Basic and clinical neuroscience

Le Neuroscienze rappresentano un'area di ricerca multidisciplinare di notevole rilevanza scientifica sviluppatasi esponenzialmente negli ultimi anni grazie all'applicazione combinata di tecnologie molecolari e cellulari che hanno permesso di approfondire le conoscenze sul funzionamento del cervello.

Il percorso formativo del Corso di Dottorato si propone di dare allo studente gli approfondimenti utili a comprendere i meccanismi univoci del funzionamento del cervello e dei processi neurali delle funzioni cognitive, del comportamento e dell'apprendimento, sia in condizioni fisiologiche che patologiche, con particolare riferimento alle patologie neurologiche e psichiatriche. Gli ambiti disciplinari di riferimento, includenti sia aspetti teorici che specifiche metodologie di indagine, riguarderanno in modalità integrata, psichiatria, neurobiologia molecolare e cellulare, biochimica, neurofarmacologia, neurofisiologia, neuroscienze cognitive, biologia del comportamento, psicobiologia, neuropsicologia. In linea con gli orientamenti più attuali nello studio del rapporto cervello/mente si forniranno le basi per passare da un approccio riduzionistico di base a quello funzionalista progressivamente più integrato.
L'impatto delle neuroscienze sulla salute pubblica e sociale è enorme se si considera che circa 100 milioni di persone al mondo soffrono di patologie neurodegenerative che rappresentano vere e proprie emergenze sociali. Si stima che le sole demenze colpiscano oltre 500.000 soggetti in Italia e che, col progressivo invecchiamento della popolazione, rappresenteranno sempre più una priorità sanitaria del nostro paese. Inoltre, considerando i costi umani e sociali delle patologie indotte da lesioni del sistema nervoso, ne consegue che le neuroscienze, oggi, rappresentano uno dei campi della ricerca che maggiormente possono contribuire, con i loro avanzamenti, alla salute individuale e pubblica.
Pertanto, sul fronte degli aspetti biomedici, particolare attenzione sarà rivolta ai disordini neurodegenerativi caratterizzanti l'età senile. In tale contesto, si darà rilievo alla identificazione di biomarker predittivi (proteine, metaboliti, acidi nucleici) e allo sviluppo di metodologie avanzate ultrasensibili. Le informazioni ottenute serviranno a verificare, in vitro ed in vivo, modelli cellulari ed animali di patologia e ad espandere lo spettro degli attuali interventi terapeutici.

Va sottolineato che la proposta progettuale è stata accolta anche dal sistema imprenditoriale pugliese (aziende sanitarie, farmaceutiche, biotecnologiche, strutture cliniche, ASL, residenze sanitarie) con grande interesse e sono state avviate numerose interlocuzioni non ancora formalizzate in quanto trattasi di Corso di Dottorato di nuova istituzione. In particolare, il percorso formativo proposto mira a creare valore attraverso le conoscenze generate dalla ricerca geriatrica e gerontologica, a sviluppare programmi di ricerca cutting-edge sull'invecchiamento - considerando sia la ricerca di base che la ricerca traslazionale - e a garantire ai pazienti anziani l'eccellenza nella cura e nell'assistenza integrata con le attività di ricerca, anche contribuendo al progresso scientifico attraverso prodotti di ricerca trasferibili al sistema sanitario.

