001-059_MFO:Layout 1 - Irccs Fatebenefratelli

001-059_MFO:Layout 1 25/02/09 18:11 Pagina 17
Rete informatica e attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
Il Laboratorio di Neurobiologia (NeuroBioGen Lab) ed il Laboratorio di Genetica dispongono delle
più moderne ed aggiornate tecnologie. In particolare sono presenti le principali attrezzature per la sequenza di DNA,
lo screening di mutazioni note e sconosciute e per la genotipizzazione ad elevata produttività (sequenziatore
automatico a 16 capillari). Per quanto riguarda gli studi in vitro oltre alla presenza di facilities (incubatori, cappe a flusso
laminare etc) per le colture 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). L’utilizzo di microscopio confocale ha
permesso di implementare le ricerche svolte nell’ambito della neurobiologia classica. Nell’ambito degli studi di
espressione è possibile utilizzare lo scanner di microarray Affymetrix per la valutazione dei livelli trascrizionali, negli studi
di genomica funzionale condotti in cluster di geni candidati, mentre la disponibilità di uno strumento per Real Time
PCR permette l’analisi quantitativa dei singoli geni candidati.
La proteomica è una disciplina che studia il proteoma, ossia l’insieme di tutti i prodotti proteici espressi in un organismo.
Lo spettrometro di massa SELDI TOF MS 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.): è applicabile a tessuti e fluidi biologici ed offre la possibilità di analizzare l'intero
proteoma in studi sia in vivo che in vitro.
Elenco attrezzature qualificanti del Laboratorio di Neurobiologia (NeuroBioGen Lab) e del
Laboratorio di Genetica
Strumentazione per analisi di polimorfismi con tecnica SSCP (Single Strand Conformational Polymorphism)
Strumentazione per l’analisi di immagine
Attrezzature per le colture cellulari (banca fibroblasti, neuroni e linee cellulari continue)
Termociclatori per amplificazione di frammenti tramite reazione di PCR (Polimerase Chain Reaction)
Strumentazione per la Real Time PCR per studi di espressione in geni candidati
• Real Time PCR LightCycler II
Sequenziatore automatico per sequenziamento diretto, screning di mutazione, analisi di linkage e
genotipizzazione ad elevata produttività (genescan, snapshot, etc)
• Sequenziatore 16 capillari ABI Prism 3100
• Sequenziatore 310 ABI Prism 310
Strumentazione per analisi di microarray per studi di genomica funzionale, studi di espressione screning di
mutazioni, genotipizzazione
• Affimetrix 428 Array Scanner
17
001-059_MFO:Layout 1 25/02/09 18:11 Pagina 18
Rete informatica e attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
Sistema robotizzato in grado di eseguire alcune operazioni routinarie come: purificazioni di PCR, purificazioni
da Big Dye Terminator delle PCR di sequenza, miniprep di plasmidi e proteomica
• Robogo
Spettrofotometro per dosaggi biochimici, ELISA (citochine, fattori neurotrofici), determinazione quantità e
purezza DNA e RNA
Estrattore semiautomatico di acidi nucleici (DNA, RNA) da sangue, cellule e tessuti
• Estrattore semiautomatico DNA, RNA ABI Prism 6100
Apparecchiatura per analisi cromatografica HPLC (High Performance Liquid Chromatography) con
rivelatore UV ed elettrochimico per dosaggi biochimici (es.neurotrasmettitori) in diverse matrici in fase
acquosa (plasma, siero, CSF, omogenati tissutali)
Sistema HPLC Waters Alliance con diode array
Microscopi per l’osservazione di cellule e l’analisi di immagine
• Microscopio ottico da laboratorio Wilovert II PH
• Microscopio a fluorescenza Leica DMIL (6 anni)
• Microscopio rovesciato a fluorescenza DM-LB (6 anni)
• Microscopio confocale Nikon Eclipse TE2000-S (1 anno)
Ultracentrifuga Discovery 100 (4 anni)
Apparecchiatura per l’analisi proteomica
Spettrometro di massa SELDI.TOF MS Enterprise Edition
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 disturbo del
tono dell’umore e da decadimento cognitivo. 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 è presente uno stimolatore monofasico a corrente diretta (tDCS). Questa è una
metodica di facile impiego non fastidiosa e sicura, inoltre gli effetti di tale stimolazione sembrano durare oltre il periodo
di stimolazione, per tale motivo il suo impiego è interessante in ambito neuroriabillitativo.
