Tematiche di ricerca: Ciclo veglia-sonno -Termoregolazione – Osmoregolazione - Sistema Nervoso Autonomo - Ambiente - Ipotalamo
Staff
Docenti
Roberto Amici - Matteo Cerri - Marco Luppi
Emanuele Perez - Giovanni Zamboni
Dottorandi
Marco Mastrotto
Abed Al-Salam Yasein Al-Jahmany
Flavia del Vecchio
Laboratorio 1. Neurofisiologia
Tematiche di ricerca: Ciclo veglia-sonno -Termoregolazione – Osmoregolazione - Sistema Nervoso Autonomo.
In questo laboratorio si studiano le regolazioni fisiologiche (termoregolazione, osmoregolazione, regolazione cardiovascolare) durante le diverse fasi del ciclo veglia-sonno (veglia, sonno non-REM, sonno REM). In particolare, si analizzano le risposte autonomiche ed endocrine indotte da manipolazioni centrali o periferiche delle principali variabili fisiologiche (temperatura, osmolarità). Inoltre, si studiano gli effetti che la manipolazione sia farmacologica che elettrica di specifiche aree cerebrali produce sia sul comportamento dell’animale (con particolare attenzione al comportamento alimentare, termoregolatorio ed ipnico), sia sull’attività del sistema nervoso autonomo nel modulare la funzione cardiovascolare, respiratoria e termoregolatoria. L’attività sperimentale può essere condotta sia su modelli sperimentali liberi di muoversi che sotto anestesia generale. Il laboratorio è dotato di due box di registrazioni termoregolati. In ciascun box è possibile monitorare il comportamento ipnico degli animali (attraverso la registrazione dell’elettroencefalogramma e dell’elettromiogramma) e il comportamento alimentare (attraverso video-registrazione) contemporaneamente a variabili vegetative cardiovascolari (pressione arteriosa e frequenza cardiaca, trasmesse mediante telemetria), respiratorie (mediante elettromiogramma del muscolo diaframma) e termoregolatorie (temperatura cerebrale tramite termistore e temperatura dei letti vascolari cutanei tramite termografia all’infrarosso). Ogni animale può essere impiantato con una o più micro cannule intracerebrali per manipolare farmacologicamente specifici gruppi neuronali. Il sistema di microiniezione, totalmente esterno ai box, permette di iniettare volumi fino a 50 nl (sotto osservazione microscopica) senza che l’animale si accorga della procedura. Il laboratorio può inoltre usare modelli sperimentali in anestesia generale e ventilati artificialmente, nei quali, sotto guida stereotassica, si possono stimolare, elettricamente o farmacologicamente tramite microiniezioni, specifiche aree cerebrali. In aggiunta alle variabili autonomiche precedentemente descritte, si possono registrare potenziali multiassonici da tronchi nervosi perferici (nervo frenico, nervi simpatici diretti al tessuto adiposo bruno).
Laboratorio 2. Comportamento
Tematiche di ricerca: Ciclo veglia-sonno - Ambiente.
In questo laboratorio si studiano le modificazioni della struttura del ciclo veglia-sonno indotte nell’animale da modificazioni fasiche o toniche delle condizioni ambientali (temperatura, luminosità, suono, disponibilità d'acqua, disponibilità di cibo) e/o dalla somministrazione sistemica o locale (attraverso micro-cannule localizzate in aree specifiche del sistema nervoso centrale) di sostanze di natura endogena o esogena. Come modello sperimentale viene utilizzato il ratto albino. Gli esperimenti vengono condotti in un’ampia camera silente, all’interno della quale sono collocati due box termoregolati e ventilati, in cui la luminosità è garantita dall’impiego di un sistema a fibre ottiche controllato da un timer. Ogni box può contenere due gabbie nelle quali gli animali vengono mantenuti durante le sessioni sperimentali. Le gabbie sono dotate di un braccio oscillante e di contatti elettrici rotanti che consentono all’animale completa libertà di movimento. Indipendentemente dal livello di luminosità ambientale, il comportamento dell’animale può essere controllato a distanza dall’operatore, grazie a un sistema televisivo sensibile all’infrarosso connesso a un videoregistratore. Due sistemi poligrafici consentono di filtrare, amplificare e, quando necessario, registrare su carta segnali di natura bioelettrica (elettroencefalogramma, elettrocardiogramma) e segnali trasdotti relativi all’andamento della temperatura dell'ipotalamo, sia dell’attività motoria dell’animale (attraverso l’uso di sensori passivi per l’infrarosso). Il laboratorio è inoltre dotato di una termocamera digitale, che consente di misurare la temperatura su tutte le superfici esposte dell'animale. Tutti i segnali vengono digitalizzati e acquisiti su PC. L’analisi dei dati è possibile grazie all’uso di programmi sia commerciali, sia implementati nel laboratorio, che consentono, operando sia on-line sia off-line, la classificazione automatica delle fasi del ciclo veglia-sonno e l’analisi di frequenza dei segnali bioelettrici.
Laboratorio 3. Neurochimica/Immunoistochimica
Tematiche di ricerca: Ciclo veglia-sonno – Ipotalamo.
Il Laboratorio di Neurochimica/Immunoistochimica studia le correlazioni tra le modificazioni biochimiche nervose nelle strutture nervose ipotalamiche che regolano la funzione ipnica e quella vegetativa alle modificazioni della struttura del ciclo veglia-sonno studiate nel Laboratori di Neurofisiologia e Comportamento. Il Laboratorio di Neurochimica/Immunoistochimica è attrezzato per procedere all'analisi molecolare del sistema nervoso sia su micro-campioni prelevati sotto controllo microscopico, sia su fettine sottili ed espianti di sistema nervoso. La strumentazione (centrifughe, spettrofotometri, rilevatori di radioattività, apparecchi per cromatografia ed elettroforesi, microscopi, criostato, attrezzature per colture cellulari) consente di applicare una vasta gamma di metodologie analitiche e immunoistochimiche.