Consciousness

Linee di ricerca del gruppo documentate da pubblicazioni 2018-2022

Il nostro laboratorio studia i meccanismi neurali attraverso cui costruiamo la nostra esperienza cosciente e prendiamo decisioni. Da una parte, in che modo campioniamo l’input sensoriale. Dall’altra, in che modo costruiamo mappe di rappresentazione (un modello interno) dell’input sensoriale. Infine in che modo questi due processi interagiscono tra loro.

Le nostre indagini sui meccanismi neurali dell’elaborazione cosciente e della presa di decisione utilizzano modelli computazionali di misure psicofisiche (Signal Detection Theory, Drift Diffusion Model) e tecniche di neurostimolazione noninvasiva (TMS e tACS) in combinazione con misure elettrofisiologiche (EEG) in popolazioni di soggetti sani, in diverse fasce di età, e in popolazioni cliniche e subcliniche.

Le principali linee di ricerca attualmente indagate comprendono:

• lo studio del ruolo funzionale delle oscillazioni cerebrali nei processi sensoriali e della codifica predittiva alla base dell’esperienza cosciente, esaminando il loro contributo nella diffusione dei modelli generativi costruiti con l’esperienza all’interno della gerarchia cerebrale;
• l‘induzione di cambiamenti plastici delle connessioni funzionali che controllano i processi sensoriali e cognitivi alla base dell’esperienza cosciente per testare il ruolo causale delle connessioni a feedback;
• testare le proprietà oscillatorie delle reti funzionali sviluppando nuovi protocolli di neurostimolazione guidati da parametri elettrofisiologici. Particolare attenzione è dedicata allo studio delle differenze individuali e i diversi stili cognitivi nel coordinamento dei processi bottom-up e top-down che governano la nostra esperienza cosciente.

Responsabile

Vincenzo Romei

Settori ERC

ERC Sectors SH4 The Human Mind and Its Complexity: Cognitive science, psychology, linguistics, education

• SH4_3 Neuropsychology
• SH4_4 Cognitive and experimental psychology: perception, action, and higher cognitive processes

LS5 Neurosciences and Neural Disorders: Neurobiology, neuroanatomy, neurophysiology, neurochemistry, neuropharmacology, neuroimaging, systems neuroscience, neurological and psychiatric disorders

• LS5_4 Sensory systems (e.g. visual system, auditory system)
• LS5_7 Cognition (e.g. learning, memory, emotions, speech)
• LS5_8 Behavioural neuroscience (e.g. sleep, consciousness, handedness)
• LS5_12 Psychiatric disorders (e.g. schizophrenia, autism, Tourette’s syndrome, obsessive compulsive disorder, depression, bipolar disorder, attention deficit hyperactivity disorder)

Settore Scientifico Disciplinare (SSD): M-PSI/02

Pubblicazioni selezionate 2018 - 2022

1. Tarasi L, di Pellegrino G, Romei V. Are you an empiricist or a believer? Neural signatures of predictive strategies in humans. Prog Neurobiol. 2022 Dec;219:102367. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102367
2. Chiappini E, Sel A, Hibbard PB, Avenanti A, Romei V. Increasing interhemispheric connectivity between human visual motion areas uncovers asymmetric sensitivity to horizontal motion. Curr Biol. 2022 Sep 26;32(18):4064-4070.e3. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.050
3. Di Luzio P, Tarasi L, Silvanto J, Avenanti A, Romei V. Human perceptual and metacognitive decision-making rely on distinct brain networks. PLoS Biol. 2022 Aug 9;20(8):e3001750. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001750
4. Di Gregorio F, Trajkovic J, Roperti C, Marcantoni E, Di Luzio P, Avenanti A, Thut G, Romei V. Tuning alpha rhythms to shape conscious visual perception. Curr Biol. 2022 Mar 14;32(5):988-998.e6. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.01.003
5. Tarasi L, Trajkovic J, Diciotti S, di Pellegrino G, Ferri F, Ursino M, Romei V. Predictive waves in the autism-schizophrenia continuum: A novel biobehavioral model. Neurosci Biobehav Rev. 2022 Jan;132:1-22. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.11.006
6. Wolinski N, Cooper NR, Sauseng P, Romei V. The speed of parietal theta frequency drives visuospatial working memory capacity. PLoS Biol. 2018 Mar 14;16(3):e2005348. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2005348

 

Finanziamenti 2018-2022

Progetti internazionali

• 2022-2025 John Templeton Foundation. Searching for the Neural Foundaons of Spirituality and Religiosity in the predicve coding of the internal and external world. (PI: Cosimo Urgesi)
• 2023-2025 BIAL Foundation. The influence of emotions on actions: Boosting brain network plasticity to ameliorate action control. (PI: Sara Borgomaneri).
• 2019-2021 BIAL foundation. Boosting WM capacity by strengthening the oscillatory functional fronto-parietal pathway. Grant 204/18. (PI: Vincenzo Romei).

Progetti nazionali

• 2020-2023 Ministerio De Ciencia, Innovacion Y Universidades, Spain. The role of alpha oscillations in gating sensory processing during Working Memory maintenance. (PI: Claudia Poch).
• 2013-2018 Bando Giovani Ricercatori 2010, Ministero della Salute. Prot. n° GR-2010-2319335. (PI: Alessio Avenanti).
• Fondi Ricerca Fondamentale Orientata (RFO), Università di Bologna

Collaborazioni scientifiche nazionali e internazionali attive nel triennio 2018-2021

Collaborazioni internazionali

• Juha Silvanto (Surrey, UK)
• Gregor Thut (Glasgow, UK)
• Paul Sauseng (LMU; Germany)
• Marinella Cappelletti (Goldsmith, UK)
• Claudia Poch (Madrid, Spain)
• Nick Cooper (Essex, UK)
• Gethin Hughes (Essex, UK)
• Helge Gillmeister (Essex, UK)
• Paul Hibbard (Essex, UK)
• Elia Valentini (Essex, UK)
• Alex Sel (Essex, UK)
• Giulia Poerio (Essex, UK)

Collaborazioni nazionali

• Marta Bortoletto (IRCCS Centro San Giovanni di Dio, Fatebenefratelli, Brescia)
• Marcello Costantini (Università “G.D’Annunzio”)
• Francesca Ferri (Università “G.D’Annunzio”)
• Cosimo Urgesi Università di Udine)

Collaborazioni Unibo

• Stefano Diciotti - Department of Electrical, Electronic, and Information Engineering "Guglielmo Marconi"
• Elisa Magosso - Department of Electrical, Electronic, and Information Engineering "Guglielmo Marconi"
• Mauro Ursino - Department of Electrical, Electronic, and Information Engineering "Guglielmo Marconi"
• Giuseppe di Pellegrino, PSI/02
• Alessio Avenanti, Dipartimento PSI, SSD M-PSI/02
• Maragrazia Benassi, Dipartimento PSI, SSD M-PSI/03

Attività editoriali 2018-2022

Vincenzo Romei e Caterina Bertini

• Editorial Board Member of Nature Scientific Report

Vincenzo Romei

• Academic Editor in Biomedicines
• Associate Editor for Frontiers in Cognitive Neuroscience
• Reviewing Editor for Frontiers in Perception Science
• Reviewing Editor for Frontiers in Human Science

Caterina Bertini

• Reviewing Editor for Frontiers in Psychology