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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
Il Laboratorio di Neurobiologia e Neurogenetica (NeuroBioGen Lab), il Laboratorio di Genetica,
l’Unità Proteomica e l’Unità di Neuropsicofarmacologia dispongono delle più moderne ed aggiornate
tecnologie per lo stuido delle basi neurobiologiche delle malattie mentali e per l’identificazione di marcatori
molecolari per la diagnosi differenziale e per la personalizzazione dei trattamenti. In particolare sono presenti le
attrezzature più aggiornate per il sequenziamento del DNA, lo screening di mutazioni note e la ricerca di nuovi
polimorfismi e per la genotipizzazione ad elevata produttività (sequenziatori e strumento Illimina BeadXpress). Per
quanto riguarda gli studi in vitro, oltre alla presenza di facilities (incubatori, cappe a flusso laminare etc) per la coltura,
il trattamento e lo stoccaggio delle linee cellulari, i laboratori dispongono delle più moderne attrezzature per studi
di biologia molecolare (elettroporatore, luminometro), per lo studio dei frazionamenti subcellulari (ultracentrifuga) e
per l’analisi microscopica (bidimensionale e confocale). Per gli studi di genomica funzionale e di espressione in geni
candidati è possibile utilizzare lo scanner di microarray Affymetrix, lo strumento Affymetrix GeneAtlas ed una
tecnologia per la Real Time PCR. Gli studi sui marcatori proteici sono stati recentemente incrementati
dall’acquisizione di uno spettrometro di massa SELDI TOF MS (Surface Enhanced Laser Desorption Ionization - Time
of Flight), che permette una analisi a priori, ipotesi indipendente, delle proteine differenzialmente espresse in diverse
condizioni sperimentali (presenza/assenza di malattia, presenza assenza di trattamento farmacologico etc.).
Elenco attrezzature qualificanti del Laboratorio di Neurobiologia e Neurogenetica
(NeuroBioGen Lab), del Laboratorio di Genetica, dell’Unità Proteomica e dell’Unità di
Neuropsicofarmacologia
Strumentazioni per PCR
10 Termociclatori
Strumentazione per analisi DNA/RNA/proteine ed analisi d’immagine
• 5 sistemi completi per elettroforesi (controllo PCR, restrizione enzimatica, SSCP, southern, western and
northen blot etc)
1 Analizzatore di immagine Gel-doc
Attrezzature da laboratorio per la preparazione dei campioni biologici
• 1 Ultracentrifuga Discovery 100
Attrezzature per le colture cellulari (banca fibroblasti, neuroni e linee cellulari continue)
• 2 cappe a flusso laminare, 3 incubatori, dewar ad azoto liquido
Attrezzature per analisi quantitativa di espressione genica in geni candidati e microarray. Genotipizzazione.
Ricerca e validazione di marcatori molecolari, sviluppo di saggi di diagnostica molecolare.
• 1 Real Time PCR StepOne plus
• 1 Affimetrix 428 Array Scanner
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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
Apparecchiature per sequenziamento diretto, screening di mutazioni, analisi di linkage ricerca di polimorfismi
e genotipizzazione ad alta produttività. Ricerca e validazione di marcatori genetici, sviluppo di saggi di
diagnostica molecolare
• 1 Sequenziatore 310 ABI Prism 310
• 1 software CodonCode Aligner (LI-COR Inc.)
• 1 Sequenziatore ABI Prism 3130XL (upgrade per SNPlex)
Sistemi robotizzati per purificazioni di PCR, purificazioni da Big Dye Terminator delle PCR di sequenza,
miniprep di plasmidi e proteomica, estrazioni semiautomatiche di acidi nucleici (DNA, RNA) da sangue,
cellule e tessuti
• 1 Sistema robotizzato per preparazione campioni biologia molecolare Robogo
• 1 Estrattore semiautomatico DNA, RNA ABI Prism 6100
Microscopi per l’osservazione di cellule e l’analisi di immagine
• 1 Microscopio confocale BioRad Radiance 2100
• 1 Microscopio a fluorescenza Leica DMIL
• 1 Microscopio rovesciato a fluorescenza DM-LB
Strumentazione per dosaggi biochimici e farmacocinetici in matrici biologiche. Ricerca e validazione di
biomarcatori, sviluppo di saggi di diagnostica molecolare.
