione reciproca tra individuo, sistema socio-culturale e struttura organizzativa. Il modulo analizzerà anche le principali conseguenze per l'individuo di essere esposto a stress sul lavoro (ad esempio, tecnostress).
Students are expected to learn the basics of Neuroeconomics analyzing both classical theories and recent experimental advances literature.
The course will cover the selected topics and theories among: Decision-making under certainty and uncertainty, risk-taking, intertemporal choice, strategic social interaction.
The focus will be on reasoning rather than abstract formalism. Nevertheless, when necessary, some formalization will be provided.
Gli studenti apprenderanno le basi della neuroeconomia, analizzando sia le teorie classiche che i recenti progressi sperimentali della letteratura.
Il corso tratterà gli argomenti e le teorie selezionati tra: Processo decisionale in condizioni di certezza e incertezza, assunzione di rischi, scelta intertemporale, interazione sociale strategica.
L'attenzione sarà concentrata sul ragionamento piuttosto che sul formalismo astratto. Tuttavia, quando necessario, verranno fornite alcune formalizzazioni.
The goal of the first part of the course will be to introduce the student to the basic notions of the theory of Complex Systems and to discuss a few paradigmatic applications to Neuroscience. More precisely the program deals with the following items:
- Introduction to network theory
- Introduction to statistical mechanics with applications to information theory
- Neural netwoks, perceptron and the Hopfield Model
- Application: analysis of transcriptomic data from the Allen Brain Atlas.
The purpose of the second module will be to present the basic requirements of the models used in the study of the principles and mechanisms that guide the development, organized, process and mental skills of the central nervous system. In particular we will address the different levels of description of the nervous system's possibilities: micro-scale, meso-scale and macro-scale.
- physiology of the neuron
- levels of description of the nervous system
- analysis of the neural signal
- information theory
- from neuron to systems: functional, structural and anatomical connectivity
- general systems theory
Lo scopo della prima parte del corso sarà dotare gli studenti di alcune nozioni di base sulla teoria dei sistemi complessi e studiare alcune applicazioni esemplari alle neuroscienze. In particolare il programma affronterà i seguenti punti:
- Introduzione alla teoria delle reti
- Introduzione alla Meccanica Statistica con applicazioni alla teoria dell'informazione
- Reti neurali, percettrone e modello di Hopfield
- Esempio di applicazione: studio dei dati di trascrittomica dell'Allen Brain Atlas
Lo scopo del secondo modulo sarà di introdurre i concetti fondamentali dei modelli usati nello studio dei principi e meccanismi che guidano lo sviluppo, l'organizzazione, il processamento dell'informazione e le abilità mentali del sistema nervoso centrale. In particolare affronteremo i diversi livelli di descrizione possibili del sistema nervoso: micro-scala, meso-scala e macro-scala.
- fisiologia del neurone
- livelli di descrizione del sistema nervoso
- analisi del segnale neurale
- teoria dell'informazione
- dal neurone ai sistemi: connettività funzionale, strutturale e anatomica
- teoria generale dei sistemi
The Computer Vision course aims to familiarize students with state-of-the-art techniques of image segmentation, three-dimensional reconstruction, 3D data visualization methods and visualization tools based on virtual, augmented and mixed reality.
Volume imaging techniques will be described (both medical imaging, such as MRI and CT scan, as well as electron, confocal and light sheet microscopy), and the course will be accompanied by practical modules that will allow the student to learn how to process images based on type of classifier that will be used.
Particular emphasis will be given to the analysis of electron microscopy images of the central nervous system, and the theoretical tools useful for the classification of the different cell types (neurons, glia), their processes (e.g. synapses), and organelles will be given intracellular that characterize them.
Il corso di Computer Vision ha come obiettivo quello di far familiarizzare gli studenti con le tecniche stato dell'arte di segmentazione di immagine, ricostruzione tridimensionale, i metodi di visualizzazione dati 3D e gli strumenti di visualizzazione basati su virtual, augmented e mixed reality.
Verranno descritte tecniche di imaging di volume (sia imaging medico, come MRI e CT scan, che microscopia elettronica, confocale e light sheet), ed il corso verrà affiancato da dei moduli pratici che consentiranno allo studente di imparare come processare le immagini in base al tipo di classificatore che verrà utilizzato.
Verrà data enfasi particolare all'analisi di immagini di microscopia elettronica del sistema nervoso centrale, e verranno dati gli stumenti teorici utili alla classificazione dei diversi tipi cellulari (neuroni, glia), dei loro processi (p.es. sinapsi), e degli organelli intracellulari che li caratterizzano.