Coerenza con gli obiettivi del PNRR
Il profilo formativo del proposto Corso di Dottorato in Basic and Clinical Neuroscience rientra tra gli obiettivi prioritari del PNRR, coerente, in particolare, con la tematica Neuroscienze e Neurofarmacologia, come indicato nell'ambito della Missione 4 - Componente 2.
La migliore comprensione della fisiologia del cervello e degli stati patologici, attraverso la ricerca di base preclinica e la ricerca clinica, è necessaria affinché gli avanzamenti della conoscenza siano tradotti in strumenti diagnostici e terapie, che potrebbero avere un impatto sulla vita dei pazienti e la società. Per il raggiungimento dell'obiettivo è essenziale la collaborazione e il continuo dialogo tra ricerca di base (come la conoscenza approfondita di pathways alterati nella patogenesi) e ricerca applicata (come lo sviluppo di terapie innovative) nelle seguenti attività: caratterizzazione e cross-talk dell'attività delle singole componenti cellulari per la comprensione della funzionalità di network neuronali in condizioni fisiologiche e patologiche, includendo l'analisi combinata e multiscala di pathways molecolari e dei determinanti genetici della fisiologia neuronale; dati genetici e l'interazione cervello-corpo e cervello-ambiente; identificazione e caratterizzazione in modelli cellulari e animali avanzati di pathways cellulari e molecolari che vengono alterati in stadi precoci di malattia; sviluppo di approcci di nanotecnologie/tecnologie per la somministrazione selettiva di farmaci; validazione di nuovi biomarcatori precoci e modelli predittivi di malattia. Questi studi gettano le basi per identificare i meccanismi comuni e specifici di patogenesi, fornendo importanti strumenti per lo sviluppo di terapie innovative e per il riposizionamento dei farmaci già esistenti. Costituiscono inoltre, il fondamento per opportune fasi di sperimentazione pre-clinica e clinica, che permettano successivamente di stratificare i pazienti associandoli a nuovi protocolli terapeutici, con l'obiettivo di migliorare la complessa gestione clinica dei cittadini affetti da patologie cerebrali e, di conseguenza, controllare l'impatto socio-economico di queste per la società e il Paese. Le attività contribuiscono allo sviluppo di una filiera che parta dalla ricerca di frontiera e arrivi ai prodotti e ai servizi finali, considerando altri aspetti trasversali quali: il rafforzamento di competenze chiave, il trasferimento di tecnologie e di conoscenze e la capacità di integrare le tecnologie in sistemi e servizi.

Il collegio dei docenti che supporta il proposto Corso di Dottorato comprende ricercatori italiani e stranieri con differenti competenze e collaborazioni in atto soddisfacendo in pieno l'approccio interdisciplinare e olistico necessario al raggiungimento degli obiettivi richiesti. La valenza scientifica del Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale, cui afferisce il Dottorato, è comprovata dalla sua qualifica di Dipartimento di Eccellenza (DM 11/05/2017 n. 262).

Il corso di Dottorato in Basic and Clinical Neuroscience mira ad una formazione di ricerca avanzata focalizzata sullo studio interdisciplinare del sistema nervoso centrale e periferico, del sistema mente/cervello e delle applicazioni in contesti sociali e clinici. Pertanto, i principali macro-obiettivi sono:

• attraverso sinergie fra ricercatori di base e clinici, approfondire la comprensione delle basi molecolari e fisiopatologiche di alcune tra le più importanti patologie d'interesse neuropsichiatrico e neurodegenerativo; agli studenti dottorandi sarà fornita una solida preparazione teorico-pratica ed una approfondita conoscenza sperimentale ed analitica delle più moderne e avanzate tecnologie di biologia molecolare, neurochimica, elettrofisiologia, neurogenetica e comportamento animale applicate alle neuroscienze al fine di acquisire saperi utili allo sviluppo di terapie innovative e alla prevenzione finalizzata all'invecchiamento attivo e in salute.
• ampliare le conoscenze neuroscientifiche alla base dei processi di apprendimento e dei vari tipi di memorie in condizioni fisiologiche e patologiche al fine di sviluppare strumenti che possano incrementare le prestazioni cognitive e l'efficacia dei processi formativi offrendo, così, nuove possibilità di sostegno e terapia per persone con bisogni speciali e specifici;
• far acquisire agli studenti un'autonoma capacità di ricerca scientifica che evidenzi originalità creativa e rigore metodologico inserendoli in una rete di relazioni e scambi con strutture di ricerca ad alta formazione nazionali ed internazionali e con enti pubblici e privati.

Le aree tematiche che si intende sviluppare sono le seguenti:

• Neurobiologica. Quest'area comprende la ricerca di base e la ricerca applicata di ambito cellulare e molecolare. Sono incluse in quest'area la Neurobiologia, la Neurofisiologia cellulare e molecolare, la Neuroanatomia, la Neuropatologia cellulare e molecolare, la Neurofarmacologia cellulare e molecolare e tutta la ricerca condotta su modelli sperimentali e diretta a sviluppare e sperimentare molecole o procedure destinate all'applicazione diagnostica o terapeutica. Sul piano scientifico, questa tematica si esprime nello studio delle modificazioni molecolari, metaboliche, sinaptiche e funzionali che interessano il cervello a seguito dell'insorgenza di patologie dell'apprendimento ma anche durante l'invecchiamento e nello studio dei meccanismi di plasticità, sinaptica e sistemica;
• Fisiopatologica. Quest'area comprende da una parte la ricerca finalizzata alla definizione delle alterazioni che caratterizzano le malattie del cervello correlate all'invecchiamento, dall'altra l'applicazione dei principi e dei metodi della medicina rigenerativa (con particolare attenzione allo sviluppo delle tecniche basate sull'impiego di cellule staminali) alle specifiche problematiche dell'invecchiamento. In quest'area sono quindi incluse anche ricerche che sarebbero tradizionalmente definite di Neurologia e Psichiatria sperimentale o di Neuropsicologia e ricerche che riguardano la Fisiologia dei sistemi, la Psicologia, l'Intelligenza Artificiale, le Reti Neurali, le Scienze del comportamento;
• Prevenzione. Quest'area, fondamentale a lungo termine, è strettamente correlata alle due precedenti e mira da una parte a definire le procedure atte a favorire i meccanismi plastici adattativi capaci di migliorare l'apprendimento ma anche di rallentare meccanismi che contribuiscono al processo d'invecchiamento cerebrale nonché a ridurre i fattori che favoriscono questo processo o esacerbano le manifestazioni cliniche di talune patologie neurologiche e neuropsichiatriche.
   

Insegnamenti previsti

• Neurochimica
• Modelli cellulari e animali di patologie umane neurologiche
• Neurogenetica
• Staminalità nelle neuroscienze
• Microbioma e asse intestino-cervello
• Neuroscienze sensoriali e cognitive
• Fisiopatologia mitocondriale in Neuroscienze
• Cronobiologia e Neuroscienze

Altre attività didattiche (seminari, attività di laboratorio e di ricerca, formazione interdisciplinare, multidisciplinare e transdisciplinare)

• Perfezionamento linguistico
• Perfezionamento informatico
•  Gestione della ricerca e della conoscenza dei sistemi di ricercaeuropei e internazionali
• Valorizzazione e disseminazione dei risultati, della proprietà intellettuale e dell'accesso aperto ai dati e ai prodotti della ricerca
• Principi fondamentali di etica, uguaglianza di genere e integrità
• Seminari

Laurea Magistrale in:

• LM-6 Biologia
• LM-8 Biotecnologie industriali
• LM-9 Biotecnologie mediche, veterinarie e farmaceutiche
• LM-13 Farmacia e farmacia industriale
• LM-17 Fisica
• LM-18 Informatica
• LM-21 Ingegneria biomedica
• LM-32 Ingegneria informatica
• LM-40 Matematica
• LM-41 Medicina e chirurgia
• LM-42 Medicina veterinaria
• LM-46 Odontoiatria e protesi dentaria
• LM-51 Psicologia
• LM-54 Scienze chimiche
• LM-55 Scienze cognitive
• LM-60 Scienze della natura
• LM-61 Scienze della nutrizione umana
• LM-67 Scienze e tecniche delle attivita' motorie preventive e adattate
• LM/SNT1 Scienze infermieristiche e ostetriche
• LM/SNT2 Scienze riabilitative delle professioni sanitarie
• LM/SNT3 Scienze delle professioni sanitarie tecniche
• LM/SNT4 Scienze delle professioni sanitarie della prevenzione

La rete formativa del Dottorato è estesa e comprende tutte le sedi dove svolgono la loro attività i membri del Collegio dei docenti al fine di garantire ai Dottorandi la possibilità di entrare in contatto con laboratori operanti in realtà universitarie e non universitarie di livello molto elevato e con un profilo di eccellenza internazionalmente riconosciuto. Al termine del percorso di formazione dottorale, gli studenti saranno in grado di sviluppare progetti di ricerca in autonomia, coordinare la raccolta dati integrando metodi propri delle scienze di base e cliniche, valutare i risultati, proporre innovazioni tecnologiche, operare in team multidisciplinari. I dottori di ricerca potranno continuare la loro formazione nelle rispettive aree di specializzazione nonché acquisire expertise funzionali a figure professionali quali Ricercatore di base o Ricercatore in ambito clinico quale neurologia e psichiatria.
Le competenze acquisite favoriranno l'inserimento professionale in diversi ambiti delle Neuroscienze, sia in laboratori universitari dedicati e dotati di strumentazione avanzata che in aziende sanitarie, in settori di ricerca/sviluppo di aziende biotecnologiche e farmaceutiche nonché in strutture cliniche di ricovero e cura regionali e nazionali con cui i docenti del corso di dottorato hanno già intrapreso e consolidato rapporti di collaborazione scientifica, nonché nelle attività di consulenza relative alla propria area scientifica di competenza.