Attività di Ricerca

Il Laboratorio di Biofotonica e Neurofisica è un gruppo interdisciplinare gestito congiuntamente dal Dipartimento di Fisica e il Centro Interdipartimentale Mente/Cervello (CIMeC). L'obiettivo è studiare i meccanismi fisici alla base della percezione e della trasduzione dei segnali nel sistema nervoso e applicare i metodi della fisica sperimentale ai problemi neuroscientifici.
La sua facility principale è una piattaforma di microscopia a due fotoni in vivo che permette l'imaging strutturale e funzionale non invasivo in piccoli modelli animali a diverse scale: dall'imaging macroscopico di interi cervelli alla microscopia ad alta risoluzione di reti neurali, singoli neuroni e strutture subcellulari. La mappatura in vivo dell'attività cerebrale è realizzata con tecniche di imaging del calcio ad alta risoluzione temporale.
Le attività di ricerca del laboratorio partono dal livello dei recettori (olfatto, visione, magnetorecezione) per testare potenziali modelli biologici quantistici, agli studi dei meccanismi di codifica e trasduzione dell'informazione nei centri di elaborazione primaria, fino alla plasticità nella struttura e nella funzione di grandi reti neurali indotta dall'apprendimento. Un promettente animale modello è Apis mellifera. Con un cervello di appena un milione di neuroni, mostra capacità eccezionali in un ampio spettro di comportamenti come la comunicazione, la navigazione e l'apprendimento.
Per decifrare i meccanismi di codifica, la connettività e la plasticità fino al livello del singolo neurone, abbiamo aggiunto al nostro repertorio sperimentale gli strumenti optogenetici, che ci permettono di stimolare artificialmente singoli nodi in reti neurali e di seguire la propagazione dello stimolo nell'intera rete. 

Neurofisica

• Meccanismi di codifica neuronale
• Dinamica delle reti neuronali
• Mechanorecezione

Biofotonica

• Imaging multi-fotone strutturale e funzionale
• Manipolazione optogenetica

Biologia quantistica

• Teoria vibrazionale dell'olfatto
• Meccanismi di magnetorecezione

Neuroscienza di insetti 

• Plasticità neurale indotta dall'apprendimento
• Comunicazione chimica
• Sonno
• Effetti di pesticidi neuroattivi sugli insetti
• Strategie alternative di gestione degli insetti nocivi

Membri del gruppo