Aim of the is the students’ acquisition of advanced knowledge and critical understanding of the different available techniques to modulate the CNS activity in pathological conditions.
The first module (D’Agata) will see the mechanisms of interaction between electromagnetic or mechanical waves with the cells of biological tissues and neurons. Physical laws relevant to functional modulation of cellular activity, ranging from modulation of electrical activity to modulation of gene expression, will be focused.
Main non-invasive brain stimulation techniques (TMS, tES), the relative experimental paradigms and their application in cognitive neuroscience for the study of normal and disrupted brain functions and as a potential tools for the rehabilitation of brain disorders will be discussed (Ricci).
Clinical effects of different neuromodulation methods (DBS, SCS, PNS, VNS, intrathecal drug delivery systems) for the treatment of many neurological diseases will be analyzed (Rizzone, Lanotte).
Scopo del corso è l'acquisizione da parte degli studenti di conoscenze avanzate e comprensione critica delle diverse tecniche disponibili per modulare l'attività del SNC in condizioni patologiche.
Il primo modulo (D’Agata) vedrà i meccanismi di interazione tra onde elettromagnetiche o meccaniche con le cellule dei tessuti biologici e dei neuroni. Saranno focalizzate le leggi fisiche relative alla modulazione funzionale dell'attività cellulare, che vanno dalla modulazione dell'attività elettrica alla modulazione dell'espressione genica.
Verranno discusse le principali tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva (TMS, tES), i relativi paradigmi sperimentali e la loro applicazione nelle neuroscienze cognitive per lo studio delle funzioni cerebrali normali e perturbate e come potenziali strumenti per la riabilitazione dei disturbi cerebrali (Ricci).
Verranno analizzati gli effetti clinici di diversi metodi di neuromodulazione (DBS, SCS, PNS, VNS, sistemi di somministrazione di farmaci intratecali) per il trattamento di molte malattie neurologiche (Rizzone, Lanotte).
Human space exploration has achieved extraordinary results in the past six decades and many challenges need to be addressed to ensure the success of future long-duration missions beyond low-Earth orbit (from cislunar modules, to the Moon village, the journey to Mars, and beyond). The main objective of the course is to present an advanced overview of space neuroscience basic and applied research, offering complementary and converging perspectives from the neurobiology, neurophysiology and neuropsychology scientific fields.
The space neurobiology module will address the molecular and epigenetic bases of the physiological and pathological phenomena induced in neural and muscular cells by the challenging environment that characterizes human space missions. The space neurophysiology module will assess the physiological adaptations of sensory, vestibular, sensorimotor and cognitive functions associated with spaceflight. Motion sickness, alterations of posture, locomotion, neuro-ocular function, and sleep-wake cycle will be described. The space neuropsychology module will focus on the human response to spaceflight conditions, such as microgravity and life in isolated, confined, and extreme (ICE) environment. Psychological, behavioral/cognitive and brain changes induced by spaceflight conditions will be discussed from a perspective complementary to the ones offered by the other modules. Seminars by experts of the field will be also organized. The formal teaching and the seminars will concentrate on the latest discoveries concerning the effects of space environmental conditions and hazards (e.g. radiation, microgravity, altered CO2, ICE environment) on central nervous system, as well as possible mitigation strategies.
L'esplorazione umana dello spazio ha raggiunto risultati straordinari negli ultimi sessant’anni e si sta preparando ad affrontare importanti sfide con le future missioni spaziali di lunga durata, oltre l'orbita terrestre bassa (dai moduli cislunari, al villaggio lunare, il viaggio verso Marte, e oltre). Il corso ha l'obiettivo di approfondire avanzate conoscenze di ricerca di base e applicativa nel settore delle neuroscienze dello spazio, offrendo prospettive complementari e convergenti provenienti dalla neurobiologia, la neurofisiologia e la neuropsicologia.
Il modulo di neurobiologia dello spazio affronterà le basi molecolari ed epigenetiche dei fenomeni fisiologici e patologici indotti nelle cellule neurali e muscolari dal difficile ambiente che caratterizza le missioni spaziali umane. Il modulo di neurofisiologia dello spazio tratterà gli adattamenti fisiologici delle funzioni sensoriali, vestibolari, sensorimotorie e cognitive associate al volo spaziale. Tra questi saranno trattati gli effetti sulla postura, la locomozione, le alterazioni della funzione neuro-oculare e del ciclo sonno-veglia oltre che il mal di spazio. Il modulo di neuropsicologia spaziale tratterà il tema della risposta umana al volo spaziale, focalizzandosi in particolare sulla gravità alterata e la vita in ambiente isolato, confinato ed estremo (ICE). I cambiamenti psicologici, comportamentali/cognitivi e cerebrali indotti dal volo spaziale saranno discussi da una prospettiva complementare a quella fornita dagli altri due moduli.
