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MANIBUS (Movement ANd body In Behavioral and physiological neUroScience)

Componenti

Fotografia

Settore ERC

LS1_6 - Biophysics
LS5_1 - Neuroanatomy and neurophysiology
LS5_8 - Behavioral neuroscience
SH4_3 - Neuropsychology and clinical psychology
SH4_4 - Cognitive and experimental psychology: perception, action, and higher cognitive processes

Attività

Con le mani (manibus, in latino) compiamo gesti e azioni, entriamo in contatto con gli oggetti nel mondo e interagiamo con i nostri simili. Con le mani facciamo una carezza, ma possiamo anche difenderci da un pericolo. Con le mani usiamo strumenti che possono espandere i confini del nostro corpo. Il gruppo MANIBUS si occupa di temi inerenti alla rappresentazione del corpo, in condizione di normalità e patologia, focalizzandosi su aspetti sensoriali e motori, ma anche difensivi, adattativi ed evolutivi. Nelle nostre ricerche, un approccio neuropsicologico allo studio del comportamento, alterato a seguito di lesioni cerebrali o manipolazioni sperimentali, si combina con tecniche neurofisiologiche di neuroimaging (fMRI e EEG), stimolazione cerebrale non invasiva (tDCS e TMS) e registrazioni psicofisiologiche (SCR, EMG, Heartbeat).

Tematiche di ricerca 

1. SENTIRE IL CORPO
La capacità di sentire le parti del corpo come appartenenti a un tutto unitario sembra data per scontata. Tuttavia, questa sensazione si basa su un equilibrio complesso tra vincoli a priori della rappresentazione corporea e integrazione multisensoriale di tatto, visione, propriocezione e interocezione. Come il cervello riconosce le parti del proprio corpo? Quali meccanismi sono alla base della distinzione tra corpo proprio e corpo altrui? Come si può manipolare la consapevolezza corporea nei soggetti normali? Quali inferenze si possono trarre dalle alterazioni patologiche della rappresentazione del corpo nei disturbi neuropsicologici?

2. MUOVERE IL CORPO 
Una componente fondamentale della consapevolezza di sé è la sensazione di agire con il proprio corpo. Attraverso il movimento, il corpo diventa un mezzo per agire nel mondo e interagire con gli altri individui. Quindi, un senso di sé coerente implica l’esistenza di un legame tra corpo e movimento. Quali meccanismi ci consentono di programmare le nostre azioni e predirne le conseguenze? Preparazione, esecuzione e immaginazione di movimento sono processi distinti? Come diventiamo consapevoli delle nostre azioni? Cosa possiamo inferire dalle alterazioni patologiche della consapevolezza di movimento nei disturbi neuropsicologici?

3. DIFENDERE IL CORPO 
Diverse fonti di pericolo possono avvicinarsi al nostro corpo dal mondo esterno. Al fine della sopravvivenza, un continuo monitoraggio della posizione di stimoli pericolosi in relazione alla posizione del corpo risulta necessario per definire un margine di sicurezza all’interno del quale difendere il nostro corpo. Di quali meccanismi difensivi siamo dotati per la protezione del corpo? Come il cervello combina le informazioni (sensoriali, motorie e propriocettive) provenienti dal corpo per produrre una risposta difensiva efficace? Come può essere studiato e modulato lo spazio peripersonale difensivo? Quali inferenze possiamo trarre dalle alterazioni dei meccanismi difensivi in contesti patologici?

4. ADATTARE IL CORPO 
Interagendo con l’ambiente, il nostro corpo si adatta ad esso e si modifica costantemente. Nel corpo, il cervello è l’organo che forse meglio rappresenta questa capacità di adattamento. Semplici procedure sperimentali come la illusione della mano di gomma o l’adattamento prismatico, fornendo input visivi e propriocettivi incongruenti o distorti, possono produrre effetti di plasticità in specifiche aree cerebrali. In ambito motorio, l’immobilizzazione di una parte del corpo produce effetti plastici sull’eccitabilità corticale così come l’uso di uno strumento è in grado di estendere la rappresentazione cerebrale del corpo e dello spazio, incorporando al suo interno lo strumento e la distanza che esso permette di raggiungere. Altro ambito di ricerca molto promettente è lo studio di come corpo e cervello si adattano a condizioni gravitazionali alterate, come quelle di microgravità esperite dagli astronauti. Come possiamo studiare questi effetti adattativi e utilizzarli per capire come si struttura e modifica la rappresentazione del corpo nel nostro cervello