Una più recente applicazione della TMS è rappresentata dalla sua utilizzazione come trattamento terapeutico nonfarmacologico in pazienti affetti da disturbo del tono dell’umore. Disponiamo inoltre di sistemi di acquisizione
elettroencefalografica (EEG) ad elevata definizione e di pacchetti software per l’acquisizione e l’analisi dei Potenziali
Evocati. Un recente ed importante elemento di novità è rappresentato dall’acquisto di un sistema di acquisizione ed
18
001-059_MFO:Layout 1 25/02/09 18:12 Pagina 19
Rete informatica e attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
analisi EEG in campo magnetico. Questo sistema consentirà di eseguire registrazioni elettroencefalografiche in ambiente
di Risonanza Magnetica Nucleare nonché in corso di contemporanea TMS. Tali registrazioni potranno fornire indicazioni
importanti sulla funzionalità dell’attività elettrica corticale in soggetti normali di controllo ed in pazienti affetti da
patologia neuropsichiatria e dementigena, cosa fino ad ora non accessibile con i comuni sistemi di acquisizione EEG,
dove il segnale elettrico corticale è distorto dall’artefatto indotto dal campo magnetico. Abbiamo inoltre 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, elettromiografica e dei potenziali evento correlati
1 sistema per acquisizione in DC ed analisi dati neurofisiologici (EEG) “Neuroscan Synamps” a 32 canali;
1 sistema per registrazione in DC ed analisi dati neurofisiologici (EEG) “BrainAmp BrainVision” a 72 canali;
1 sistema per registrazioni polisonnografiche;
1 sistema di stimolazione transcranica a corrente diretta (tDCS);
2 sistema di monitoraggio ad infrarossi;
1 sistema per digitalizzazione Polhemus 3space Isotrack II 2 sensori;
1 sistema per digitalizzazione Polhemus 4 sensori per digitalizzazione elettrodi e movimenti 3D;
1 elettromiografo Mytho “EMG-system”;
1 sistema d’analisi elettroencefalografia per il calcolo del Dipolo elettrico: Advanced Source Analysis of
Continuous and Event-Related EEG/MEG Signals;
1 Low resolution brain electromagnetic tomography (LORETA), sistema d’analisi elettroencefalografia per la
localizzazione delle sorgenti corticali e la loro ricostruzione;
Sistemi per stimolazioni, visive, acustiche e somatosensoriali.
Stimolazione magnetica transcranica con sistema integrato di registrazione elettroencefalografica
2 stimolatore magnetico Magstim Super rapid a 4 boosters;
1 stimolatore magnetico modulo Magstim Bistim;
1 sistema per registrazione EEG/PE in alto campo magnetico;
1 sistema per digitalizzazione e localizzazione SofTaxic;
1 sistema di neuronavigazione ad infrarosso.
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.
Valutazione parametri neuropsicologici
Batterie di tests per valutazione neuropsicologica estesa;
Software: Presentation; Micro Experimental Laboratory (MEL); SuperLab; Matlab; Lab View; Gold Wave.
19
001-059_MFO:Layout 1 25/02/09 18:12 Pagina 20
Rete informatica e attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
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 4 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). Le
attrezzature ordinarie e di supporto non devono essere sottovalutate nel giudizio di adeguatezza tecnologica 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.
Elenco attrezzature qualificanti del Laboratorio di Epidemiologia Neuroimaging e
Telemedicina (LENITEM)
HARDWARE
WORKSTATION PER ELABORAZIONE IMMAGINI AVANZATA
• 1 SUN SPARC Ultra 30 (solaris 2.6, 256 MB RAM)
• 1 SUN Blade 2000 (solaris 5.8, 1 GB RAM) con monitor 21’’
• 2 SGI Onyx 3 (Irix 64 6.5, 1 GB RAM)
ATTREZZATURE PER CONNETTIVITÀ AVANZATA DI RETE
• 1 workstation Xeon (Fedora Core 6, 1 GB RAM)
• 1 jukebox per 200 DVD, capienza di 72.000 esami di RM encefalica
ATTREZZATURE PER STUDI DI EPIDEMIOLOGIA CLINICA
• 1 doppler transcranico
• 1 capnometro
• 1 monitor pressorio
20
001-059_MFO:Layout 1 25/02/09 18:12 Pagina 21
Rete informatica e attrezzature
Livello tecnologico delle attrezzature
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
• 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
SOFTWARE PER ELABORAZIONI STATISTICO-EPIDEMIOLOGICHE
• 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 6.5: matematica avanzata
• SPM99/SPM2/SPM5: freeware per processing e statistica di immagini radiologiche
• FSL: freeware per processing e statistica di immagini radiologiche
• 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
21