Il corso prevede l’organizzazione di seminari che coinvolgano esperti del settore. In sintesi, l'insegnamento formale e i seminari del corso si concentreranno sulle ultime scoperte riguardanti gli effetti delle condizioni e degli stressori del volo spaziale (come ad esempio, radiazioni, microgravità, CO2 alterata, ambiente ICE) sul sistema nervoso centrale e le possibili strategie di mitigazione.
Neuroethics deals with questions of the ethics of neuroscience and the neuroscience of ethics. In the part concerning the ethics of neuroscience, we will consider the most important moral questions relating to the impact of neurotechnologies on society and, more specifically, on healthcare and future generations. Topics include the doctor-patient relationship (the autonomy of the patient and the responsibility of the doctor in therapeutic choices), neuroenhancement (moral and cognitive enhancement), brain privacy (mind reading). In the part neuroscience of ethics part, on the other hand, we will examine the contribution that neuroscience and the study of the brain’s functional architecture may make to understanding moral thought (for example, is ethics involved with feelings and reason? Which areas of the brain are involved in moral thought?) and the concept of moral responsibility (Are we free? What type of freedom is necessary for moral responsibility?).
The module on philosophy of mind aims at discussing the language faculty, in order to understand what kinds of competence it concerns and to what extent it is genetically implemented. In the module, one will assess Chomsky’s arguments in favour of the idea that syntactic competence is innate, as well as those claiming that one cannot scientifically deal with a part of semantic competence, namely referential competence. One will also evaluate Fodor’s arguments in favour of the innate character of the so-called language of thought, both in its syntactic and in its semantical components. Moreover, one will discuss the debate holding between Chomsky and his collaborators on the one hand and Pinker and his collaborators on the other hand and regarding the issue of what part of the language faculty has a genetic basis. Finally, one will discuss the issue of language understanding, by addressing in particular the question of whether the fact that such understanding is modular, as it belongs to the language faculty, makes the experience of linguistic meaning perceptual.
Students of both modules will have to prove able to thoroughly read philosophical texts, to know and to present the main arguments in favour and against the theories and perspectives at stake and to discuss them critically. At the end of the course students will be able to master the logical space of the positions in question, and present them also in an interdisciplinary perspective (particularly in relation to cognitive sciences), and to master the technologies needed for such presentations.
La parte di bioetica costituisce un’introduzione generale alle principali questioni di neuroetica. La neuroetica comprende l’etica della neuroscienza e la neuroscienza dell’etica. Nella parte di neuroetica applicata, affronteremo le più importanti questioni morali relative all’impatto delle neurotecnologie sulla società e, in particolare, sulla salute. Gli argomenti trattati includono il rapporto medico-paziente (autonomia del paziente e responsabilità del medico nelle scelte terapeutiche), il neuroenhancement (potenziamento morale and cognitivo), e la privacy relativa al cervello (lettura della mente). Nella parte che riguarda la neuroscienza dell’etica, esamineremo invece il contributo che le neuroscienze e lo studio dell’architettura del cervello possono dare alla comprensione della morale (ad esempio, l’etica ha a che fare con i sentimenti o con la ragione? E quale parti del cervello sono coinvolte nel pensiero morale?) e del concetto di responsabilità (siamo liberi? E che tipo di libertà è necessaria per la responsabilità?).
Il modulo di filosofia della mentesi propone di discutere che cos’è la facoltà del linguaggio, per capire quali tipi di competenza copre e in quale misura ha un’implementazione genetica. Nel corso del modulo verranno considerati gli argomenti di Chomsky relativi al carattere innato della competenza sintattica e quelli relativi all’impossibilità di fornire uno studio scientifico di parte della competenza semantica, quella referenziale. Si valuteranno altresì gli argomenti di Fodor per stabilire l’innatismo del cosiddetto linguaggio del pensiero, sia nelle sue componenti sintattiche sia in quelle semantiche. Si discuterà ancora del dibattito che ha avuto luogo tra Chomsky e i suoi collaboratori da una parte e Pinker e i suoi collaboratori dall’altra, riguardante la questione di quale parte della facoltà del linguaggio abbia una base genetica. Infine, si discuterà il problema della comprensione linguistica, in riferimento in particolare alla questione se il fatto che tale comprensione sia modulare, come parte della facoltà del linguaggio, rende percettiva l’esperienza del significato linguistico.
