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Space, Attention and Action Lab (SAN_Lab)

Space, Attention and Action Lab

Componenti

  1. Ricci Raffaella Giovanna Nella (Coordinatore)
  2. Berti Annamaria (Docente)
  3. Gammeri Roberto (Dottorando)
  4. Cirillo Emanuele (Dottorando)
  5. Zavattaro Claudio (Componente)
  6. Miccolis Roberta (Componente)
  7. Ruffo Matteo (Componente)
  8. Salatino Adriana (Componente)

Settore ERC

SH4_3 - Clinical and health psychology
SH4_4 - Neuropsychology

Attività

Activity

Le tematiche di ricerca del GdR riguardano principalmente lo studio dei processi di attenzione (con particolare focus su attenzione spaziale), azione e consapevolezza motoria e delle loro basi neuro-funzionali negli individui sani e nei pazienti che, in seguito a lesione cerebrale, presentano disturbi di attenzione e consapevolezza dello spazio corporeo ed extra-corporeo (neglect, estinzione, ecc), o di consapevolezza motoria (anosognosia).

Le metodiche di ricerca utilizzate sono quelle delle Neuroscienze Cognitive e della Neuropsicologia Sperimentale. I risultati conseguiti hanno contribuito alla comprensione: 1) della natura delle alterazioni di rappresentazione consapevole dello spazio e dell’azione e dei fattori che influenzano questi processi nel paziente e nell’individuo sano (come ad esempio le caratteristiche degli stimoli, il carico cognitivo, o ancora la lateralità e la modalità di risposta); 2) dei correlati neuro-funzionali dei processi di consapevolezza visuospaziale, tattile e motoria; 3) dell’esistenza di influenze reciproche tra i fattori di input (percezione) e di output (azione) nella costruzione della consapevolezza spaziale.

Non-invasive Brain Stimulation: L’attività di ricerca del GdR è anche diretta alla comprensione dei fenomeni di plasticità neurale dei sistemi visuo-spaziale e sensori-motorio, dei loro aspetti cognitivi e delle implicazioni riabilitative, principalmente attraverso l’utilizzo delle tecniche di brain stimulation non invasiva (TMS e tDCS), utilizzate anche in combinazione con il neuroimaging (fMRI, EEG). Le possibilità di intervento riabilitativo di deficit cognitivi e motori offerte dalla rTMS e dalla tDCS sono investigate non solo in pazienti post-stroke, ma anche in pazienti con altri tipi di disturbi cerebrali, quali ad esempio la sindrome di Tourette, la distonia focale, la depressione e il gambling disorder. Questi studi sono svolti in collaborazione con neurologi torinesi e con esperti internazionali di Brain Stimulation. Abbiamo dimostrato l’esistenza di deficit di attenzione spaziale anche in pazienti con disordini del movimento, quali distonia e Parkinson. Abbiamo inoltre individuato protocolli di brain stimulation ad hoc per il trattamento di specifici disturbi cognitivi e motori, dimostrando come sia possibile ridurli in pazienti con diversi tipi di patologie, in alcuni casi utilizzando la fMRI per misurare i cambiamenti neurali indotti dalla brain stimulation e correlati ai cambiamenti comportamentali.

Space Neuro-psychology: Una tematica di ricerca del GdR è quella della Neuropsicologia dello Spazio. Con queste attività studiamo la risposta umana all’ambiente spaziale, focalizzandoci in particolare sugli effetti della gravità alterata e della vita in ambiente isolato, confinato ed estremo su cognizione e prestazione. In relazione a questo tema, la coordinatrice del GdR è stata coinvolta dai Prof. Donna Roberts e Mark George della Medical University of South Carolina (MUSC), in studi NASA dimostrando fenomeni di plasticità neurale (misurati tramite TMS e fMRI) indotti da modelli terrestri di microgravità. Il GdR ha inoltre collaborato con aziende del territorio allo studio degli habitat per missioni di lunga durata nello spazio profondo. Infine il GdR è capofila di un team internazionale e in collaborazione con ESA sta studiando, con il progetto GraviTo (Spatial Attention and Motor Awareness in Altered Gravitational Environments), gli effetti della microgravità sull’orientamento dell’attenzione spaziale e sulla consapevolezza motoria utilizzando i volo parabolico. In parallelo a GraviTo, uno dei filoni di ricerca del GdR riguarda lo studio del contributo vestibolare al funzionamento cognitivo in paziente con deficit vestibolari.

