Syllabus del corso
Area di apprendimento
Modelli e tecniche di valutazione del funzionamento psicologico.
Modelli e tecniche di intervento e riabilitazione.
Metodi, tecniche e strumenti della psicologia.
Obiettivi formativi
L’insegnamento si propone di impartire le seguenti conoscenze e capacità:
Conoscenza e capacità di comprensione:
• Basi strumentali, anatomiche e funzionali dell’inferenza neuroscientifica con tecniche di neuroimmagine e neurostimolazione.
• Tecniche di neuroimmagine morfologiche e funzionali (CT, PET, MRI, fMRI, EEG).
• Basi neurofisiologiche dei metodi e delle tecniche di stimolazione invasiva e non invasiva (DES, DBS, TMS) e di neuromodulazione (rTMS, tES).
• Principali applicazioni delle tecniche sopracitate in neuropsicologia e neuroscienze cognitive.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
• Promuovere la capacità di acquisire ed analizzare i dati di neuroimmagine in ambito neuropsicologico e nelle neuroscienze cognitive.
• Promuovere la capacità di applicare e integrare in disegni di ricerca o di intervento le tecniche di stimolazione e neuromodulazione in ambito neuropsicologico e nelle neuroscienze cognitive.
• Promuovere la capacità di un utilizzo integrato delle tecniche di neuroimmagine e neurostimolazione in ambito neuropsicologico e nelle neuroscienze cognitive.
Autonomia di giudizio:
Attraverso la discussione delle tematiche inerenti le tecniche di neuromodulazione e di neuroimaging, il corso mira a far acquisire una prospettiva critica e autonoma riguardo all’utilizzo dei metodi affrontati, oltre alla capacità di elaborazione personale di soluzioni sperimentali e di ipotesi interpretative in ambito di ricerca e clinico.
Abilità comunicative:
L’attenzione particolareggiata agli aspetti terminologici delle metodiche presentate e discusse con gli studenti durante il corso mira a far acquisire il linguaggio scientifico specialistico e a far sviluppare la capacità di utilizzare un registro comunicativo adeguato al contesto accademico e professionale.
Capacità di apprendere:
Il corredo di articoli scientifici in inglese al materiale didattico del corso mira a stimolare l’autonomia nello studio e la capacità di approfondire criticamente i temi trattati mediante l’uso di fonti scientifiche autorevoli, favorendo inoltre la capacità di esplorare e interpretare autonomamente la letteratura specialistica concernente le tecniche di neuroimmagine e neurostimolazione.
Contenuti sintetici
Metodi di neuroimaging: CT, PET, MRI, EEG.
Metodi di neurostimolazione e neuromodulazione invasiva e non invasiva: TMS, tES.
Applicazioni nelle neuroscienze cognitive e in neuropsicologia.
Programma esteso
• Cenni storici e metodologici sulle tecniche di neuroimaging
• Tomografia Assiale Computerizzata (CT)
• Principi fisici delle misurazioni PET e aspetti applicativi
• Principi fisici delle misurazioni MRI
• MRI strutturale: morfometria e analisi delle lesioni cerebrali
• Connettività strutturale con dati MRI: imaging del tensore di diffusione
• Principi fisici e fisiologici delle misurazioni di MRI funzionale (fMRI)
• Disegno sperimentale degli studi fMRI
• Processamento dei dati fMRI e analisi statistica univariata e multivariata
• Connettività funzionale con dati fMRI
• Principi fisici delle misurazioni elettrofisiologiche e aspetti applicativi
• Cenni storici sulle tecniche di stimolazione invasiva e non invasiva (NIBS)
• Fondamenti metodologici delle NIBS
• Stimolazione elettrica diretta
• Stimolazione elettrica profonda
• 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 con Random Noise)
• Plasticità cerebrale e NIBS
• NIBS nelle neuroscienze cognitive
• NIBS nella riabilitazione motoria e neuropsicologica
• NIBS nel trattamento dei deficit psichiatrici
Prerequisiti
Sono utili per la fruizione del corso nozioni di biologia, neurofisiologia e psicologia fisiologica.
