La nostra missione
La nostra ricerca mira a migliorare la comprensione di come i sistemi nervosi e vascolari si sviluppano, comunicano e lavorano di concerto per garantire una corretta funzionalità cerebrale.
I nostri interessi
Mentre il cervello rappresenta il 2% della massa corporea, utilizza il 20% dell’energia del corpo a riposo. Questo uso di energia dipende dall’ossigeno e dai nutrienti forniti dal flusso sanguigno. Quindi esistono tre caratteristiche uniche di fornitura di sangue al cervello per garantire il normale funzionamento dei circuiti neurali. In primo luogo, il cervello è densamente vascolarizzato per soddisfare la sua elevata domanda metabolica. Tutti i neuroni nel cervello si trovano entro 50 micron dal capillare più vicino. In secondo luogo, c’è un accoppiamento funzionale tra attività neurale e flusso sanguigno perché durante il comportamento normale, ci sono cambiamenti momento per momento nella domanda metabolica cerebrale regionale: queste regioni devono essere portate “online” rapidamente. In terzo luogo, i vasi sanguigni nel cervello comprendono la barriera emato-encefalica che fornisce un ambiente strettamente controllato privo di tossine e agenti patogeni e con composizioni chimiche adeguate per la trasmissione sinaptica. Ciò garantisce una normale funzione cerebrale.
Approcci sperimentali
Lo studio delle interazioni neurovascolari colma i campi delle neuroscienze e della biologia vascolare. Entrambi gli aspetti anatomici e funzionali delle interazioni neurovascolari sono meglio visti in ambienti in vivo, come la retina, il sistema dei gangli della base e la corteccia. Pertanto, gli approcci principali che usiamo in laboratorio sono la genetica dei topi e più recentemente anche i pesci zebra. Queste metodologie ci permettono di osservare simultaneamente entrambi i sistemi in modo endogeno. Più specificamente, ci permettono di usare manipolazioni genetiche per perturbare un sistema e per osservare le conseguenze che ne derivano nell’altro. Al fine di identificare e caratterizzare i segnali molecolari alla base delle interazioni neurovascolari, abbiamo anche sviluppato una varietà di saggi in vitro, strategie di screening e modelli computazionali. Trasferiamo quindi i risultati di queste tecniche in vitro al sistema vivosystem per la convalida. Infine, al fine di stabilire i meccanismi che operano in vivo in normali condizioni fisiologiche, abbiamo recentemente costruito un microscopio a due fotoni progettato su misura per monitorare l’accoppiamento neuro-vascolare e la dinamica della permeabilità della barriera emato-encefalica mediante imaging attraverso le finestre craniche nei topi svegli. Il nostro obiettivo è quello di comprendere le interazioni neurovascolari da un livello molecolare a un livello di sistemi.