The GdR is specialized in the study of attention and motor systems in the human brain, particularly as affected by lesions, resulting in unilateral spatial neglect syndromes and disorders of spatial, motor and body awareness.

The research topics mainly concern the study of attentional processes (with particular focus on spatial attention), action and motor awareness and their neuro-functional bases in healthy individuals and in neurological patients with disorders of attention and/or disorders of awareness of personal and extrapersonal space (neglect, extinction, etc.), or motor awareness (anosognosia). The research methods used are those of Cognitive Neuroscience and Experimental Neuropsychology. The results obtained have contributed to the understanding of: 1) the nature of alterations in the conscious representation of space and action and the factors that affect these processes in patients and healthy individuals (such as stimuli characteristics, the cognitive load, or even the laterality and the modality of the subjects’ response); 2) the neural correlates of visuospatial, tactile and motor awareness; 3) the existence of mutual influences between input (perception) and output (action) factors in the construction of spatial awareness.

The GdR work is also directed at understanding the neuroplasticity of the visuo-spatial and sensori-motor systems and their cognitive aspects using non-invasive brain stimulation (TMS and tDCS) and its combination with neuroimaging (fMRI and EEG) in the healthy brain and in neurological or psychiatric patients. We investigate the potential of rTMS and tDCS for the treatment of cognitive and motor deficits not only in post-stroke patients, but also in patients with other types of brain disorders such as Tourette's syndrome, focal dystonia, depression, and gambling disorder. These studies are conducted in collaboration with Turin neurologists and international brain stimulation experts. We have shown that it is possible to observe spatial attention deficits even in patients with movement disorders such as dystonia and Parkinson's disease. We have also identified effective brain stimulation protocols for the treatment of specific cognitive and motor disorders and shown how it is possible to reduce symptoms in patients with different types of brain diseases. In some cases, we have even used fMRI to identify neuronal changes induced by brain stimulation that are associated with behavioral effects.

Another research topic of the GdR is space neuropsychology. As part of these activities, we study the human response to the space environment, focusing in particular on the effects of altered gravitational input and life in isolated, confined, and extreme environments on cognition and performance. In relation to this topic, the GdR has participated with the Medical University of South Carolina (MUSC) in a series of NASA studies, demonstrating neural plasticity phenomena (measured by TMS and fMRI) triggered by terrestrial models of microgravity. The GdR has also collaborated with local companies to study deep space habitats for long duration missions. Finally, the GdR, as PI of an international team and in collaboration with ESA, is investigating the effects of microgravity on the orientation of spatial attention and motor awareness using parabolic flight through the GraviTo project (Spatial Attention and Motor Awareness in Altered Gravitational Environments). In parallel with GraviTo, the GdR is studying the contribution of the vestibular function to cognition (e.g., spatial attention) in patients with vestibular disorders.

  • Prof. Mark S. George e Prof. Donna Roberts, Brain Stimulation Laboratory (BSL) e Center for Advanced Imaging Research (CAIR), Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Medical University of South Carolina (MUSC), Charleston, SC, USA.
  • Prof. André Mouraux, Institute of Neuroscience (IoN), Université Catholique de Louvain Brussels, Belgium.
  • Prof. Roberto Albera, A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino, Direttore della SC Otorinolaringoiatria Audiologia e Foniatria
  • Prof. Angelo Quartarone, Dipartimento di Neuroscienze, Università degli studi di Messina
  • Dott.ssa Patrizia Gindri, Presidio ospedaliero S. Camillo di Torino
  • Dott.ssa Paola Perozzo, Fondazione Molo e Dipartimento Neuroscienze, Università di Torino

In uso (proprie e dipartimentali):

  • TMS (Magstim Rapid2)
  • tDCS (HDCstim, Newronika) tDCS
  • fMRI (Philips 3 Tesla)
  • EEG (HandyEEG, Micromed)
  • Poligrafo (Biopac MP150)
  • CCS (DS7AH, Digitimer)
  • Eye tracker (Arrington Research)
  • Realtà virtuale immersiva (Oculus Rift S)
  • Lenti prismatiche