Linee di ricerca future

BIOMARKERS DI CONSAPEVOLEZZA CORPOREA
Stiamo realizzando esperimenti pilota volti a indagare il correlato neurofisiologico della consapevolezza corporea, utilizzando l’elettroencefalografia per registrare potenziali evento-correlati (visivi, tattili e motori), al fine di studiarne la modulazione durante alterazioni sperimentali o patologiche di body ownership.

INTEGRAZIONE MULTISENSORIALE IN FETI, NEONATI e BAMBINI (ENG: MULTISENSORY INTEGRATION IN FETUSES, NEWBORN AND INFANT)
In collaborazione con la clinica universitaria di Ginecologia e Ostetricia e Neonatologia dell’Università di Torino (Ospedale Sant’Anna, Città della Scienza e della Salute di Torino), stiamo realizzando una serie di esperimenti pilota in feti (con osservazione ecografica dei movimenti oculari) e neonati (con EEG) che sfruttano il meccanismo di integrazione sensoriale per indagare lo sviluppo ontogenetico della consapevolezza corporea.

CONSAPEVOLEZZA CORPOREA IN PRIMATI NON UMANI (ENG: BODY AWARENESS IN NON-HUMAN PRIMATES)
In collaborazione con Leonardo Fogassi (Università di Parma), stiamo realizzando una serie di esperimenti pilota volti a indagare lo sviluppo filogenetico della consapevolezza corporea, con l’obiettivo di impostare studi comparativi tra primati umani e non.

RIABILITARE I DEFICIT DI CONSAPEVOLEZZA CORPOREA
Stiamo realizzando esperimenti pilota volti a indagare un approccio riabilitativo dei deficit di consapevolezza corporea nel paziente cerebroleso che sfrutti i meccanismi di plasticità cerebrale, combinando training multisensoriali e stimolazioni cerebrali non invasive che favoriscono la connettività funzionale tra aree sensoriali specifiche e integrative.   

Collaborazioni scientifiche nazionali e internazionali del GdR

Oltre ai co-autori nazionali e internazionali che compaiono nella lista delle nostre pubblicazioni, indichiamo qui le compartecipazioni a progetti finanziati e le co-tutele di studenti e dottorandi.

  • Lorenzo Bello (Humanitas Research Hospital, Neurosurgical Oncology Department, Rozzano, Italy) (progetto MIUR-SIR RBSI146V1D)
  • Gabriella Cerri (Department of Medical Biotechnology and Translational Medicine, University of Milan, Italy) (progetto MIUR-SIR RBSI146V1D)
  • Mark Schram Christensen (Cognitive Motor Neuroscience section of Copenhagen Neural Control of Movement Laboratory, University of Copenhagen, Danimarca) (co-tutela IBRO InEurope Short Stay).
  • Leonardo Fogassi (Dipartimento di Medicina e Chirurgia, Università di Parma, Italy) (progetto San Paolo CSTO165140)
  • Giandomenico Iannetti Department of Neuroscience, University College of London, UK) (progetto MIUR-SIR RBSI146V1D e co-tutela Erasmus Placement)
  • Hubert Preißl (Institute for Medical Psychology and Behavioural Neurobiology, University Tübingen, Germany) (progetto San Paolo CSTO165140)
  • Tullia Todros (Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Università di Torino, Italy) (progetto San Paolo CSTO165140)
  • Elia Valentini (Department of Psychology, University of Essex) (co-tutela Erasmus Placement)

Elenco finanziamenti ottenuti dai partecipanti al GdR negli ultimi 5 anni (esclusi i finanziamenti ex-60%)

