Consciousness

Linee di ricerca del gruppo documentate da pubblicazioni 2020-2024

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

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): PSIC-01/B

Principali pubblicazioni selezionate 2020 - 2024

• Trajkovic J, Di Gregorio F, Thut G, Romei V. Transcranial magnetic stimulation effects support an oscillatory model of ERP genesis. Curr Biol. 2024 Mar 11;34(5):1048-1058.e4. doi: 10.1016/j.cub.2024.01.069. Epub 2024 Feb 19. PMID: 38377998.

• Tarasi, L., Martelli, M. E., Bortoletto, M., di Pellegrino, G., & Romei, V. (2023). Neural Signatures of Predictive Strategies Track Individuals Along the Autism-Schizophrenia Continuum. Schizophrenia bulletin, 49(5), 1294–1304. https://doi.org/10.1093/schbul/sbad105

• Tarasi, L., di Pellegrino, G., & Romei, V. (2022). Are you an empiricist or a believer? Neural signatures of predictive strategies in humans. Progress in neurobiology, 219, 102367. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102367

• Chiappini, E., Sel, A., Hibbard, P. B., Avenanti, A., & Romei, V. (2022). Increasing interhemispheric connectivity between human visual motion areas uncovers asymmetric sensitivity to horizontal motion. Current biology : CB, 32(18), 4064–4070.e3. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.050

• Di Luzio, P., Tarasi, L., Silvanto, J., Avenanti, A., & Romei, V. (2022). Human perceptual and metacognitive decision-making rely on distinct brain networks. PLoS biology, 20(8), e3001750. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001750

• Di Gregorio, F., Trajkovic, J., Roperti, C., Marcantoni, E., Di Luzio, P., Avenanti, A., Thut, G., & Romei, V. (2022). Tuning alpha rhythms to shape conscious visual perception. Current biology : CB, 32(5), 988–998.e6. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.01.003

Finanziamenti per il periodo 2020-2024

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 

• 2023-2025 MIUR, PRIN. Predictive waves in human perception and individual differences along the autism-schizophrenia continuum (PI: Vincenzo Romei).
• 2023-2025 MIUR, PRIN PNRR. Investigating the plasticity of human predictive coding through neuromodulation. (PI: Vincenzo Romei).
• 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).
• Fondi Ricerca Fondamentale Orientata (RFO), Università di Bologna

Collaborazioni scientifiche nazionali e internazionali attive nel periodo 2019-2023

Collaborazioni internazionali 

• Jason Samaha (Santa Cruz, California, USA)
• Alexander Sack (Maastricht, The Netherlands)
• Gregor Thut (Tolouse, France)
• Andrea Alamia (Tolouse, France)
• Paul Sauseng (University of Zurich, Switzerland)
• Juha Silvanto (Surrey, UK)
• Claudia Poch (Madrid, Spain)
• Paul Hibbard (Stirling, UK)
• Jordi Asher (Stirling, UK)
• Helge Gillmeister (Essex, UK)
• Elia Valentini (Essex, UK)
• Alex Sel (Essex, UK)
• Giulia Poerio (Sussex, UK)

 Collaborazioni nazionali

• Marta Bortoletto (IMT Lucca)
• Marcello Costantini (Università “G.D’Annunzio”)
• Francesca Ferri (Università “G.D’Annunzio”)
• Luca Ronconi (Trento)
• Luca Battaglini (Università di Padova)
• Marco Bertamini (Università di Padova)
• 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, Dipartimento di Psicologia, SSD PSIC-01/B
• Alessio Avenanti, Dipartimento di Psicologia, SSD PSIC-01/B
• Maragrazia Benassi, Dipartimento di Psicologia, SSD PSIC-01/C

Attività editoriali nel periodo 2020-2024

Vincenzo Romei

• Editorial Board Member of Nature Scientific Report
• Academic Editor in Biomedicines
• Associate Editor for Frontiers in Cognitive Neuroscience
• Associate Editor for Frontiers in Psychology
• Associate Editor for Frontiers in Neuroimaging

Caterina Bertini

• Editorial Board Member of Nature Scientific Report
• Reviewing Editor for Frontiers in Psychology

 Appartenenza ad accademie scientifiche e/o comitati esecutivi di associazioni scientifiche nel periodo 2020-2024

• Membro della Society for Neuroscience (SfN)
• Membro della Società Italiana di Psicologia Fisiologica e Neuroscienze Cognitive (SIPF)