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Laboratorio di Neuroimmagine e Biostatistica (BIND)

Laboratorio BIND:

Il laboratorio di Brain Imaging, Networks e Data mining (BIND), diretto dal Professor Giulio Pergola, nasce con lo scopo di legare (to bind) i diversi substrati biologici che sono alla base del nostro cervello e del nostro comportamento. La domanda fondamentale che ci poniamo è quale sia il motore delle differenze inter-individuali rilevanti per il benessere mentale. Siamo pertanto interessati alla variabilità inter-individuale e inter-gruppo tra individui sani, persone a rischio di disturbi psichiatrici, indipendentemente dal fatto che questo rischio in futuro converta o meno in malattia conclamata, e pazienti con disturbi dello spettro psicotico. Abbiamo l’obiettivo di studiare queste variabilità in termini di fattori di rischio, e di come la variabilità individuale a livello di fattori possa essere associata al decorso della malattia e alla risposta al trattamento.

Con questo obiettivo, BIND combina l’indagine di dataset di trascrittomica e genomica attraverso tecniche di data mining all’indagine di dati neurobiologici, comportamentali, e clinici. Attraverso questa combinazione, in BIND costruiamo ipotesi relative a come substrati biologici multipli siano associati l’uno all’altro, nonché a fenotipi comportamentali. Siamo stati i primi a sviluppare i Co-expression Quantitative Trait Loci (co-eQTL) e ad usarli in combinazione a un nuovo algoritmo che pesa gli alleli indipendentemente dal dosaggio allelico in Indici di Co-espressione Poligenica. Abbiamo dimostrato che tali Indici sono riproducibilmente associati a network cerebrali funzionali, caratteristici delle condizioni di malattia conclamata; abbiamo, inoltre, studiato come tali Indici siano associati a variabili cliniche, come la risposta al trattamento con antipsicotici, e che tale associaizone è diversa da quella che si osserva con gli Indici di rischio Poligenico. Inoltre, abbiamo studiato come il rischio genetico, ambientale e clinico per la schizofrenia si relaziona con la struttura cerebrale, con il funzionamento personale nella vita di tutti i giorni, e con le abilità cognitive, sia in individui sani che in pazienti con varie diagnosi.

BIND riunisce ricercatori con diverse competenze nel campo della genetica per immagini, come biologi, biotecnologi, specializzandi in Psichiatra, psicologi. Questo insieme di background diversi riflette l'alta interdisciplinarità dei nostri interessi di ricerca, rappresentata dalla presenza di ricercatori specializzati in neuroimaging, e di ricercatori specializzati in genetica computazionale e biostatistica. Studenti provenienti da tutti i campi di ricerca delle neuroscienze, sono appassionati del funzionamento del cervello umano, che vogliono davvero andare a fondo di cos’è che ci rende esattamente ciò che siamo, sono i benvenuti in BIND.

 

Attrezzature

 

Risonanza Magnetica: il Gruppo di Neuroscienze Psichiatriche collabora da circa vent’anni con il Dipartimento di Neuroradiologia dell'Ospedale Casa Sollievo della Sofferenza (San Giovanni Rotondo, Italia). Nell’arco di questi vent’anni sono state acquisite scansioni funzionali e strutturali di oltre 1000 soggetti. Nel 2016 l'Ospedale ha acquisito un nuovo scanner Philips 3T, che consente anche la raccolta di immagini di Diffusion Tensor Imaging e di Arterial Spin Labeling, oltre a sequenze funzionali multi-echo.

 

Magnetoencefalografia: UNIBA ospita uno degli unici due laboratori di magnetoencefalografia del Sud Italia con un sistema di registrazione avanzato (Elekta TRIUX). Il laboratorio è stato installato nell'ottobre 2016 ed è attualmente utilizzato dagli Istituti di Neurologia e Psichiatria per studiare la sclerosi multipla, la schizofrenia, il disturbo bipolare, il rischio clinico per psicosi e le traiettorie di sviluppo cognitivo in individui sani.