ABO-COBRA: The Active Body in the Conscious Brain: physiological basis of motor and corporeal awareness (RBSI146V1D). MIUR-SIR (Scientific Independence of Young Researchers) Grant 2014. Anni: 2015-2018. Euro: 462.000. PI: Francesca Garbarini

BAMBI: The body in human and monkey brain” (CSTO165140). Excellent Young PI 2016, Fondazione Compagnia di San Paolo. Anni: 2017-2019. Euro: 78.966. PI: Francesca Garbarini

RHI-micorG: The role of gravitational input in shaping the sensation of bodily ownership”. FLY Your Thesis!2017 project. Agenzia Spaziale Europea (ESA). Anni: 2016-17. Euro 7.686. Finanziato a Valentina Bruno (in collaborazione con Pietro Sarasso).

Attrezzature di ricerca

In uso (proprie e dipartimentali):

  • Transcranial Magnetic Stimulator (Magstim Rapid2)
  • Transcranial Direct Current Stimulation (HDCstim, Newronika) tDCS
  • EEG system (HandyEEG, Micromed)
  • Constant current stimulator (DS7AH, Digitimer)
  • Polygraph Biopac MP150 (composed of an electromyogram amplifier – EMG, Skin conductance – SCR; Electrocardiogram amplifier)
  • Virtual Reality (Oculus Rift 3)
  • Eye tracker (Arrington Research)
  • Setting rubber hand illusion (prosthesis hands and box)
  • Prismatic lenses (11 diopters)  

Necessarie allo sviluppo delle attività di ricerca ma non possedute:

  • fMRI Philips 3 Tesla, available at the Neuroimaging centre of NIT (Ospedale Molinette, Città della Salute e della Scienza).
  • Fetal-MEG, available at the MEG Center, University of Tübingen, Germany
  • 4D Sonographic scanner (Samsung) available at Clinica Universitaria, Ospedale Sant’Anna (Città della Scienza e della Salute, Torino)
  • Infrared neodymium yttrium aluminium perovskite (Nd:YAP) laser (Electronical Engineering, Florence, Italy), available at the Neuroimaging centre of NIT (Ospedale Molinette, Città della Salute e della Scienza).

Prodotti della ricerca

Ronga I, Garbarini F, Neppi-Modona M, Fossataro C, Pyasik M, Bruno V, Sarasso P, Barra G, Frigerio M, Chiotti VC, Pia L. (2018) 'See Me, Feel Me': Prismatic Adaptation of an Alien Limb Ameliorates Spatial Neglect in a Patient Affected by Pathological Embodiment. Frontiers in psychology 9 2726 [DOI  PMID]

Pyasik M, Capozzi F, Sigaudo M, Cardillo S, Pia L, Rocca P, Garbarini F. (2018) I do not know whether you did that: Abnormal implicit attribution of social causality in patients with schizophrenia. Schizophrenia research [DOI  PMID]

Fossataro C, Bruno V, Gindri P, Garbarini F. (2018) Defending the Body Without Sensing the Body Position: Physiological Evidence in a Brain-Damaged Patient With a Proprioceptive Deficit. Frontiers in psychology 9 2458 [DOI  PMID]

Dell'Anna A, Fossataro C, Burin D, Bruno V, Salatino A, Garbarini F, Pia L, Ricci R, Leman M, Berti A. (2018) Entrainment beyond embodiment. Neuropsychologia 119 233-240 [DOI  PMID]

Fossataro C, Bruno V, Giurgola S, Bolognini N, Garbarini F. (2018) Losing my hand. Body ownership attenuation after virtual lesion of the primary motor cortex. The European journal of neuroscience 48(6) 2272-2287 [DOI  PMID]

Ronga I, Sarasso P, Fossataro C, Salatino A, Garbarini F, Ricci R, Neppi-Modona M. (2018) Everything is illuminated: Prismatic adaptation lowers visual detection threshold in normal subjects. Journal of experimental psychology. Human perception and performance 44(10) 1619-1628 [DOI  PMID]

