Andrea VIGGIANO | Projects

MODELLI DI FENOMENICI DI PLASTICITÀ NEURONALE E DI APPRENDIMENTO

Il presente progetto consisterà nel mettere a punto una metodica computerizzata per la valutazione nell’uomo della curva di apprendimento di compiti di differente complessità mediante feedback binario (giusto/sbagliato). Tale metodica sarà utilizzata per determinare gli effetti sulla curva di apprendimento di vari fattori ambientali, incluso la presenza di rumore o di differenti tipi di musica. Per valutare possibili meccanismi d’azione della musica si registrerà la frequenza cardiaca e la variabilità della frequenza cardiaca (indicative di effetti vegetativi e emotivi) e l’elettroencefalogramma (per evidenziare eventuali effetti corticali lateralizzati). Saranno anche utilizzati modelli animali per dimostrare l’effetto della musica sulla neurogenesi e sull’espressione di fattori genetici legati alla neurotrasmissione, quali sintesi di neurotrasmettitori e di recettori, con particolare riguardo alla trasmissione dopaminergica nei gangli della base.Parallelamente si studieranno differenti modelli matematici utilizzando dati di letteratura circa le proprietà sinaptiche dei circuiti neuronali coinvolti nell’apprendimento (in particolare il sistema dopamina-gangli della base) e mediante simulazione di reti neuronali artificiali. L’andamento temporale delle prestazioni di tali simulazioni sarà confrontato con i dati sperimentali ottenuti nell’uomo al fine di valutare il potere predittivo dei modelli utilizzati.L’originalità del presente progetto consiste nel ricercare modelli matematici biologicamente plausibili e fondati su meccanismi neurofisiologici noti, che permettano di descrivere in senso quantitativo la velocità di apprendimento dell’uomo ed i limiti fisiologici di tale velocità di apprendimento. Questi dati offriranno il presupposto scientifico per individuare la quantità di informazione che un programma di insegnamento può prevedere in un arco temporale prestabilito, consentendo di ottimizzare l’efficacia, l’efficienza ed il rendimento di una classe di discenti, ovvero di riconoscere e quantificare alterazioni della capacità di apprendimento e possibili strategie di compenso.