 

Prodotti della ricerca

Ricci, R., Caldano, M., Sabatelli, I., Cirillo, E., Gammeri, R., Cesim, E., Salatino, A., & Berti, A. (2021). When Right Goes Left: Phantom Touch Induced by Mirror Box Procedure in Healthy Individuals. Frontiers in human neuroscience, 15, 734235.https://doi.org/10.3389/fnhum.2021.734235

Salatino, A., Iacono, C., Gammeri, R., Chiadò, S. T., Lambert, J., Sulcova, D., Mouraux, A., George, M. S., Roberts, D. R., Berti, A., & Ricci, R. (2021). Zero gravity induced by parabolic flight enhances automatic capture and weakens voluntary maintenance of visuospatial attention. NPJ microgravity, 7(1), 29.https://doi.org/10.1038/s41526-021-00159-3

Salatino, A., Miccolis, R., Gammeri, R., Ninghetto, M., Belli, F., Nobili, M., Mouraux, A., & Ricci, R. (2021). Improvement of Impulsivity and Decision Making by Transcranial Direct Current Stimulation of the Dorsolateral Prefrontal Cortex in a Patient with Gambling Disorder. Journal of gambling studies, 10.1007/s10899-021-10050-1. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s10899-021-10050-1

Iarrobino, I., Bongiardina, A., Dal Monte, O., Sarasso, P., Ronga, I., Neppi-Modona, M., Actis-Grosso, R., Salatino, A., & Ricci, R. (2021). Right and left inferior frontal opercula are involved in discriminating angry and sad facial expressions. Brain stimulation, 14(3), 607–615. https://doi.org/10.1016/j.brs.2021.03.014

Gammeri, R., Iacono, C., Ricci, R.* (*corresponding), & Salatino, A.* (2020). Unilateral Spatial Neglect After Stroke: Current Insights. Neuropsychiatric disease and treatment, 16, 131–152. https://doi.org/10.2147/NDT.S171461

Ricci, R., Salatino, A., Caldano, M., Perozzo, P., Cerrato, P., Pyasik, M., Pia, L., & Berti, A. (2019). Phantom touch: How to unmask sensory unawareness after stroke. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior, 121, 253–263. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2019.08.021

Ninghetto, M., Gammeri, R., Miccolis, R., Nobili, M., Salatino, A., & Ricci, R. (2019). Effects of Repeated Sessions of Transcranial Direct Current Stimulation on Major Depressive Disorder and Cognition. The journal of ECT, 35(3), e32–e33. https://doi.org/10.1097/YCT.0000000000000611

Chillemi, G., Calamuneri, A., Quartarone, A., Terranova, C., Salatino, A., Cacciola, A., Milardi, D., & Ricci, R. (2019). Endogenous orientation of visual attention in auditory space. Journal of advanced research, 18, 95–100. https://doi.org/10.1016/j.jare.2019.01.010

Salatino, A., Chillemi, G., Gontero, F., Poncini, M., Pyasik, M., Berti, A., & Ricci, R. (2019). Transcranial Magnetic Stimulation of Posterior Parietal Cortex Modulates Line-Length Estimation but Not Illusory Depth Perception. Frontiers in psychology, 10, 1169. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01169

Sarasso, P., Ninghetto, M., Salatino, A., Ronga, I., Bongiardina, A., Iarrobino, I., Neppi-Modona, M., & Ricci, R. (2019). Everything is (still) illuminated: Dual right cathodal-left anodal tDCS of PPC prevents fatigue on a visual detection task. Brain stimulation, 12(1), 187–189. https://doi.org/10.1016/j.brs.2018.09.017

Musso, G., Capra, R., Ricci, R., Salatino, A. (2019) Human Factors Engineering Activities for Past, Present and Future Manned Space Habitats. In: Stanton N. (eds) Advances in Human Aspects of Transportation. AHFE 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 786. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-93885-1_16

Musso, G., Ferraris, S., Fenoglio, F., Zafarana, A., Salatino, A., Ricci, R. (2018) Habitability Issues in Long Duration Space Missions Far from Earth. In: Stanton N. (eds) Advances in Human Aspects of Transportation. AHFE 2017. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 597. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-60441-1_15

Ultimo aggiornamento: 28/09/2023 21:36
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