Garbarini F, Cecchetti L, Bruno V, Mastropasqua A, Fossataro C, Massazza G, Sacco K, Valentini MC, Ricciardi E, Berti A. (2019) To Move or Not to Move? Functional Role of Ventral Premotor Cortex in Motor Monitoring During Limb Immobilization. Cerebral cortex (New York, N.Y. : 1991) 29(1) 273-282 [DOI  PMID]

Garbarini F, Bisio A, Biggio M, Pia L, Bove M. (2018) Motor sequence learning and intermanual transfer with a phantom limb. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior 101 181-191 [DOI  PMID]

Bruno V, Fossataro C, Garbarini F. (2018) Inhibition or facilitation? Modulation of corticospinal excitability during motor imagery. Neuropsychologia 111 360-368 [DOI  PMID]

Fossataro C, Bucchioni G, D'Agata F, Bruno V, Morese R, Krystkowiak P, Garbarini F. (2018) Anxiety-dependent modulation of motor responses to pain expectancy. Social cognitive and affective neuroscience 13(3) 321-330 [DOI  PMID]

Piedimonte A, Conson M, Frolli A, Bari S, Della Gatta F, Rabuffetti M, Keller R, Berti A, Garbarini F. (2018) Dissociation between executed and imagined bimanual movements in autism spectrum conditions. Autism research : official journal of the International Society for Autism Research 11(2) 376-384 [DOI  PMID]

Bruno V, Fossataro C, Garbarini F. (2018) Report of seizure induced by 10 Hz rTMS over M1. Brain stimulation 11(2) 454-455 [DOI  PMID]

Burin D, Garbarini F, Bruno V, Fossataro C, Destefanis C, Berti A, Pia L. (2017) Movements and body ownership: Evidence from the rubber hand illusion after mechanical limb immobilization. Neuropsychologia 107 41-47 [DOI  PMID]

Bruno V, Fossataro C, Bolognini N, Zigiotto L, Vallar G, Berti A, Garbarini F. (2017) The role of premotor and parietal cortex during monitoring of involuntary movement: A combined TMS and tDCS study. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior 96 83-94 [DOI  PMID]

Fossataro C, Bruno V, Gindri P, Pia L, Berti A, Garbarini F. (2018) Feeling touch on the own hand restores the capacity to visually discriminate it from someone else' hand: Pathological embodiment receding in brain-damaged patients. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior 104 207-219 [DOI  PMID]

Della Gatta F, Garbarini F, Rabuffetti M, Vigano L, Butterfill SA, Sinigaglia C. (2017) Drawn together: When motor representations ground joint actions. Cognition 165 53-60 [DOI  PMID]

Bisio A, Garbarini F, Biggio M, Fossataro C, Ruggeri P, Bove M. (2017) Dynamic Shaping of the Defensive Peripersonal Space through Predictive Motor Mechanisms: When the "Near" Becomes "Far". The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 37(9) 2415-2424 [DOI  PMID]

Della Gatta F, Garbarini F, Puglisi G, Leonetti A, Berti A, Borroni P. (2016) Decreased motor cortex excitability mirrors own hand disembodiment during the rubber hand illusion. eLife 5 [DOI  PMID]

Bucchioni G, Fossataro C, Cavallo A, Mouras H, Neppi-Modona M, Garbarini F. (2016) Empathy or Ownership? Evidence from Corticospinal Excitability Modulation during Pain Observation. Journal of cognitive neuroscience 28(11) 1760-1771 [DOI  PMID]

Pia L, Garbarini F, Fossataro C, Burin D, Berti A. (2016) Sensing the body, representing the body: Evidence from a neurologically based delusion of body ownership. Cognitive neuropsychology 33(1-2) 112-9 [DOI  PMID]

Ricci R, Salatino A, Garbarini F, Ronga I, Genero R, Berti A, Neppi-Modona M. (2016) Effects of attentional and cognitive variables on unilateral spatial neglect. Neuropsychologia 92 158-166 [DOI  PMID]

Garbarini F, Mastropasqua A, Sigaudo M, Rabuffetti M, Piedimonte A, Pia L, Rocca P. (2016) Abnormal Sense of Agency in Patients with Schizophrenia: Evidence from Bimanual Coupling Paradigm. Frontiers in behavioral neuroscience 10 43 [DOI  PMID]