• 1 Spettrofotometro per micropiastre Reader Discovery XS-R
• 1 Sistema HPLC Waters Alliance con diode array
Strumentazione avanzata per studi di proteomica nelle malattie neurodegenerative e neuropsichiatriche,
volti all’identificazione di marcatori molecolari di malattia.
1 Spettrometro di tipo SELDI-TOF (Surface Enhanced Laser Desorption Ionization - Time of Flight):
ProteinChip SELDI system – Enterprise edition (BioRad)
• 1 PROCHIP PATTERN 5.0 software (BioRad)
Sistema per gestione archivio campioni biologici (2D-optic code) e stoccaggio
Scanner per piastre e singole provette (VisionMate96 e VisionMate1), Software Easy Track, base dati Access,
per la gestione e l’archiviazione di campioni biologici
10 freezer -20°C, 4 freezer -80°C, 5 dewar per azoto liquido dedicati alla crioconservazione di campioni
biologici
Strumentazione per studi genetici, di espressione (livelli trascrizionali e proteici) ad alta produttività per
l’identificazione di marcatori molecolari.
1 Illumina BeadXpress reader
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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
La Sezione di Neuroscienze Cognitive dispone di attrezzature di elevato potenziale tecnologico per la
valutazione dello stato funzionale del Sistema Nervoso Centrale (SNC). In particolare, sono presenti diversi tipi
di stimolatori magnetici (MagStim Rapid, MagStim SuperRapid, modulo Bistim), che sono utilizzati per lo studio
delle caratteristiche di eccitabilità e funzionalità corticale in soggetti normali di controllo ed in pazienti affetti da
patologia psichiatrica e/o dementigena. Sempre attraverso tali metodiche è possibile inoltre eseguire un
“mappaggio” delle funzioni cognitive superiori come la memoria ed il linguaggio, grazie alla proprietà della
Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) di poter interagire transitoriamente con l’attività dell’area stimolata.
Oltre agli stimolatori magnetici, nella nostra sezione sono presenti due stimolatori transcranici a corrente
continua (tDCS). Quest’ultima è una metodica di facile impiego, non fastidiosa e sicura, di notevole interesse in
ambito neuroriabilitativo.
Il Laboratorio dispone, inoltre, di sistemi di acquisizione elettroencefalografica (EEG) ad elevata definizione e di
pacchetti software per l’acquisizione e l’analisi dei Potenziali Evocati e dei ritmi cerebrali. Un recente ed
importante elemento di novità è rappresentato dall’acquisto di un sistema di acquisizione ed analisi EEG in
campo magnetico. Questo sistema consente di eseguire registrazioni elettroencefalografiche in ambiente di
Risonanza Magnetica Nucleare, nonché durante l’applicazione contemporanea di TMS. Tali registrazioni possono
fornire indicazioni importanti sulla funzionalità dell’attività elettrica corticale in soggetti normali di controllo ed
in pazienti affetti da patologia neuropsichiatria e/o dementigena, cosa fin’ora non accessibile con i comuni sistemi
di acquisizione EEG, nei quali il segnale elettrico corticale è distorto dall’artefatto indotto dal campo magnetico.
Infine, è a disposizione un sistema per il rilevamento e l’analisi della motilità oculare, funzione spesso coinvolta in
modo critico in pazienti affetti da patologia psichiatrica e/o dementigena. Lo studio neurofisiologico di tutte
queste funzioni è supportato da un’adeguata valutazione clinica del paziente, grazie alla disponibilità di diversi
tests per la valutazione neuropsicologica.
