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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
APPRENDIMENTO NON ASSOCIATIVO E ASSOCIATIVO; NA+/K+ ATPASI; PACAP; IPPOCAMPO; AMIGDALA; RIATTIVAZIONE TRACCIA MNEMONICA; NEUROGENESI; SSH; PROTEINA PRIONICA

APPRENDIMENTO E MEMORIA: STUDIO NEUROFISIOLOGICO E MOLECOLARE

Università di Pisa
Abstract
Il presente Programma di Ricerca ha lo scopo di investigare, comparativamente in vari modelli animali, alcuni meccanismi comuni della memoria (MEM) e la loro capacità di essere modulati. A tal fine si sono aggregati ricercatori con differente "background" culturale e diversificato approccio metodologico.
La ricerca sui meccanismi cellulari e molecolari che sono alla base dell'apprendimento (APPR) e di MEM ha ottenuto rilevanti risultati attraverso lo studio di modelli elementari di Invertebrati in cui è possibile analizzare durante APPR, in parallelo, le modificazioni del comportamento ed i cambiamenti plastici che si instaurano nei circuiti neurali.
Nei Vertebrati, invece, l'indagine si è focalizzata su modelli neurali di plasticità sinaptica attività-dipendente quale la "Long Term Potentiation" (LTP) e i rapporti tra questa e l'APPR associativo.
Il piano di ricerca si può così sintetizzare:
1. Studio di APPR non associativo (ANA) a breve (BT) e a lungo termine (LT) nella sanguisuga "Hirudo medicinalis". Nei neuroni sensoriali T di Hirudo, abbiamo osservato che la modulazione della Na+/K+ATPasi, studiata come variazione dell'iperpolarizzazione postuma (AHP), si è rivelata alla base dell'abitudine (Abt) e della sensitizzazione (Ses) nel modello comportamentale dell'induzione al nuoto. La Na+/K+ATPasi è inibita dalla 5HT, tramite cAMP, ed è invece potenziata dalla stimolazione ripetuta a bassa cadenza delle cellule T. E' stata studiata, a livello >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Marcello BRUNELLI Università di PISA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Questo progetto di ricerca è una diretta prosecuzione del precedente progetto 2001 finanziato dal MIUR. Esso prevede di continuare lo studio dei meccanismi neurofisiologici cellulari e molecolari che sono alla base dell'Apprendimento (APPR) e della Memoria (MEM).
Ricercatori con diverso "background" culturale e diversificato "training" metodologico si sono aggregati allo scopo di analizzare i meccanismi cellulari e molecolari di APPR nei vari modelli di studio con l'intento di potenziare anche in Italia questo tipo di ricerche ampiamente sviluppate nei laboratori internazionali di maggiore prestigio. Pertanto, gruppi da tempo attivi nel campo dei modelli neurali elementari (es. invertebrati) si sono uniti a "teams" che stanno affrontando anche altre tematiche, ma che possono portare nuove idee allo studio di APPR (come per es. i rapporti tra neurogenesi e APPR e MEM o il ruolo della proteina prionica nella plasticità neurale).
In sintesi gli obiettivi del progetto sono:
A. Approfondire i meccanismi alla base di forme di APPR non associativo (ANA) a breve termine (BT) e a lungo termine (LT) nel modello comportamentale e neurale della sanguisuga Hirudo medicinalis e nel dittero Protophormia terraenovae.
B. Confrontare i meccanismi alla base della plasticità neurale attività-dipendente, quale LTP nell'ippocampo e nell'amigdala, con i processi di APPR e MEM in forme di APPR associativo nel ratto.
A) Si studieranno forme di ANA BT e LT nel >>>

Risultati parziali attesi
I principali risultati che si vogliono ottenere nel corso della prima fase possono essere così schematizzati:
1. Chiarire se il Ca++ dei depositi intracellulari sia coinvolto nella catena di eventi molecolari alla base di Abt BT in Hirudo.
2. Individuare quali metaboliti della via 5-lipoossigenasica inducono potenziamento della Na+/K+ATPasi.
3. Osservare se la diminuzione di ampiezza dell'AHP indotta da 5HT si traduca in un aumento dell'efficacia sinaptica tra i neuroni T e i loro "followers".
4. Chiarire se l'attività della Na+/K+ATPasi sia regolata dalle tirosin-chinasi.
5. Osservare se alcuni neurotrasmettitori o il cAMP siano coinvolti in ANA in Protophormia, e analizzare l'eventuale ruolo del PACAP in Ses e Dsb in questo modello.
6. Chiarire se la modulazione della Na+/K+ATPasi nei neuroni piramidali dell'ippocampo intervenga nell'induzione e consolidamento di LTP.
7. Analizzare il ruolo delle neurotrofine PAF, TGF beta1, BDNF, FMFR ammide, nelle forme di ANA in Hirudo e nelle forme di APPR associativo legate al "fear conditioning" nel ratto.
8. Identificare i meccanismi molecolari che sostengono la trasformazione di APPR BT in APPR LT, chiarendo, in Hirudo, la cascata di eventi che tramite PKA e MAPK portano ad Abt LT.
9. Identificare il ruolo di APPR nella neurogenesi nel ratto adulto e chiarire se processi di APPR siano in grado di inserire in circuiti funzionali con capacità plastiche i neuroni che >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Nelle numerose malattie degenerative del SNC e nell'Alzheimer primariamente, l'incapacità di trattenere le informazioni, di riconoscere il piccolo mondo di oggetti, ambienti e persone che costituiscono la cornice al proprio io, apre uno scenario di tragica solitudine e di irreversibile frammentazione della personalità.
Per risolvere questi problemi patologici è necessario conoscere come le informazioni che giungono dall'esterno vengono ritenute dalle cellule nervose e come questi engrammi persistano a lungo. Risolvere questi problemi richiede perciò livelli multipli di analisi e la convergenza di diversi approcci metodologici.
Scuole di ricerca prestigiose hanno fornito notevoli contributi allo studio dei meccanismi cellulari e molecolari dell'apprendimento (APPR) e della memoria (MEM) attraverso l'analisi di modelli elementari. In particolare, nel sistema nervoso gangliare degli Invertebrati si possono identificare tutte le cellule che costituiscono le reti neurali alla base di ogni atto comportamentale e identificare i siti molecolari a livello dei quali intervengono i cambiamenti plastici che sottendono alle varie forme di APPR. In Italia, pochi sono i gruppi di ricerca operanti nel settore di APPR in modelli elementari.
Le varie UU.OO. del nostro progetto, con ricercatori esperti e con diverse competenze, condurranno esperimenti sia su modelli di Invertebrato sia di Vertebrato allo scopo di comparare i meccanismi che sono alla base delle diverse >>>