Il progetto del corso di Dottorato ha lo scopo di reclutare e formare ricercatori con competenze e abilità aggiornate per lo svolgimento di attività scientifica autonoma, originale e innovativa in differenti ambiti delle neuroscienze, attraverso l’acquisizione di basi scientifiche e competenze metodologiche/tecnologiche per lo studio multidisciplinare del sistema nervoso, dal funzionamento molecolare alle neuroscienze cognitive e cliniche, lavorando sull’essere umano o su modelli animali. Ogni studente sarà seguito da uno o più tutors e parteciperà alle attività di uno o più gruppi di ricerca. Le attività formative e di ricerca del programma si articoleranno nelle seguenti tre macro-aree, comprendendo anche temi, metodologie e tecnologie tra di esse trasversali:

- Neuroscienze di base e computazionali: Studio del sistema nervoso centrale e periferico nell'uomo mediante tecniche di neuroanatomia, neurofarmacologia, biologia molecolare e cellulare, elettrofisiologia, comportamentali, neurocomputazionali e di brain imaging. Sono anche utilizzati roditori, e modelli cellulari, incluse cellule staminali pluripotenti indotte e organoidi. Questa area tematica ha una forte impronta interdisciplinare, offrendo ai dottorandi la possibilità di integrare conoscenze neuroscientifiche sulle basi cellulari e molecolari della fisiologia, della patologia e delle terapie del sistema nervoso centrale con approcci integrativi a livello comportamentale e neurofisiologico fino allo sviluppo e validazione di metodi e modelli computazionali.

- Neuroscienze cliniche: Studio di temi relativi alla ricerca clinica nel campo dei disturbi neurologici e psichici nell’arco di vita; particolare rilevanza verrà data ai fattori di rischio genetici ed epigenetici analizzati ricorrendo ad approcci sperimentali mirati, come pure a metodiche omiche ad ampio spettro. Ulteriori approcci includono l’elettrofisiologia, l'eye-tracking e l’imaging cerebrale strutturale e funzionale. Infine, le diverse tipologie di intervento terapeutico saranno esse stesse oggetto di studio come predittori di risposta o di efficacia/sicurezza, ad esempio in riferimento alla stimolazione cerebrale non invasiva nei suoi utilizzi più recenti in ambito comportamentale e neuroevolutivo o rispetto alla riabilitazione psico-sociale.

- Neuroscienze cognitive e psicologia: studio delle funzioni cognitive nell’essere umano attraverso l’identificazione delle operazioni mentali e del substrato neurale alla loro base, mediante metodologie comportamentali e testistiche, e mediante tecniche psicofisiologiche e di neuroimmagine, con soggetti normali o pazienti neuropsicologici. Sono studiati i meccanismi neurocognitivi implicati in abilità mentali e psicologiche quali linguaggio, personalità, attenzione e funzioni esecutive, rappresentazione dello spazio, e nei rapporti tra percezione e azione. Altre linee di ricerca sono orientate alle neuroscienze sociali e includono lo studio dell’espressione, riconoscimento e regolazione delle emozioni, dell’empatia e della percezione del dolore, della capacità di rappresentarsi l’altro da sé (teoria della mente) e di svolgere azioni condivise.

Gli argomenti di ricerca specifici del corso sono affrontati con metodologie multidisciplinari trasversali rispetto alle macro-aree sopra elencate in funzione degli obiettivi delle linee di ricerca. Essi comprendono:
- Studio del sistema nervoso centrale e periferico in condizioni fisiologiche e patologiche (Alzheimer, Parkinson, epilessia, dolore cronico, autismo) con differenti modelli, dalle colture cellulari all’uomo, mediante tecniche di neuroanatomia, neurofarmacologia, biologia molecolare e cellulare, elettrofisiologia, comportamentali, computazionali e di brain imaging.
- Studio dei correlati neurali, biomarcatori e dei fattori di rischio endogeni (genetici e comportamentali) ed esogeni (ambientali e socio-relazionali) in patologie di interesse neurologico e psichiatrico, del bambino, dell'adolescente e dell'adulto. Le principali patologie oggetto di studio sono: patologie neurodegenerative e neuromuscolari, epilessia, narcolessia, dolore cronico, disturbi del sonno, disturbi del neurosviluppo, schizofrenia, disturbi depressivi e bipolari, disturbi da sintomi somatici, disturbi di personalità e dipendenze da farmaci e comportamentali. Approfondimento dei processi di attaccamento, dell’effetto dei traumi, dello sviluppo della mentalizzazione in relazione al manifestarsi dei principali disturbi psichici e al loro trattamento.
- Studio della relazione tra funzionamento cognitivo-emotivo e basi neurali-cerebrali attraverso strumenti psicometrici e neuropsicologici standardizzati o sviluppati ad hoc che indagano il funzionamento mentale in concomitanza alla rilevazione dell’attività cerebrale mediante tecniche psicofisiologiche e di neuroimmagine.