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Il BabyLab e la Neonatal Neuroimaging Unit del CIMeC studiano i processi cognitivi dei bambini fin dalle prime ore di vita e lungo tutta l'infanzia

Da sempre, nelle neuroscienze ed in psicologia, ci si domanda se per la formazione della nostra mente e del nostro cervello siano più importanti le predisposizioni genetiche o l'esperienza vissuta. La risposta a questa domanda non è semplice: è evidente che il cervello umano matura lentamente e che raggiunge la sua struttura definitiva attorno ai 20 anni di vita, eppure è stato anche dimostrato che alcune competenze cognitive precoci sono presenti sin dalla nascita.

Una delle maggiori sfide a cui ci troviamo davanti è quella di riuscire a capire se funzioni cognitive che accomunano adulti e bambini si basino sugli stessi circuiti neurali. Infatti è ancora dibattuta l’origine dell’organizzazione funzionale del cervello: è condizionata fin dalla nascita da predisiposizioni biologiche-genetiche o emerge nel corso del tempo grazie a processi maturazionali legati anche alle esperienze vissute?

Noi cerchiamo di rispondere a queste domande osservando il comportamento dei bambini ed utilizzando avanzate tecniche di Neuroimaging su soggetti di diverse età, dalle prime ore di vita fino ai 6 anni circa. 

Linee di ricerca

Cognizione sociale

Studiamo come il cervello del neonato risponda a stimoli a carattere sociale, quali volti, sguardo diretto e movimento biologico.

Il nostro interesse principale è stabilire se le strutture cerebrali attivate in risposta a questi stimoli siano le stesse del futuro “cervello sociale” adulto.

Inoltre il nostro gruppo collabora con l’università di Padova per un progetto di ricerca su possibili marcatori precoci di rischio per disturbi del neurosviluppo quali ad esempio il disturbo dello spettro autistico.

Consulta la rassegna stampa per leggere lo sviluppo del nostro lavoro oppure l’elenco degli articoli originali pubblicati.

Cognizione numerica

Studiamo come il cervello dei bambini reagisca di fronte ad informazioni di tipo numerico e come questa cambi in relazione all'età. 

Attualmente studiamo la capacità di percepire la numerosità tramite diversi sensi (ascoltare 4 sillabe o vedere 4 oggetti).

Nel prossimo futuro indagheremo le peculiarità dell’associazione numero-spazio (in particolare piccolo/sinistra e grande /destra) che è stata dimostrata esistere fin dalle prime ore di vita per poi accentuarsi con l'aumentare dell'età

Consulta la rassegna stampa per leggere lo sviluppo del nostro lavoro oppure l’elenco degli articoli originali pubblicati.

Metodi di indagine

Studi comportamentali

Gli studi di tipo comportamentale possono essere adattati a tutte le diverse età dei soggetti che incontriamo. 

Con i bambini più piccoli, dato lo scarso range di comportamento che possono mettere in atto, utilizziamo principalmente paradigmi che si basano sull'analisi del comportamento visivo. Osserviamo come il bambino reagisce alla presentazione di diversi stimoli, siano essi immagini o video. In particolare, nei primi anni di vita, i paradigmi più utilizzatti sono quello di abituazione e/o violazione delle aspettative: viene osservato come il bambino esplora visivamente gli stimoli che gli vengono presentati a seconda della relazione (novità o familiarità) che vi può essere tra la fase di abiatuazione e la fase test. 

Con i bambini più grandi, diventa invece possibile interagire più attivamente. Insieme a loro possiamo utilizzare strumenti che si presentano come giochi, ad esempio carte da gioco, oggetti da manipolare o ancora videogiochi al computer, grazie ai quali i processi cognitivi del bambino possano essere inferiti in base alle scelte e alle strategie che mette in atto. Questo tipo di studi si prestano particolarmente bene a seguire lo sviluppo del bambino, in quanto possono essere facilmente replicati in diverse fasce di età per studiare come il comportamento evolva in base alle conoscenze che man mano il bambino acquisisce. 

 

Studi di Neuroimmagine

Le tecniche di neuroimmagini da noi impiegate sono l'Elettroencefalografia (EEG) e la Spettroscopia infrarossa funzionale (fNIRS). Entrambe le tecniche sono non-invasive e totalmente innocue per la salute dei bambini.

L'EEG misura l’attività cerebrale del neonato grazie alla registrazione dell’attività elettrica prodotta dai suoi neuroni tramite una serie di elettrodi posizionati a contatto con la superficie della testa. I sistemi EEG del Baby Lab e della Neonatal Neuroimaging Unit del CIMeC sono specificatamente adatti per gli studi pediatrici: il contatto tra gli elettrodi e la superficie della testa è costituito da morbide spugnette imbevute in una soluzione fisiologica totalmente neutra per la pelle delicata dei bambini, e l'applicazione è rapida e confortevole.

La fNIRS misura l’attività cerebrale del neonato grazie al segnale BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent, un segnale che indica i diversi livelli di ossigenazione del sangue), secondo lo stesso principio di funzionamento dei comuni ossimetri. La spettroscopia è particolarmente adatta ai bambini in quanto consiste nell'indossare una confortevole cuffia senza necessità di preparazione.

Per entrambe le tecniche stiamo adoperando un paradigma di Frequency-tagging, che si rivela particolarmente adatto per i soggetti di giovane età.