PRESENTAZIONE

Il corso affronta argomenti avanzati dello sviluppo del sistema nervoso, dall'induzione neurale alla sinaptogenesi, in modelli animali classici e non convenzionali. Integra neuroanatomia comparata, biologia dello sviluppo molecolare e meccanismi rilevanti per la patologia. La comprensione di come il sistema nervoso viene costruito è un prerequisito essenziale per interpretarne la disfunzione, e quindi per affrontare le basi molecolari dei disturbi dello sviluppo neurale e delle malattie neurodegenerative in una prospettiva biotecnologica e biomedica.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornirà agli studenti una comprensione approfondita dei meccanismi morfogenetici, cellulari e molecolari alla base dello sviluppo del sistema nervoso in diversi animali invertebrati e vertebrati e nell'uomo.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di fornire agli studenti conoscenze avanzate sui meccanismi cellulari, molecolari e genetici alla base dello sviluppo del sistema nervoso in modelli vertebrati e invertebrati, e di sviluppare la capacità di ragionare sperimentalmente su problemi di sviluppo: valutare ipotesi in competizione, identificare gli approcci sperimentali più discriminanti e integrare le conoscenze meccanicistiche per affrontare scenari di ricerca inediti.

Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di:

• Descrivere le principali fasi dello sviluppo del sistema nervoso, dall'induzione neurale alla sinaptogenesi e alla maturazione elettrica dei neuroni, utilizzando la corretta terminologia scientifica
• Spiegare i meccanismi molecolari e cellulari del patterning neurale, della neurogenesi, dell'istoogenesi corticale, della guida assonale e della formazione delle sinapsi in modelli vertebrati e invertebrati
• Confrontare i meccanismi di sviluppo tra modelli animali (insetti, nematodi, pesci, anfibi, pollo, topo, uomo) e spiegare come i risultati ottenuti in modelli non umani possano essere utilizzati per studiare i processi del neurosviluppo e sviluppare applicazioni biotecnologiche e biomediche
• Spiegare come alterazioni dei meccanismi di sviluppo possano generare disturbi del neurosviluppo, malformazioni e tumori cerebrali
• Integrare le conoscenze sullo sviluppo del sistema nervoso con le conoscenze pregresse di biologia cellulare, genetica e fisiologia per affrontare problemi inediti
• Valutare strategie sperimentali in competizione per testare ipotesi in neurobiologia dello sviluppo, identificando l'approccio che discrimina più direttamente tra spiegazioni meccanicistiche alternative, e giustificare il ragionamento

Competenze trasversali (riconosciute tramite Open Badge):

• Lavorare in modo collaborativo in piccoli gruppi per analizzare un problema sperimentale, negoziare un'interpretazione condivisa e difenderla con argomentazioni pertinenti (Competenza sociale — livello avanzato)
• Valutare criticamente e comunicare informazioni scientifiche, costruire argomentazioni ben fondate e monitorare il proprio processo di apprendimento per colmare autonomamente le lacune conoscitive (Competenza alfabetica funzionale — livello avanzato; Capacità di imparare a imparare — livello avanzato)

PREREQUISITI

Conoscenze di base di Genetica Molecolare, Biologia Cellulare e Biologia dello Sviluppo.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento si articola in 48 ore suddivise tra lezioni frontali e attività di laboratorio. Le lezioni sono svolte con il supporto di presentazioni. Alcune lezioni saranno condotte in forma di seminari tenuti da esperti del settore.

Sono previste due sessioni di Team-Based Learning (TBL) che integrano gli argomenti del corso. Gli studenti applicano le conoscenze meccanicistiche a scenari sperimentali inediti, valutando ipotesi in competizione e identificando gli approcci sperimentali più discriminanti. Ogni sessione prevede una fase individuale di preparazione seguita da problem-solving collaborativo in piccoli gruppi e discussione plenaria. Le sessioni TBL sono specificamente progettate per sviluppare le competenze trasversali di lavoro collaborativo, valutazione critica delle informazioni scientifiche e apprendimento autonomo, riconosciute tramite Open Badge (Competenza sociale — livello avanzato; Competenza alfabetica funzionale — livello avanzato; Capacità di imparare a imparare — livello avanzato).

In caso di emergenze che impediscano lo svolgimento delle lezioni in presenza, è possibile che le lezioni vengano erogate attraverso la piattaforma Microsoft Teams.

Gli studenti con certificazione di Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA), disabilità o altri bisogni educativi speciali sono invitati a contattare il docente e il referente per l'inclusione del Dipartimento prima dell'inizio del corso, al fine di concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell'insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione alla neuroanatomia comparata e alla neurobiologia dello sviluppo. Panoramica dell'organizzazione del sistema nervoso nei gruppi di vertebrati e invertebrati di interesse biomedico.

Induzione neurale in vari modelli animali. I gastruloidi come modelli per lo studio dell'induzione neurale precoce in vitro.

Patterning anteroposterior e dorsoventrale del sistema nervoso centrale attraverso gradienti morfogenetici a livello dell'embrione e organizzatori locali, con particolare attenzione alla specificazione e al patterning del telencefalo.

Midollo spinale ed estensione assiale. Progenitori neuromesodermal e meccanismi di estensione assiale posteriore.

Placodi cranici e loro derivati. Cellule della cresta neurale: specificazione, migrazione e differenziamento. Neurocristopatie.

Neurogenesi e sviluppo corticale nei mammiferi. Patterning temporale dell'identità dei progenitori e gliogenesi.

Neurogenesi adulta nel cervello di mammifero sano e danneggiato.

Meccanismi di crescita e guida assonale. Selezione del bersaglio. Segnali molecolari e dinamica del cono di crescita.

Formazione delle sinapsi. Maturazione elettrica del neurone e della sinapsi. I neurotrasmettitori come segnali di sviluppo.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico (slide, articoli scientifici e rassegne) è reso disponibile sulla pagina AulaWeb del corso e costituisce il riferimento primario per la preparazione dell'esame.

I seguenti testi possono essere utilizzati come riferimenti supplementari:

• Luo — Principles of Neurobiology (2a ed.), Garland Science
• Bianchi — The Developing Brain and its Connections, CRC Press
• Wolpert, Tickle, Martinez Arias — Principles of Development (6a ed.), Oxford University Press
• Gilbert, Barresi — Developmental Biology (11a ed.), Sinauer Associates Inc.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MATTEO BOZZO (Presidente)

SIMONA CANDIANI (Presidente)

SARA FERRANDO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'inizio delle lezioni sarà reperibile su: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova orale con 2-3 domande sugli argomenti del corso. La durata tipica è di 20-30 minuti. L'esame si svolge in lingua inglese.

Per gli studenti con certificazione DSA, disabilità o altri bisogni educativi speciali si applicano le normative di Ateneo: https://unige.it/disabilita-dsa/studenti-disabilita-normative

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova orale valuta: conoscenza accurata e comprensione dei principali meccanismi cellulari e molecolari dello sviluppo del sistema nervoso; uso corretto e autonomo della terminologia scientifica; capacità di spiegare e collegare i meccanismi tra i diversi argomenti e modelli animali; capacità di integrare i contenuti del corso con le conoscenze pregresse di biologia cellulare, genetica e fisiologia; capacità di valutare approcci sperimentali e ragionare su ipotesi alternative; struttura logica e chiarezza dell'esposizione.

Gli studenti che dimostrano una partecipazione attiva e ragionata alle sessioni di Team-Based Learning — contribuendo con ragionamenti sperimentali fondati e difendendo le proprie scelte con argomenti pertinenti — riceveranno un bonus di +1 punto sul voto finale. Gli Open Badge per la competenza collaborativa, l'alfabetizzazione funzionale e la capacità di imparare a imparare (Competenza sociale — livello avanzato; Competenza alfabetica funzionale — livello avanzato; Capacità di imparare a imparare — livello avanzato) saranno assegnati agli studenti che partecipano attivamente alle sessioni TBL, sulla base della qualità del loro contributo durante il lavoro di gruppo, a giudizio del docente.

Qualora i requisiti minimi non siano raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio prima di sostenere nuovamente l'esame; ulteriori spiegazioni da parte del docente sono disponibili su richiesta.

ALTRE INFORMAZIONI

Per ulteriori informazioni non comprese nella scheda insegnamento, contattare il docente.