Il progetto studia la dinamica della funzione cerebrale mediante approcci sperimentali quantitativi basati su imaging con risonanza magnetica nucleare (MRI), combinati con modelli computazionali. L’attività sperimentale è focalizzata sullo studio dell’associazione tra l’elaborazione dell’informazione a livello corticale, il consumo di energia che la sostiene, e il substrato microstrutturale che ne permette la trasmissione. Le attività di progetto si estendono alla dinamica funzionale indotta dall’interazione con l’ambiente e alle di fluttuazioni spontanee.

A tal fine il progetto persegue l’innovazione delle tecnologie MRI e lo sviluppo di nuove metodiche di analisi multimodale. Il progetto ha una forte connotazione interdisciplinare, e vuole in prospettiva contribuire allo sviluppo di strumenti diagnostici avanzati per la caratterizzazione, la diagnosi ed il trattamento di patologie neurologiche e psichiatriche.

I meccanismi fisiologici responsabili della funzione del cervello umano costituiscono tuttora una frontiera aperta per la scienza.  L’investigazione di tali meccanismi è tanto più importante, quanto più si va chiarendo lo strettissimo legame tra proprietà elementari dei singoli fattori in gioco (metabolismo energetico, funzione dei microcircuiti) e manifestazioni complesse come il comportamento, nelle sue diverse manifestazioni, dalle attività sensoriali e motorie a fenomeni come la percezione e la coscienza. L’avanzamento delle neuroscienze ha tratto grande beneficio dalle tecniche di neuroimaging basate su fMRI, che permettono di studiare il cervello umano in modo del tutto non invasivo. Grazie alla possibilità di eseguire misure ripetute e di modulare la sensibilità a diversi fenomeni, l’MRI si è affermata come una tecnica multiparametrica capace di indagare processi complessi come l’invecchiamento, le patologie neurodegenerative e gli effetti della riabilitazione, rivoluzionando sia la diagnostica che la ricerca neuroscientifica.

Il progetto NQN si inserisce in questo contesto e vuole dare il suo contributo in tre settori strategici: lo sviluppo di nuove tecnologie MRI, la loro integrazione con tecniche avanzate di processamento e di modellistica, e l’applicazione all’identificazione di marcatori di patologie neurologiche e psichiatriche capaci di garantire una diagnosi precoce e di guidare il trattamento.