Elenco attrezzature della Sezione di Neuroscienze Cognitive
Registrazione dell’attività elettroencefalografia e degli indici neurofisiologici:
• 1 sistema per acquisizione in DC ed analisi “Neuroscan Synamps” a 32 canali;
• 1 sistema per acquisizione in DC ed analisi “BrainAmp BrainVision” a 32 canali monopolari + 8 canali bipolari;
• 1 sistema per acquisizione in DC in alto campo magnetico “BrainAmp BrainVision MRplus” a 64
monopolari + 8 canali bipolari;
• 1 sistema per registrazioni polisonnografiche;
• 1 sistema d’analisi per il calcolo del Dipolo elettrico: Advanced Source Analysis of Continuous and EventRelated EEG/MEG Signals;
• 1 sistema d’analisi per la localizzazione delle sorgenti corticali e la loro ricostruzione: Low resolution brain
electromagnetic tomography (LORETA);
• 2 sistemi di monitoraggio ad infrarossi;
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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
Sistemi per stimolazione transcranica:
• 1 stimolatori magnetici transcranici Magstim Super rapid a 4 boosters;
• 2 stimolatori magnetici transcranici Magstim Rapid a 2 boosters;
• 1 stimolatore magnetico transcranico Magstim sistema Bistim;
• 9 Coil per stimolazione magnetica di varie forme e dimensioni;
• 1 Pacchetto Coil 70 mm doppio raffreddato ad aria;
• 2 sistemi di stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS);
• 1 sistema per digitalizzazione Polhemus 3space Isotrack II 2 sensori;
• 1 sistema per digitalizzazione Polhemus 4 sensori;
• 1 sistema per digitalizzazione e localizzazione SofTaxic con sistema di neuronavigazione ad infrarossi Polaris Vicra.
• l Sistemi per stimolazioni visive, acustiche e somatosensoriali:
• 1 stimolatore a corrente costante monofasico per stimolazione delle vie somatosensoriali periferiche;
• 1 sistema di amplificazione stereo-audio;
Numerosi software per la presentazione degli stimuli e l’analisi delle risposte comportamentali: Presentation,
Micro Experimental Laboratory (MEL), SuperLab, Matlab, Lab View, Gold Wave.
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•
•
•
l Registrazione movimenti oculari:
1 amplificatore e preamplificatore programmabile BM623 “National Instruments BNC-2090”;
1 sistema di videoproiezione;
1 sistema sperimentale di campimetria a perimetro con leds.
• l Valutazione parametri neuropsicologici:
Batterie di tests per valutazione neuropsicologica estesa.
Il Laboratorio di Epidemiologia Neuroimaging e Telemedicina (LENITEM) ha acquisito le
competenze per applicare alcune tecniche di neuroanatomia computazionale avanzate ad immagini RM, in
particolare l’hippocampal radial mapping, il cortical pattern matching, e il riconoscimento automatico di strutture
cerebrali con ANIMAL e INSECT. Sul versante clinico, parte degli strumenti in dotazione per l’analisi RM sono
stati inseriti nella sperimentazione di un modello diagnostico-terapeutico (v. Ambulatorio Traslazionale Memoria).
L’attrezzatura in dotazione al LENITEM consta di hardware e software per elaborazione di bioimmagini e studi
di epidemiologia clinica. Ad un parco macchine di 16 PC + 2 notebook per l’ordinaria attività di videoscrittura
e di elaborazione di immagini di base e ad altre attrezzature di supporto all’elaborazione della bioimmagine, si
affiancano 5 workstation ad elevata potenza computazionale per l’elaborazione avanzata delle immagini di
risonanza magnetica cerebrale (voxel-based morphometry, riconoscimento automatico di strutture cerebrali,
hippocampal radial mapping, cortical pattern matching, volumetria lobare, volumetria manuale guidata in 3D,
analisi di immagini fMRI e DTI). Il laboratorio dispone inoltre di un server con linea dedicata per la realizzazione
della griglia di calcolo nell’ambito del progetto NeuGrid.
Le attrezzature ordinarie e di supporto non devono essere sottovalutate nel giudizio di adeguatezza tecnologica
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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
in quanto l’efficienza di un sistema dipende in gran parte dal buon funzionamento di apparecchiature e
procedure infrastrutturali.
Un webserver e un jukebox di DVD acquisiti alla fine del 2003 permettono una sicura ed efficiente archiviazione
delle immagini RM, accessibili da qualsiasi postazione LENITEM.
Le attrezzature mirate allo studio del sistema cardiovascolare sono quotidianamente utilizzate nella valutazione
clinica dei soggetti reclutati nel Progetto Cognitivo Longitudinale; questo consentirà di approfondire gli effetti
della disregolazione pressoria su morfostruttura e funzione cerebrali e l’effetto dei geni sulla relazione.