Metodi didattici
Il corso sarà costituito da:
- 13 lezioni da 2 ore ciascuna sulle tecniche di neuroimmagine, svolte in modalità erogativa in presenza.
- 1 esercitazione da 2 ore sulle tecniche di neuroimmagine, svolta in modalità erogativa in presenza.
- 13 lezioni da 2 ore ciascuna sulle tecniche di neurostimolazione, svolte in modalità erogativa in presenza.
- 1 esercitazione da 2 ore sulle tecniche di neurostimolazione, svolta in modalità erogativa in presenza.
L’insegnamento sarà in lingua italiana, con materiale audio-visivo che potrà essere in parte in italiano e in parte in inglese.
Modalità di verifica dell'apprendimento
La valutazione del corso sarà basata su una prova finale, solo scritta, volta a verificare la comprensione di tutti gli argomenti trattati nel corso, e comprendente:
- 30 domande a scelta multipla a 4 alternative, delle quali una sola è corretta (15 domande riguarderanno la parte di neuroimmagine e 15 la parte di neurostimolazione). Verrà assegnato un punto per ogni risposta corretta, senza penalizzazioni. Il punteggio minimo per il superamento della prova sarà di 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.
- Due domande aperte (1 per la parte di neuroimmagine e 1 per la parte di neurostimolazione) cui rispondere in modo esauriente e sintetico. Esempio: “Riassumere brevemente le caratteristiche fisiologiche essenziali della stimolazione rTMS a 1 Hz”.
Sulla base della valutazione fatta del docente, il punteggio assegnato a ciascuna domanda aperta varierà da 0 a 15 punti. Per ricavare il punteggio totale della prova scritta, il punteggio ottenuto nelle due domande aperte verrà mediato con il punteggio ottenuto nelle domande a scelta multipla.
Come da regolamento, è diritto degli studenti o del docente richiedere facoltativamente una prova orale ad integrazione della prova scritta. La valutazione della prova orale potrà determinare variazioni di segno positivo o negativo, ovvero nessuna modificazione del voto finale.
Gli studenti Erasmus possono contattare il docente per concordare la possibilità di svolgere la prova finale e il compito del corso in lingua inglese.
Testi di riferimento
Le dispense delle lezioni e altri materiali didattici utili saranno resi disponibili online sulla pagina e-Learning del corso. I testi di riferimento del corso sono:
- Sacco K. (a cura di) [2020], Neuroimaging per lo studio del cervello umano. Napoli, Idelson Gnocchi.
- Bolognini N., & Vallar G. (a cura di) [2015], Stimolare il cervello. Bologna, Il Mulino.
Sustainable Development Goals
Learning area
Psychological functioning: models and methods for assessment.
Intervention and rehabilitation models and techniques.
Methods, techniques, and tools of psychology.
Learning objectives
The course aims to impart the following knowledge and skills:
Knowledge and understanding:
• Methodological and neurobiological foundations of neuroscientific inference with neuroimaging and neurostimulation techniques.
• Structural and functional neuroimaging techniques (CT, PET, MRI, fMRI, EEG).
• Neurophysiological basis of invasive and non-invasive brain stimulation techniques (DES, DBS, TMS) and neuromodulation approaches (rTMS, tES).
• Main applications in neuropsychology and cognitive neuroscience of the aforementioned techniques.
Applying knowledge and understanding:
• To promote the ability to acquire and process data from neuroimaging techniques in neuropsychological and cognitive neuroscience settings.
• To promote the ability to apply brain stimulation and neuromodulation in neuropsychological and cognitive neuroscience settings.
• To promote the ability for an integrated use of neuroimaging and brain stimulation techniques in neuropsychological and cognitive neuroscience settings.