Gli studenti di entrambi i moduli dovranno essere in grado di leggere approfonditamente testi filosofici, conoscere ed esporre i principali argomenti a favore delle teorie e dei punti di vista in esame e saperli discuterli criticamente. Ciò gli dovrà consentire di saper presentare tali teorie anche a fini didattici, in vista anche di collegamenti interdisciplinari con altri temi (specialmente in connessione alle scienze cognitive), e di dominare le tecnologie necessarie per tali presentazioni.
The course aims to provide the students with an introduction to brain-computer interfaces, with the objective of familiarising them with the methods used, their limitations and potential, following a multidisciplinary approach. The course will include a revision of the neurophysiological signals considered by the main investigative techniques, will provide a technical background with notions related to acquisition and processing of biomedical signals and will emphasize aspects of human-computer interaction that most involve the attentive and emotional sphere and the neuro-rehabilitative implications.
Obiettivo del corso è quello di introdurre il tema delle brain-computer interface, familiarizzando gli studenti con le diverse metodologie, i loro limiti e i loro potenziali di sviluppo, attraverso un approccio multidisciplinare. Il corso fornirà una revisione delle principali tecniche investigative e dei segnali neurofisiologici utilizzati. Sarà fornito il necessario bagaglio di nozioni tecniche relative alle problematiche di acquisizione ed elaborazione di segnali biomedici. Saranno inoltre enfatizzati gli aspetti di interazione uomo-macchina che principalmente coinvolgono la sfera delle emozioni e dell’attenzione e le implicazioni in ambito neuro-riabilitativo.
The aim of the course is to provide an articulated knowledge of the biomechanics of human movements and of the techniques, methods of acquisition, processing and interpretation of data obtained by means of Computerized Movement Analysis. Using recent acquisition techniques it is in fact possible to obtain an accurate analysis of the kinematics and dynamics of the body segments, and of the related joints involved in the motor task being performed. The specific learning objectives are:
- To acquire knowledge of the neurophysiological and biomechanical conditions related to the movement of the upper limb, and lower limbs and trunk during locomotion.
- Provide the tools for understanding the instrumentation and methods for quantitative analysis of movement.
- To acquire knowledge about the main alterations induced by pathological situations.
The course is divided into two modules:
Biomechanics of movement- Review of mechanics
- Free body diagrams in biomechanics
- Diagram of the main joints and their functioning
- Biomechanical study of the step
Clinical analysis of movement- Evaluation of limb movement using inertial sensors
- Gait evaluation by surface electromyography
- Kinematic analysis of the upper limb using an optoelectronic system and an RGB-depth camera
- Kinematic Gait Analysis by optoelectronic system and by RGB-depth camera
- Posture analysis using inertial systems and optoelectronic systems
- Evaluation of movement alterations and walking disability through examples of pathologies.
- Discussion of the relationship between clinical evaluation and computerized analysis: advantages and limitations of the observational approach and the instrumental approach.
- Discussion of future research perspectives
Obiettivo del corso è fornire un'articolata conoscenza della biomeccanica del movimento umano e delle tecniche, modalità di acquisizione, elaborazione ed interpretazione dei dati ottenuti mediante Analisi Computerizzata del Movimento. Mediante le recenti tecniche di acquisizione è infatti possibile ottenere un’accurata analisi della cinematica e della dinamica dei segmenti del corpo, e delle relative articolazioni coinvolte nel compito motorio che viene eseguito. Gli obiettivi didattici specifici sono:
- Far acquisire conoscenza dei presupposti neurofisiologici e biomeccanici relativi al movimento dell’arto superiore e degli arti inferiori e tronco durante la locomozione.
- Fornire gli strumenti per la comprensione della strumentazione e dei metodi per l'analisi quantitativa del movimento.
- Far conoscere le principali alterazioni indotte da situazioni patologiche.
Il corso è suddiviso in due moduli:
Biomeccanica del movimento
- Richiami di meccanica
- Diagrammi a corpo libero in biomeccanica
- Schema delle principali articolazioni e del loro funzionamento
- Studio biomeccanico del passo
Analisi clinica del movimento
- Valutazione del movimento degli arti mediante sensori inerziali
- Valutazione del cammino mediante elettromiografia di superficie
- Analisi cinematica dell’arto superiore mediante sistema optoelettronico e mediante RGB-depth camera
- Analisi cinematica del cammino mediante sistema optoelettronico (Gait Analysis) e mediante RGB-depth camera
- Analisi della postura mediante sistemi inerziali e sistema optoelettronico
- Valutazioni delle alterazioni del movimento e della disabilità deambulatoria mediante esempi di patologie.
- Discussione del rapporto tra valutazione clinica e analisi computerizzate: vantaggi e limiti dell’approccio osservazionale e dell’approccio strumentale.
- Discussione dei futuri percorsi di ricerca