I pacchetti software sono congrui con gli obiettivi e l’hardware sopra descritti e sono regolarmente mantenuti
nelle versioni più aggiornate.
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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
Elenco attrezzature qualificanti del Laboratorio di Epidemiologia Neuroimaging e
Telemedicina (LENITEM)
HARDWARE
WORKSTATION PER ELABORAZIONE IMMAGINI AVANZATA
• 1 PC Intel coreDuo Quad Core 2.88 Ghz a 64 Bit (1000 Gb Hard disk, 4 Gb RAM, Scheda grafica NVIDIA
9400 GPU)
• 1 PC Intel coreDuo Quad Core 2.96 Ghz a 32 Bit (1 Tb Gb Hard disk, 6 Gb RAM, Scheda grafica NVIDIA
GeFORCE GPU)
• 2 SGI Onyx 3 (Irix 64 6.5, 1 GB RAM)
SERVER PER PROGETTO NEUGRID:
• Server neuGRID Hosp 195-2950 (100 GB RAM, 6 Tb)
ATTREZZATURE PER CONNETTIVITÀ AVANZATA DI RETE
• 1 workstation Xeon (Fedora Core 9, 1 GB RAM)
• 1 jukebox per 200 DVD, capienza di 72.000 esami di RM encefalica
• 1 Sistema di archiviazione NAS (8Tb)
ATTREZZATURE PER STUDI DI EPIDEMIOLOGIA CLINICA
• 1 doppler transcranico
• 1 capnometro
• 1 monitor presso rio
SOFTWARE
SOFTWARE PER VIDEOSCRITTURA E DI SUPPORTO ALL’ELABORAZIONE IMMAGINI
• GraphPad Prism 3.02: grafica
• ImageJ: freeware per gestione di immagini radiologiche
• MRIcro/MRIcron : freeware per gestione di immagini radiologiche
• Macromedia studio MX: gestione ed elaborazione di siti web dinamici
• Adobe premier 6: gestione ed elaborazione di immagini video
• Adobe Design Premium CS4 suite: elaborazione grafica di presentazioni e materiale divulgativo
• GIF movie gear: shareware per editing di immagini 3D
• IrfanView: freeware per editing immagini
• Adobe photoshop: editing immagini
• WS_FTP: freeware per trasferimento di file via internet
• VNC: freeware per connessione remota.
• Tutte le postazioni windows sono dotate del pacchetto Office
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Rete Informatica e Attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
SOFTWARE PER ELABORAZIONI STATISTICO-EPIDEMIOLOGICHE
• Win BUGS: statistica avanzata
• R: statistica avanzata
• S plus 7: statistica avanzata
• Spss 13.0: statistica di base e avanzata
• GraphPad InStat 3.05: statistica di base
SOFTWARE PER ELABORAZIONE AVANZATA DELLA BIOIMMAGINE
• Matlab R 2008: matematica avanzata
• SPM99/SPM2/SPM5: freeware per processing e statistica di immagini radiologiche
• 3D Slicer: freeware per processing e statistica di immagini radiologiche
• Multitracer: freeware per la segmentazione semiautomatica di immagini di risonanza strutturale.
• MIPAV
• Loni Pipeline: freeware per l’implementazione di pipeline e processazione delle immagini in remoto con il
laboratorio LONI del’UCLA.
• FSL: freeware per processing e statistica di immagini radiologiche
• FreeSurfer: freeware per processing e statistica di immagini radiologiche
• BrainVisa
• AFNI
• GIFT: freeware per l’analisi di risonanze magnetiche funzionali
• SIENAX: volumetria automatica dei tessuti cerebrali
• PV-WAVE: ambiente di sviluppo per applicazioni grafiche e numeriche
• Quanta 6.1: volumetria lobare
• MNI Brain Imaging Software Toolbox: freeware per la manipolazione di immagini e image processing.
• ANIMAL e INSECT: segmentazione automatica delle strutture cerebrali
• Display: tracciamento manuale di regioni di interesse guidato in 3D
• Radial Hippocampal Shape (SEG3 e Opendx 4.2.0): analisi della forma ippocampale
• Cortical Pattern Matching: analisi dello spessore corticale
SOFTWARE DI WEB MEETING
• Global Ciossing
• Dim Dim.
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