 

 

Strumenti computazionali: il laboratorio di data mining utilizza stazioni di lavoro multi-core e un server locale per la maggior parte del lavoro di data mining. Sono disponibili strumenti di calcolo parallelo ad alte prestazioni attraverso la piattaforma software Open Source PRISMA. Si tratta di uno dei più grandi data center computazionali in Italia, con circa 12.000 CPU/Core e 6,6 Petabyte di archivi.azione:

 

 Progetti

 

Progetti finanziati attualmente attiviin corso finanziati

 

Titolo: SIMBA - SINDROME METABOLICA, BLOCKCHAIN, AGROALIMENTARE      

 

PI:  Prof. Bertolino, Dott. Rampino

 

Schema di finanziamento / agenzia: Ministero dello Sviluppo Economico

 

Importo: EUR 700.000

 

Obiettivi: SiMBA (Blockchain Agrifood Metabolic Syndrome) mira a rafforzare la sinergia tra la ricerca clinica di base, l'industria alimentare e le aziende IT. Contribuiremo a creare un prodotto di importanza centrale nella dieta mediterranea, ovvero una farina con proprietà nutraceutiche. Lo scopo di questa farina sarà quello di ridurre i sintomi della Sindrome Metabolica, che è una patologia molto comune nei pazienti sottoposti a trattamento antipsicotico. Avremo l'opportunità di studiare l'impatto dei fattori genetici sull’efficacia dell’introduzione di questo prodotto nei programmi di dieta individuali. 

 

 

Titolo: IDENTIFICAZIONE DI MARKER MULTI-MODALI DI COMPROMISSIONE DEL FUNZIONAMENTO GLOBALE IN INDIVIDUI CON UN ALTO RISCHIO CLINICO DI PSICOSI

 

PI:  Prof. Bertolino, Prof. Cassibba

 

Schema di finanziamento/agenzia: PON Ricerca e Innovazione

 

Importo: 180,000

 

Obiettivi: Questo progetto mira a generare algoritmi di machine learning che fondono dati genetici, neuropsicologici, ambientali e neurobiologici per prevedere il funzionamento sociale e professionale, così come la transizione verso la malattia conclamata, in individui ad alto rischio clinico per psicosi. Ci auguriamo che la creazione e la validazione di questi algoritmi fornisca informazioni nuove e importanti sulla patofisiologia della schizofrenia e dei disturbi dello spettro psicotico, e che supporti una migliore pianificazione dei programmi di identificazione precoce e di intervento per gli individui a rischio.

 

 

Titolo: FATTORI CHE INFLUENZANO IL FUNZIONAMENTO NELLA VITA REALE DELLE PERSONE CON DIAGNOSI DI SCHIZOFRENIA: UNO STUDIO MULTICENTRICO DI FOLLOW-UP DELLA DURATA DI QUATTRO ANNI

 

PI: Prof. Bertolino (PI locale)

 

Schema di finanziamento/agenzia: PRIN 2017

 

Importo: EUR 110.000

 

 

Obiettivi: Il progetto nasce dal Network Italiano per la Ricerca sulla Psicosi, che riunisce diversi ospedali universitari in tutta Italia. L'obiettivo è quello di identificare i predittori clinici, neuropsicologici, di neuroimaging e genetici, del funzionamento nella vita reale, dimensione di benessere spesso trascurata, in pazienti con schizofrenia.

 

 

Titolo: INTERAZIONE GENETICA DOPAMINA-DISBINDINA: UN APPROCCIO MULTIDISCIPLINARE ALLA CARATTERIZZAZIONE DEI FENOTIPI COGNITIVI DELLA SCHIZOFRENIA E  ALLO SVILUPPO DI TRATTAMENTI PERSONALIZZATI

 

PI: Dr. Pergola (PI locale)                                                     

 

Schema di finanziamento/agenzia: PRIN 2017

 

Importo: EUR 80.000

 

Obiettivi: I recettori perLa disbindina e i recettori per la dopamina D2R e D3R sono implicati nella regolazione della neurotrasmissione signaling dopaminergicodopaminergica, che ha un ruolo chiave nella patofisiologia/trattamento della schizofrenia. Questo progetto valuterà le interazioni funzionali tra disbindina, D2R e D3R attraverso un approccio multidisciplinare che combina studi preclinici e studi di neuroimmaging/genetici in volontari sani e in pazienti con schizofrenia.

