Syllabus del corso
Area di apprendimento
Modelli e tecniche di valutazione del funzionamento psicologico.
Obiettivi formativi
Conoscenza e comprensione
· Basi neurofisiologiche dei metodi e delle tecniche di stimolazione transcranica non invasive
· Neurostimolazione transcranica (Magnetica, TMS), neuromodulazione (Elettrica, tES)
· Tecniche di neuroimmagine morfologiche (TAC. MRI) e tecniche funzionali (PET e fMRI)
· Basi strumentali, anatomiche e neurologiche neurofunzionali dell’inferenza neuroscientifica con tecniche di neurostimolazione e neuroimmagine.
· Principali applicazioni delle tecniche supracitate in neuropsicologia, neuroscienze cognitive e psicologia clinica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
· Promuovere la capacità di utilizzare le NIBS in ambito neuropsicologico e psicologico clinico
· Promuovere la capacità di utilizzare le tecniche di neuroimmagine in ambito neuropsicologico e psicologico clinico.
· Promuovere la capacità di un utilizzo integrato delle NIBS e delle tecniche di neuroimmagine in ambito neuropsicologico e psicologico clinico
Contenuti sintetici
Metodi e tecniche di stimolazione e modulazione neurale non invasiva: TMS, tES. Metodi e tecniche di neuroimmagine: CT, MRI, PET e soprattutto fMRI. Applicazioni in neuroscienze cognitive, neuropsicologia e psicologia clinica.
Programma esteso
Stimolazioni transcraniche non invasive (NIBS)
· Cenni storici sulle NIBS
· Fondamenti metodologici delle NIBS
· Stimolazione magnetica Transcranica (TMS): spTMS (a singolo impulso), ppTMS (a impulsi appaiati), rTMS (ripetitiva), stimolazioni a pattern.
· Stimolazione elettrica transcranica (tES): tDCS (Stimolazione transcranica a Corrente Diretta), tACS (stimolazione transcranica a Corrente Alternata), tRNS (Stimolazione transcranica a corrente alternata, con frequenza random, Random Noise).
· Plasticità cerebrale e NIBS.
· NIBS nelle neuroscienze cognitive.
· NIBS nella riabilitazione motoria e neuropsicologica.
· NIBS nel trattamento dei deficit psichiatrici.
· Nel modulo di neuroimmagini lo studente apprenderà i fondamenti metodologici delle principali tecniche di imaging (TAC, MRI, PET) e le loro applicazioni in neuropsicologia clinica e sperimentale, nelle neuroscienze cognitive e in psicologia clinica.
· Lo studente apprenderà i principi degli studi di correlazione anatomo-clinica, degli studi di attivazione con i relativi approcci statistici. Da ultimo, lo studente apprenderà i principi degli studi di connettività cerebrale e della meta-analisi di dati di neuroimmagine.
· L’uso delle tecniche di neuroimmagine verrà presentato nel contesto di molteplici casi clinico-sperimentali, da quelli della neuropsicologia classica (afasiologia, disturbi spaziali, disturbi della memoria) , ai i disturbi dell’apprendimento, la valutazione pre-chirurgica delle funzioni linguistiche e i disturbi dell’umore.
· In ultima analisi lo studente imparerà a disegnare dei semplici esperimenti e a valutare criticamente la letteratura rilevante sia nel campo della NIBS che delle neuroscienze basate sull’uso di neuroimmagini.
Prerequisiti
È fortemente consigliato che il curriculum includa l’avvenuto superamento degli esami seguenti: Biologia e Genetica, Fondamenti Anatomo-Fisiologici dell’Attività Psichica e Psicologia Fisiologica, Neuropsicologia dell’Adulto e dell’Anziano.
Metodi didattici
Lezioni frontali, materiale audiovisivo.
L'attività didattica sarà erogata in presenza, salvo indicazioni diverse, nazionali e/o di Ateneo, dovute al protrarsi dell'emergenza COVID-19.