Making judgements:
Through the discussion of issues related to neuromodulation and neuroimaging techniques, the course aims to provide a critical and autonomous perspective on the use of the methods discussed, as well as the ability to personally develop experimental solutions and interpretative hypotheses in research and clinical settings.
Communication skills:
The detailed attention to the terminological aspects of the methods presented and discussed with the students during the course aims to enable them to acquire the specialized scientific language and to develop the ability to use a communicative register appropriate to the academic and professional context.
Learning skills:
The addition of scientific articles in English to the course teaching material aims to stimulate autonomy in study and the ability to critically explore the topics covered through the use of authoritative scientific sources, also promoting the ability to independently explore and interpret the specialist literature concerning neuroimaging and neurostimulation techniques.
Contents
Neuroimaging methods: CT, PET, MRI, EEG.
Methods of invasive and non-invasive neurostimulation and neuromodulation: TMS, tES.
Applications in cognitive neuroscience and neuropsychology.
Detailed program
• Historical and methodological introduction on neuroimaging techniques
• Computerized Axial Tomography (CT)
• Physics of PET measurements and clinical applications
• Physics of MRI measurements
• Structural MRI: brain morphometry and brain lesion analysis
• Structural connectivity with MRI: Diffusion Tensor Imaging
• Physics and physiology of functional MRI (fMRI) measurements
• Experimental design of fMRI studies
• fMRI data processing, and univariate and multivariate statistical analysis
• Functional connectivity with fMRI data
• Physics of electrophysiological measurements and clinical applications
• Historical introduction of invasive and non-invasive stimulation techniques (NIBS)
• Methodological foundations of NiBS
• Direct Electrical Stimulation, DES
• Deep Brain Stimulation, DBS
• Transcranial Magnetic Stimulation (TMS): spTMS (single pulse), ppTMS (paired pulses), 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 deficits
Prerequisites
Notions of biology, neurophysiology and physiological psychology are useful for the fruition of the course.
Teaching methods
The course will mainly consist of:
- 13 frontal room lessons of 2 hours each on neuroimaging techniques, in presence.
- 1 frontal exercise lesson of 2 hours on neuroimaging techniques, in presence.
- 13 frontal room lessons of 2 hours each on neurostimulation techniques, in presence.
- 1 frontal exercise lesson of 2 hours on neurostimulation techniques, in presence.
Teaching will be in Italian, with audio-visual materials in either Italian or English.
Assessment methods
The evaluation of the course will be based on a final exam, in written-only modality, aimed at verifying the understanding of all the topics covered in the course, and including the following:
- 30 multiple choice questions with 4 alternatives and 1 correct choice (15 questions about neuroimaging and 15 about neurostimulation). One point will be assigned for each correct answer, with no penalty. The minimum score for a successful assessment is 18 correct answers out of 30. 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.
- Two open questions (1 question about neuroimaging and 1 about neurostimulation) to which a complete and concise response is to be provided. Example: “Briefly summarize the main physiological features of 1 Hz rTMS”. The score assigned to each open question ranges from 0 to 15 points. To obtain the total score of the written exam, the score obtained in the two open questions will be averaged with the score obtained in the multiple-choice questions.
As per the regulations, students or the teacher have the right to optionally request an oral exam in addition to the written exam. The evaluation of the oral exam may determine positive or negative changes, or no modification of the final grade.
Erasmus students can contact the teacher to agree on the possibility of carrying out the project work and taking the exam in English.
Textbooks and Reading Materials
The lecture handouts and other relevant teaching materials will be made available online on the e-Learning website of the course. The textbooks for the course are:
- Sacco K. (a cura di) [2020], Neuroimaging per lo studio del cervello umano. Napoli, Idelson Gnocchi.
- Bolognini N., & Vallar G. (a cura di) [2015], Stimolare il cervello. Bologna, Il Mulino.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Alberto Pisoni
-
Marco Dante Plinio Tettamanti
