Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Conoscenze di Fisiologia generale, Genetica, Biologia Cellulare, Biologia Molecolare
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Il corso fornisce la conoscenza dei principi fondamentali della organizzazione strutturale e funzionale del sistema nervoso umano. Conoscenza approfondita i) dei meccanismi della comunicazione neuronale intracellulare e intercellulare, ii) del ruolo delle cellule gliali; iii) dei meccanismi molecolari e cellulari della plasticita’ sinaptica a breve termine e di quella a lungo termine coinvolta nell’apprendimento e memoria, iii) dell'organizzazione funzionale generale dei sistemi sensoriali. Conoscenza della base genetica e dei meccanismi molecolari alla base delle principali patologie del sistema nervoso. Conoscenza delle moderne tecniche molecolari, elettrofisiologiche, ottiche e optogenetiche per lo studio delle funzioni e disfunzioni del sistema nervoso.
Modalita' di esame:	La verifica delle conoscenze acquisite a lezione avviene mediante una prova scritta con tre domande aperte, volte ad accertare, oltre che le conoscenze su temi rilevanti trattati a lezione, le capacita' di discussione critica e di ragionamento degli studenti. Nella definizione del voto d'esame viene anche valutata la relazione scientifica individuale a conclusione delle esercitazioni di laboratorio.
Criteri di valutazione:	1) Comprensione degli argomenti trattati, capacità di fornire spiegazioni e capacita' di discussione critica 2) Rigore logico e metodologico 3) Proprietà di linguaggio scientifico e capacità di sintesi
Contenuti:	Gli argomenti includono l'anatomia del sistema nervoso e il cross-talk tra neuroni e cellule gliali; la trasmissione sinaptica e la trasduzione sensoriale; i percorsi sensoriali e motori; la memoria e l'apprendimento a livello molecolare, cellulare e sistemico; e le basi neuroscientifiche e genetiche delle malattie cerebrali (Totale, 9 CFU). Le sezioni specifiche saranno cosi suddivise: • Organizzazione anatomica e funzionale del sistema nervoso umano (0.5 CFU). • Organizzazione cellulare del sistema nervoso – biologia dei neuroni e delle cellule gliali, la barriera emato-encefalica (1 CFU). • Le proprietà delle cellule nervose, inclusa la generazione e la conduzione del segnale propagato (0.5 CFU). • Evoluzione del sistema nervoso (0.5 CFU). • Meccanismi elettrofisiologici e molecolari della trasmissione sinaptica, inclusa l'eccitabilità neuronale, i neurotrasmettitori e il rilascio dei neurotrasmettitori (0.5 CFU). • Aspetti funzionali, strutturali e molecolari della plasticità sinaptica. Plasticità a breve e lungo termine; struttura e plasticità delle spine dendritiche; principali mediatori molecolari della plasticità sinaptica; tecniche sperimentali per lo studio del proteoma sinaptico. Apprendimento e memoria. Principali tipologie di memoria; metodologie comportamentali per lo studio della memoria; relazione tra plasticità sinaptica e memoria. Engrammi di memoria: definizione, tecniche sperimentali per lo studio degli engrammi, limiti dell’approccio allo studio degli engrammi (1.5 CFU). • Percezione sensoriale, inclusa la trasmissione e l'elaborazione delle informazioni provenienti dagli organi primari della sensazione al sistema nervoso centrale (0.5 CFU). • Meccanismi neurali del movimento e della regolazione dei gangli della base (0.5 CFU). • Approcci avanzati in neurobiologia: tecniche di elettrofisiologia, tecniche optogenetiche, tecniche di imaging, neurobiologia quantitativa, neuroscienze molecolari (ad esempio, metodi per la preparazione di colture cellulari purificate di neuroni e cellule gliali definite; preparazione e somministrazione stereotassica di vettori lentivirali; chiarificazione del tessuto; editing del genoma CRISPR e costruzione di vettori CRISPR per il targeting dei geni nei neuroni e nelle cellule gliali; consegna genica alle cellule nervose in vivo mediante infezione virale e tecniche di elettroporazione di plasmidi) (1 CFU). • Meccanismi neurali sottostanti malattie e disturbi del sistema nervoso, inclusi malattie neurodegenerative così come disturbo dello spettro autistico, epilessia, schizofrenia e ansia (2 CFU). • SEZIONE ESPERTI: Saranno invitati relatori nazionali and internazionali a discutere di argomenti specifici e avanzati (ad esempio, neuroscienze computazionali e studio del connettoma) (0.5 CFU). Il corso include anche una parte pratica (Totale 1 CFU), in cui gli studenti analizzeranno registrazioni elettrofisiologiche di singola cellula e di local field potentials (0.25 CFU), analisi dell’organizzazione retinotopica funzionale nella larva di zebrafish mediante microscopia multifotone e/o modulazione del movimento in zebrafish attraverso stimolazione optogenetica (0.25 CFU) e applicheranno tecniche di imaging e analisi correlate mirate a comprendere i meccanismi di cross-talk tra neuroni e cellule gliali (0.5 CFU).
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Le lezioni frontali vengono erogate utilizzando come strumenti didattici files .ppt (con immagini, schemi, testi e referenze a review e ad articoli scientifici originali particolarmente rilevanti) e video. L'insegnamento e', per quanto possibile, interattivo, con domande per stimolare la partecipazione critica degli studenti e verificare il grado di comprensione degli argomenti svolti. Agli studenti vengono suggeriti approfondimenti individuali su alcune tematiche, seguiti da presentazioni ed analisi in aula.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Il materiale didattico utilizzato per la didattica frontale e' reso disponibile agli studenti nella piattaforma stem.elearning.unipd.it
Testi di riferimento:	ERIC R. KANDEL, JOHN D. KOESTER, SARAH H. MACK, STEVEN A. SIEGELBAUM, Principles of Neural Science. --: --, --. DALE PURVES, GEORGE AUGUSTINE, Neuroscience. --: --, --.