Gli studenti/le studentesse Erasmus possono contattare i docenti per concordare la possibilità di studiare su una bibliografia in lingua inglese e/o la possibilità di sostenere l'esame in ingleseModalità di verifica dell'apprendimento
1) La prova scritta include domande a scelta multipla e due domande aperte sugli argomenti del corso.
a) 30 domande a scelta multipla a 4 alternative, delle quali una sola è corretta (15 domande riguardano la parte di neurostimolazione e 15 la parte di neuroimmagine). È assegnato un punto per ogni risposta corretta, senza penalizzazioni. Il punteggio minimo per il superamento della prova è 18 risposte corrette su 30 domande. Esempio: “Una stimolazione cerebrale è invasiva se: 1: non introduce nel cervello corpi estranei; 2: causa diminuzione della frequenza cardiaca; 3: introduce nel cervello corpi estranei (risposta corretta); 4: aumenta la temperatura corporea.
b) Due domande aperte cui rispondere in modo esauriente e sintetico. Esempio: (1) “Riassumere brevemente le caratteristiche fisiologiche essenziali della stimolazione rTMS a 1 Hz”. (2) “Descriva i metodi di correlazione anatomo-comportamentale per lesioni macroscopiche acquisite in gruppi di pazienti con deficit neuropsicologici”.
Sulla base della valutazione fatta del docente, il punteggio assegnato a ciascuna domanda aperta varia da -3 a +3 punti, da sommarsi al punteggio ottenuto nelle domande a scelta multipla.
2) Prova Orale (facoltativa). Essa consiste in una o più domande aperte, cui rispondere in modo esauriente e sintetico. Esempi: “Che cos’è il coil?”; “Parli delle basi fisiologiche e biofisiche del segnale fMRI BOLD”. La valutazione della prova orale può determinare variazioni di segno positivo o negativo, ovvero nessuna modificazione del voto finale.
L’apprendimento da parte degli studenti delle due
tematiche del corso (stimolazione cerebrale non invasiva e metodi di
neuroimmagine) è valutato anche mediante prove scritte (v. sopra #1) in
itinere, svolte al termine delle due sezioni del corso.
Nel periodo di emergenza COVID-19 le modalità di verifica dell'apprendimento verranno definite e aggiornate sulla base delle regole di Ateneo.
Testi di riferimento
- Bolognini, N., & Vallar, G. (a cura di) [2015], Stimolare il cervello. Bologna, Il Mulino.
- Slides e articoli scientifici indicati durante il corso.
- Sacco, K. (a cura di) [2020]. Neuroimaging. Per lo studio del cervello umano.. Napoli: Idelson Gnocchi.
- Poldrack R. A., Mumford,
J. A. & Nichols, T. E. (a cura di) [2011] Handbook of Functional MRI Data Analysis. Cambridge University Press. (FACOLTATIVO
/OPTIONAL)
Learning area
Psychological functioning: models and methods for assessment
Learning objectives
Knowledge and understanding
· Neurophysiological basis of methods and techniques of transcranial non-invasive brain stimulation (NIBS)
· Neurostimulation (Transcranial Magnetic Stimulation, TMS); neuromodulation (transcranial Electric Stimulation, tES)
· Specific structural (CT & MRI) and functional (PET & fMRI) neuroimaging techniques.
· Technological and neurobiological foundations of neuroscientific inference with neurostimulation and neuroimaging techniques.
· Main applications in neuropsychology, cognitive neuroscience and clinical psychology of the aforementioned techniques
Applying knowledge and understanding
· To promote the ability to use NIBS in neuropsychological and psychological clinical settings.
· To promote the ability to use neuroimaging techniques in neuropsychological and psychological clinical settings.
To promote the ability for an integrated use of NIBS and neuroimaging techniques in neuropsychological and psychological clinical settings.Contents
Methods and techniques of neural non-invasive stimulation and modulation: TMS, tES. Methods and techniques of neuroimaging: CT, MRI, PET and, mainly, fMRI. Applications in cognitive neuroscience, neuropsychology and clinical psychology.