 

 

 

Titolo:COERENZA TEMPORALE DEI GENI DI RISCHIO PER SCHIZOFRENIA IN UN CIRCUITO CEREBRALE CRITICO: E’ QUESTIONE DI TEMPO

 

PI: Dr. Pergola (PI locale)                                                    

 

Schema di finanziamento/agenzia: NIH R21

 

Importo: USD 275.000

 

Obiettivi: L'obiettivo di questo studio, finanziato dal nostro collaboratore Prof. Weinberger del il Lieber Institute for Brain Development (Johns Hopkins Medical Campus, Baltimora, MD) è quello di identificare le potenzialità e i limiti del sequenziamento di RNA in materiale cerebrale postmortem dell'RNA arricchito da per una specifica popolazione di cellule singole coinvolte nell’indagine delle traiettorie di sviluppo della co-espressione genica. Studieremo un circuito prefronto-ippocampale, sulla base del quale svilupperemo una libreria di algoritmi e protocolli di laboratorio per l'acquisizione dei dati.

 

 

Titolo: FLOURISH - IDENTIFICAZIONE DI TRAIETTORIE DI SVILUPPO DELLA COESPRESSIONE GENICA CEREBRALE PER COMPRENDERE IL RISCHIO DI SCHIZOFRENIA

 

PI: Dottor Pergola                                                                                                  

 

Schema di finanziamento/agenzia: Azioni Marie Skłodowska-Curie (Borse di studio individuali)

 

Importo: EUR 262.000

 

Obiettivi: Questo progetto mira a identificare percorsi biologicamente plausibili di convergenza del rischio genetico per schizofrenia lungo lo sviluppo neurale di regioni cerebrali critiche coinvolte nel rischio di schizofrenia. FLOURISH studierà come la co-espressione genica si sviluppa lungo l’arco di vita a livello di corteccia prefrontale, ippocampo e striato. Network di co-espressione genica saranno poi associati a varianti genetiche per identificare i  marker di co-regolazione all’interno delle diverse pathway di co-espressione. I marker genetici di co-regolaizone regolazione saranno poi combinati in punteggi poligenici, che saranno quindi testati come predittori della struttura e della funzione (misurati attraverso risonanza magnetica) delle regioni cerebrali target. Questa Marie Curie action consiste in un periodo di visita che il Dr. Giulio Pergola ha trascorso presso il Lieber Institute for Brain Development (LIBD) della Johns Hopkins University, Baltimora, USA, e un periodo di rientro presso l'Università di Bari Aldo Moro (UNIBA).

 

Titolo: DIEF - IDENTIFICAZIONE PRECOCE DEL RISCHIO PSICHIATRICO: UNO STUDIO LONGITUDINALE SUGLI ENDOFENOTIPI COINVOLTI NELLA PSICOSI E NEL RISCHIO DI DISTURBO BIPOLARE

 

PI: Prof. Bertolino                                                            

 

Schema di finanziamento/agenzia: Regione Puglia 

 

Importo: EUR 1.200.000

 

Obiettivi: Questo progetto mira a promuovere la ricerca sull'identificazione precoce e il trattamento di individui a rischio clinico di psicosi. Il partenariato, di tipo regionale, coinvolge le autorità sanitarie locali su tutto il territorio pugliese. Il disegno longitudinale permetterà di indagare l'insorgenza delle psicosi e l'efficacia della psicoterapia nel ridurre il disagio osservato e percepito dei soggetti a rischio clinico per psicosi.

 

 





Pubblicato il: 26/03/2018  Ultima modifica: 16/12/2020

Direttore Psichiatria Universitaria:

Alessandro BERTOLINO

Policlinico di Bari
Piazza Giulio Cesare, 11, 70124 Bari


Servizio di Vigilanza:
Tel. +39 080 5593244


Segreteria Ospedaliera:
Elena DOCCINI
Antonia COTUGNO
E-mail:Tel. +39 080 5592160 


Segreteria Studenti:
Vincenzo PERAGINE
E-mail:

Giuseppe MATTIACE
E-mail:


Segreteria Universitaria:
Riccarda LOMUSCIO
E -mail: