Laboratorio di Neuroimaging - CESNE

Descrizione

CESNE (Centro Studi di Neuroimaging dell'età Evolutiva) è un gruppo di ricerca multidisciplinare dove medici ed ingegneri lavorano fianco a fianco, integrando le rispettive competenze cliniche e tecniche. Il cuore dell’unità è lo scanner di Risonanza Magnetica (RM) a 3 Tesla, dedicato sia all’attività di diagnostica, che di ricerca su pazienti pediatrici con malattie neurologiche (malformazioni cerebrali, malattie rare, anomalie genetiche, cerebro-lesioni acquisite, disturbi del movimento ecc). L’obiettivo di ricerca principale del gruppo è l’identificazione di biomarker ed indici capaci di caratterizzare gli effetti sull’encefalo delle patologie neurologiche, nonché di valutare l’efficacia di trattamenti riabilitativi in termini di modificazioni funzionali e strutturali del cervello. La ricerca multidisciplinare basata sull’imaging e integrata con i dati clinici e genetici mira inoltre alla comprensione dei meccanismi neuropatologici alla base di alcuni disordini neurologici (es. malformazioni cerebrali).

Grazie alla partecipazione dell’Istituto E. Medea come socio fondatore al consorzio scientifico Imago7, il CESNE partecipa anche ai progetti di ricerca sul primo ed unico magnete a campo ultra alto (7 Tesla) installato in Italia, nei pressi di Pisa.  Inoltre il CESNE è tra i promotori del progetto Colibrì, un consorzio tra i maggiori centri pediatrici nazionali per la creazione di un database condiviso di immagini RM, nato con lo scopo di migliorare la diagnosi, implementare la ricerca e favorire il confronto tra esperti sul piano nazionale, nel difficile ambito delle malattie neurologiche rare dell’età infantile.

I principali ambiti di ricerca del gruppo sono:

• Analisi morfologica:
  • Algoritmi per il rilevamento automatico di lesioni e la classificazione di patologie basata sulla morfologia e la geometria dell’encefalo ricavata da acquisizioni pesate T1 e T2;
  • Super resolution imaging;
• Analisi strutturale:
  • Algoritmi e pipeline per la quantificazione delle acquisizioni pesate in diffusione (DTI e tecniche non gaussiane).
  • Quantificazione di ferro mediante Susceptibility Weighted Imaging;
  • Valutazione dell’effetto della riabilitazione sulla struttura dell’encefalo;
• Analisi funzionale:
  • Valutazione dell’effetto delle lesioni acquisite o delle patologie genetiche sulle attività dell’encefalo mediante task fMRI e Resting State;
  • Valutazione dell’effetto della riabilitazione sull’attività dell’encefalo.
• Imaging muscolare:
  • Analisi multi parametrica dei muscoli in pazienti affetti da distrofie congenite;
  • Analisi multi parametrica dell’effetto di procedure riabilitative su pazienti affetti da lesioni cerebrali acquisite.

Pubblicazioni

• Arrigoni F, Romaniello R, Peruzzo D, De Luca A, Parazzini C, Valente EM, Borgatti R, Triulzi R. Anterior mesencephalic cap dysplasia: novel brainstem malformative features associated with Joubert syndrome. AJNR 2017 [Epub ahead of print]
• Romaniello R, Arrigoni F, Panzeri E, Poretti A, Micalizzi A, Citterio A, Bedeschi MF, Berardinelli A, Cusmai M, D'Arrigo S, Ferraris A, Hackenberg A, Kuechler A, Mancardi M, Nuovo S, Oehl-Jaschkowitz B, Rossi A, Signorini S, Tuttelmann F, Wahl D, Hehr U, Boltshauser E, Bassi MT, Valente EM, Borgatti R., Tubulin-related cerebellar dysplasia: definition of a distinct pattern of cerebellar malformation. Eur Radiol. 2017 Jul 4. [Epub ahead of print]
• Mascheretti S, De Luca A, Trezzi V, Peruzzo D, Nordio A, Marino C, Arrigoni F., Neurogenetics of developmental dyslexia: from genes to behavior through brain neuroimaging and cognitive and sensorial mechanisms. Transl Psychiatry 2017;7(1):e987
• Montirosso R, Arrigoni F, Casini E, Nordio A, De Carli P, Di Salle F, Moriconi S, Re M, Reni G, Borgatti R. Greater brain response to emotional expressions of their own children in mothers of preterm infants: an fMRI study. J Perinatol. 2017; 37(6):716-722     
• Romaniello R, Marelli S, Giorda R, Bedeschi MF, Bonaglia MC, Arrigoni F, Triulzi F, Bassi MT, Borgatti R. Clinical characterization, genetics, and long-term follow-up of a large cohort of patients with agenesis of the corpus callosum. J Child Neurol 2017; 32(1):60-71
• De Luca A, Arrigoni F, Romaniello R, Triulzi F, Peruzzo D, Bertoldo A., Automatic localization of cerebral cortical malformations using fractal analysis. Phys Med Biol 2016;61:6025-40
• Peruzzo D, Arrigoni F, Triulzi F, Righini A, Parazzini C, Castellani U., A framework for the automatic detection and characterization of brain malformations: Validation on the corpus callosum. Med Image Anal. 2016;32:233-42
• Arrigoni F, Peruzzo D, Gagliardi C, Maghini C, Colombo P, Servodio-Iammarrone F, Pierpaoli C, Triulzi F, Turconi AC., Whole brain DTI assessment of white matter damage in children with bilateral cerebral palsy: evidence of involvement beyond the primary target of the anoxic insult. AJNR 2016:3 7(7):1347-53
• Maggioni E, Zucca C, Reni G, Cerutti S, Triulzi F, Bianchi AM, Arrigoni F., Investigation of the electrophysiological correlates of negative BOLD response during intermittent photic stimulation: an EEG-fMRI study. Hum Brain Mapp 2016; 37(6):2247-62
• Arrigoni F, Romaniello R, Peruzzo D, Righini A, Parazzini C, Colombo P, Bassi MT, Triulzi F, Borgatti R. Aberrant supracallosal longitudinal bundle: MR features, pathogenesis and associated clinical phenotype. Eur Radiol 2016; 26(8):2587-96
• Maggioni E, Molteni E, Zucca C, Reni G, Cerutti S, Triulzi F, Arrigoni F, Bianchi  AM., Investigation of negative BOLD responses in human brain through NIRS technique. A visual stimulation study. Neuroimage 2015; 108:410-22

Collaborazioni

Tra le collaborazioni scientifiche del CESNE figurano centri clinici e di ricerca nazionali ed internazionali:

• John Hopkins Children's Center, Baltimore, USA;
• National Institute of Health (NIH), Bethesda, USA;
• University Medical Center, Utrecht, Olanda;
• Università degli Studi di Padova, Padova, Italia;
• Politecnico di Milano, Milano, Italia;
• Università degli Studi di Verona, Verona, Italia;
• Ospedale Buzzi, Milano, Italia;
• Ospedale Maggiore, Milano, Italia;
• Istituto Mendel, “Casa Sollievo della Sofferenza”, Roma, Italia;
• CNR – IBFM, Segrate, Italia