Piedimonte A, Garbarini F, Pia L, Mezzanato T, Berti A. (2016) From intention to perception: The case of anosognosia for hemiplegia. Neuropsychologia 87 43-53 [DOI  PMID]

Capozzi F, Becchio C, Garbarini F, Savazzi S, Pia L. (2016) Temporal perception in joint action: This is MY action. Consciousness and cognition 40 26-33 [DOI  PMID]

Pia L, Garbarini F, Burin D, Fossataro C, Berti A. (2015) A predictive nature for tactile awareness? Insights from damaged and intact central-nervous-system functioning. Frontiers in human neuroscience 9 287 [DOI  PMID]

Garbarini F, Rabuffetti M, Piedimonte A, Solito G, Berti A. (2015) Bimanual coupling effects during arm immobilization and passive movements. Human movement science 41 114-26 [DOI  PMID]

Burin D, Livelli A, Garbarini F, Fossataro C, Folegatti A, Gindri P, Pia L. (2015) Are movements necessary for the sense of body ownership? Evidence from the rubber hand illusion in pure hemiplegic patients. PloS one 10(3) e0117155 [DOI  PMID]

Piedimonte A, Garbarini F, Rabuffetti M, Pia L, Montesano A, Ferrarin M, Berti A. (2015) Invisible grasps: Grip interference in anosognosia for hemiplegia. Neuropsychology 29(5) 776-81 [DOI  PMID]

Pia L, Spinazzola L, Garbarini F, Bellan G, Piedimonte A, Fossataro C, Livelli A, Burin D, Berti A. (2014) Anosognosia for hemianaesthesia: a voxel-based lesion-symptom mapping study. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior 61 158-66 [DOI  PMID]

Garbarini F, Fossataro C, Berti A, Gindri P, Romano D, Pia L, della Gatta F, Maravita A, Neppi-Modona M. (2015) When your arm becomes mine: pathological embodiment of alien limbs using tools modulates own body representation. Neuropsychologia 70 402-13 [DOI  PMID]

Garbarini F, Boero R, D'Agata F, Bravo G, Mosso C, Cauda F, Duca S, Geminiani G, Sacco K. (2014) Neural correlates of gender differences in reputation building. PloS one 9(9) e106285 [DOI  PMID]

Garbarini F, Fornia L, Fossataro C, Pia L, Gindri P, Berti A. (2014) Embodiment of others' hands elicits arousal responses similar to one's own hands. Current biology : CB 24(16) R738-9 [DOI  PMID]

Garbarini F, Pia L. (2013) Bimanual coupling paradigm as an effective tool to investigate productive behaviors in motor and body awareness impairments. Frontiers in human neuroscience 7 737 [DOI  PMID]

Garbarini F, D'Agata F, Piedimonte A, Sacco K, Rabuffetti M, Tam F, Cauda F, Pia L, Geminiani G, Duca S, Graham SJ, Berti A. (2014) Drawing lines while imagining circles: Neural basis of the bimanual coupling effect during motor execution and motor imagery. NeuroImage 88 100-12 [DOI  PMID]

Piedimonte A, Garbarini F, Rabuffetti M, Pia L, Berti A. (2014) Executed and imagined bimanual movements: a study across different ages. Developmental psychology 50(4) 1073-80 [DOI  PMID]

Pia L, Garbarini F, Fossataro C, Fornia L, Berti A. (2013) Pain and body awareness: evidence from brain-damaged patients with delusional body ownership. Frontiers in human neuroscience 7 298 [DOI  PMID]

Garbarini F, Pia L, Piedimonte A, Rabuffetti M, Gindri P, Berti A. (2013) Embodiment of an alien hand interferes with intact-hand movements. Current biology : CB 23(2) R57-8 [DOI  PMID]

