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Questo programma di ricerca riguarda lo studio della plasticità neuronale, con particolare riferimento a possibili meccanismi molecolari con influenza sulla dinamica di sensitizzazione e abitudine della riposta olfatto-cardiaca. Il paradigma sperimentale della risposta olfatto-cardiaca permette di studiare processi di plasticità neuronale in un modello ad organizzazione “semplice” come un insetto (Muroni et al., 2002; Angioy et al., 2002), substrato biologico ideale per lo studio dei meccanismi molecolari alla base di tali fenomeni (Feany and Quinn, 1995; Hammer M. and Menzel R., 1995; Kandel and Abel, 1995). In questo lavoro ci si prefigge di analizzare la dinamica di sensitizzazione e di abitudine della risposta olfatto-cardiaca, e il ruolo che il "Pituitary Adenylate Cyclase-activating Polypeptide", PACAP, può rivestire nei processi mnemonici di Protophormia terraenovae in condizioni di integrità. Il programma della sperimentazione è articolato nelle seguenti fasi: 1) Verranno analizzati gli effetti di stimolazioni sensoriali di diverso tipo (meccanico, gustativo e olfattorio), di diverse intensità e patterns, sulla dinamica di acquisizione e ritenzione della sensitizzazione della risposta. Verranno valutate: a) variazioni di soglia della risposta; b) instaurarsi di disabituazione. 2) Verranno analizzati gli effetti del trattamento con neurotrasmettiroti (es. 5HT) e secondi messaggeri (es. cAMP)sulla sensitizzazione e sulla disabitudine. 3) Verranno analizzati gli effetti del trattamento con PACAP sulla dinamica della sensitizzazione (acquisizione e ritenzione). 4) Verrà valutato se somministrando PACAP-38 può instaurasi abitudine in risposta a stimolazioni massimali o nocicettive. Infatti, in una preliminare sperimentazione tali stimolazioni comportavano assenza di abitudine della risposta olfatto-cardiaca (Angioy et al., 1994). Tecniche: Impiegando tecniche standard, verranno derivate simultaneamente l’attività elettrofisiologia cardiaca (ECG) e quella sensoriale olfattoria da recettori antennali (EAG) stimolati con una scala di concentrazioni di vapori di 1-esanolo (Angioy 1988; Angioy et al. 1987; Angioy et al., 1994; Angioy et al., 1998). In un primo gruppo sperimentale, verrà determinata la soglia della risposta (intensità di stimolazione sufficiente per evocare la risposta). Su singoli esemplari, sottoposti a serie di stimolazioni-soglia diverse tra loro per numero e intervallo interstimolo (ISI), verrà analizzata la dinamica di acquisizione/ritenzione di abitudine, variazione di soglia e disabitudine. In un secondo gruppo, le dinamiche dei succitati fenomeni verranno analizzate a seguito di trattamento con dosi adeguate con PACAP-38. In un terzo gruppo sperimentale, verrà valutato se patterns di stimolazioni olfattorie massimali e ripetute inducono abituazione in esemplari trattati con PACAP-38. Risultati attesi: a) la dinamica di acquisizione e ritenzione a breve-medio-lungo termine della sensitizzazione dovrebbero dipendere dalla intensità e dal pattern di stimolazione. b) Stimolazioni di elevata intensità, sia olfattorie che meccano-gustative, dovrebbero indurre disabitudine della risposta olfatto-cardiaca c) Il trattamento con PACAP-38 dovrebbe potenziare i processi mnemonici. d) Si ipotizza che stimolazioni intense/nocicettive inducano abitudine a seguito del trattamento con PACAP-38.