Detailed program
· Transcranial non-invasive brain stimulation (NIBS)
· Historical background about NIBS
· Methodological foundations of NIBS
· Transcranial Magnetic Stimulation (TMS): spTMS (single pulse), ppTMS (paired pulse), rTMS (repetitive), pattern stimulation.
· transcranial Electric Stimulation (tES): tDCS (transcranial Direct Current Stimulation), tACS (transcranial Alternate Current Stimulation), tRNS (transcranial Random Noise Stimulation).
· NIBS and brain plasticity
· NIBS in cognitive neuroscience.
· NIBS in motor and neuropsychological rehabilitation.
· NIBS in the treatment of psychiatric disorders.
· In the neuroimaging module the student will learn the technical foundations of the main imaging techniques (CT, MRI, PET) and their application in clinical neuropsychology, cognitive neuropsychology and cognitive neuroscience.
· The student will learn the experimental design principles of anatomo-clinical correlation studies and activation studies and the relevant statistical techniques. Finally, the student will become familiar with modern functional connectivity techniques and meta-analytical techniques.
In particular, the use of the imaging techniques will
be presented in the context of concrete case studies: learning disorders, mood
disorders and pre-surgical assessments of the representation of linguistic
functions. In addition, illustrations on the use of (functional)anatomical
correlation studies will be presented for classical neuropsychological
syndromes like aphasia, spatial neglect, amnesia and so forth.
· Ultimately, the student should become capable of designing his own –simple- experiments with the aforementioned techniques and to critically assess the relevant literature in both the areas of NIBS and neuroimaging.
Prerequisites
It is strongly advised that the CV includes having passed the following exams: Biology and Genetics, Anatomo-physiological Foundations of Psychic Activity and Physiological Psychology, Neuropsychology of the Adult and the Elderly.
Teaching methods
Room lessons, audio-visual material.
Lessons will be held in presence, unless further COVID-19 related restrictions are imposed.
Although this course is held in Italian, for Erasmus students, course material can also be available in English, and students can take the exam in English if they wish to do so.
Assessment methods
1) A written assessment includes multiple choice-questions, and two open questions on the topics of the course.
a) 30 multiple choice 4-alternative questions, with 1 correct choice (15 questions about neurostimulation and 15 about neuroimaging). One point is assigned for each correct answer, with no penalty. The minimum score for a successful assessment is 18 out of 30 correct answers. Example: “A brain stimulation is invasive: 1: if no incision of the skull and insertion of objects in the brain are made; 2: if it decreases heart rate; 3: if incision of the skull and insertion of objects in the brain are made (correct choice); 4: if it increases body temperature.
b) Two open questions to which a complete and concise response is to be provided. Example: (1) “Briefly summarize the main physiological features of 1 Hz rTMS”. (2) “Describe the anatomo-behavioural correlation methods for acquired lesions in populations of patients with neuropsychological deficits”. Based on the assessment made by the teacher, the score assigned to each open question ranges from -3 to +3 points, to be added to the score obtained by the student in the multiple-choice questions.
2) Oral assessment (optional), including one or more open questions, to which concise and complete responses are to be provided. Example: “What is a coil?” “Please discuss the biophysical and physiological foundations of the BOLD contrast in fMRI”. The evaluation of the oral assessment may result in a modification of the final score of the exam with a positive or negative sign, or in no change.
The students’ knowledge of the two topics of the course (non-invasive brain stimulation, neuroimaging methods) is also evaluated by written (see above #1) in itinere assessments, at the end of the two sections of the course.
During the Covid-19 emergency, exams will be conducted according to the University’s regulations regarding the COVID-19 emergency situation.Textbooks and Reading Materials
- Bolognini, N., & Vallar, G. (a cura di) [2015], Stimolare il cervello. Bologna, Il Mulino.
- Slides e articoli scientifici indicati durante il corso.
- Sacco, K. (a cura di) [2020]. Neuroimaging. Per lo studio del cervello umano.. Napoli: Idelson Gnocchi.
- Poldrack R. A., Mumford, J. A. & Nichols, T. E. (a cura di) [2011] Handbook of Functional MRI Data Analysis. Cambridge University Press. (FACOLTATIVO /OPTIONAL)