Pia L, Spinazzola L, Rabuffetti M, Ferrarin M, Garbarini F, Piedimonte A, Driver J, Berti A. (2013) Temporal coupling due to illusory movements in bimanual actions: evidence from anosognosia for hemiplegia. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior 49(6) 1694-703 [DOI  PMID]

Garbarini F, Piedimonte A, Dotta M, Pia L, Berti A. (2013) Dissociations and similarities in motor intention and motor awareness: the case of anosognosia for hemiplegia and motor neglect. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry 84(4) 416-9 [DOI  PMID]

Garbarini F, Rabuffetti M, Piedimonte A, Pia L, Ferrarin M, Frassinetti F, Gindri P, Cantagallo A, Driver J, Berti A. (2012) 'Moving' a paralysed hand: bimanual coupling effect in patients with anosognosia for hemiplegia. Brain : a journal of neurology 135(Pt 5) 1486-97 [DOI  PMID]

Garbarini F, Adenzato M. (2004) At the root of embodied cognition: cognitive science meets neurophysiology. Brain and cognition 56(1) 100-6 [DOI  PMID]

Risultati preliminari

Bruno, V., Ronga, I., Fossataro, C., Capozzi, F., & Garbarini, F. (2018). Suppressing movements with a phantom limb: an ERP study. International Journal of Psychophysiology, 131S, S86. https://doi.org/doi:10.1016/j.ijpsycho.2018.07.244

Fossataro, C., Ronga, I., Bruno, V., & Garbarini, F. (2018). Visual Enhancement of Touch and Body Ownership. International Journal of Psychophysiology, 131S, S100. https://doi.org/doi:10.1016/j.ijpsycho.2018.07.276

Ronga, I., Pace, C., Bruno, V., Fossataro, C., Vitiello, P., Todros, T., & Garbarini, F. (2018). (Almost) before your eyes: Preference for face-like configurations in the prenatal life. International Journal of Psychophysiology, 131S, S144. https://doi.org/doi:10.1016/j.ijpsycho.2018.07.385

Fossataro, C., Tieri ,G., Grollero, D., Bruno, V., Garbarini, F. (2018). Hand Blink Reflex in virtual reality: the role of vision and proprioception in modulating defensive responses. Annual Congress of the Società Italiana di Psicofisiologia e Neuroscienze Cognitive (SIPF). Torino 15-18 November 2018.

Errante, A., Rozzi, S., Pinardi, C., Brunetti, D., Fogassi, L., Garbarini F. (2018). Body ownership modulation of multisensory integration: an fMRI study of visual enhancement of touch. Annual Congress of the Società Italiana di Psicofisiologia e Neuroscienze Cognitive (SIPF). Torino 15-18 November 2018.

Bruno, V., Sarasso, P., Fossataro, C., Ronga, I., Neppi-Modona, M., Garbarini, F. (2018). Illusory body experience in microgravity: the role of vestibular and proprioceptive inputs in shaping the sense of body ownership. Annual Congress of the Società Italiana di Psicofisiologia e Neuroscienze Cognitive (SIPF). Torino 15-18 November 2018.

Rossi Sebastiano, A., Bruno, V., Fossataro, C., Ronga, I., Neppi-Modona, M., Garbarini, F. (2018).  Pseudo tactile extinction in healthy subjects mirrors the attenuation of somatosensory precision during the rubber hand illusion. Annual Congress of the Società Italiana di Psicofisiologia e Neuroscienze Cognitive (SIPF). Torino 15-18 November 2018.

Ronga, I., Bruno, V., Castellani, N., Galigani, M., Fossataro, C., Neppi-Modona, M., Garbarini F. (2018). Near or far? Electrophysiological evidence of tool-use dependent spatial remapping in humans. Annual Congress of the Società Italiana di Psicofisiologia e Neuroscienze Cognitive (SIPF). Torino 15-18 November 2018.

Ronga, I., Galigani, M., Fossataro, C., Bruno, V., Garbarini F. (2018). Me, my hand, and I. Repeated stimulation highlights a possible correlate of self-body recognition in visual ERPs. MeeTo International Conference – Torino, 25-31 May 2018.

Ultimo aggiornamento: 26/03/2019 15:39
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