• ruolo del complesso proteasomico nella patogenesi della degenerazione neuronale in vari modelli di malattie neurodegenerative,
• modelli sperimentali di malattia di Parkinson e parkinsonismi,
• analisi degli effetti ultrastrutturali prodotti dalla esposizione ad agenti fisici (stimolazione acustica e micro-onde) su vari organi ed apparati,
• modelli in vitro di processi degenerativi a carico di cellule dopaminergiche e GABAergiche in coltura,
• effetti neurotossici e funzionali di sostanze anfetamino-simili in modelli animali,
• lesioni strutturali a carico di vari organi da stress ambientale in modelli animali,
• modelli di epilessia sperimentale in vivo,
• tecniche di realta' virtuale in Medicina.

In particolare, i progetti a finanziamento pubblico sviluppati negli ultimi anni hanno riguardato:

• progetto FIRB finanziato dal MIUR per l'anno 2002,
• ricerche finalizzate del Ministero della Sanita' dal 1999 ad oggi.

I progetti a finanziamento privato:

• progetto San Paolo-IMI per l'anno 2003.

Le struttura ha svolto progetti distinti, anche tramite collaborazioni internazionali e nazionali, che hanno riguardato, tra gli altri, i seguenti progetti di ricerca:

• utilizzo di animali transgenici e knock-out per il gene del'alfa sinucleina in modelli di malattia di Parkinson (in collaborazione con il Prof. Thomas Sudhof, Center for Basic Neuroscience, University of Dallas, USA; Dr. Oliver Schlueter, Department of Experimental Medicine, Goettingen, Germania);
• studio del ruolo dei recettori metabotropi per il glutammato in modelli sperimentali di malattia di Parkinson (in collaborazione con il Prof. Ferdinando Nicoletti, I.R.C.C.S. Neuromed, Pozzilli, e Dipartimento di Farmacologia, Universita' "La Sapienza" di Roma);
• studio del ruolo del Locus Coeruleus nell'epilettogenesi sperimentale (Dott. Fabio Blandini, I.R.C.C.S. "C. Mondino", Pavia);
• studio del ruolo dell'enzima Superossido-Dismutasi nella patogenesi della Malattia di Parkinson sperimentale in animali knock-out per tale enzima (in collaborazione con il Prof. Nicola B. Mercuri, I.R.C.C.S. "S. Lucia" e Dipartimento di Scienze Neurologiche dell'Universita' " Tor Vergata" di Roma).

• la dimostrazione del ruolo centrale del proteasoma nella formazione di inclusioni neuronali con le stesse caratteristiche di quelle riscontrate in pazienti affetti da varie patologie neurodegenerative, consente lo sviluppo di approcci farmacologici volti a prevenire lo sviluppo, in modelli animali, di tali "markers" neuropatologici. Alcuni dei composti testabili sono al momento fuori brevetto, e non hanno ancora ottenuto un'indicazione terapeutica specifica. Tali farmaci potrebbero avere anche enormi potenzialita' riguardo alla neuroprotezione in soggetti che assumono sostanze d'abuso anfetamino-simili. La nostra Unita' ha infatti dimostrato che in modelli animali, tali sostanze producono la formazione di inclusioni neuronali del tutto analoghe a quelle sopracitate;
• la dimostrazione di un ruolo fondamentale della noradrenalina in modelli di epilessia focale, sia in termini di epilettogenesi, che di danno neuronale post-stato epilettico, apre la strada alla possibilita' di testare, in una fase pre-clinica, molti composti dotati di un effetto specifico sul sistema noradrenergico cerebrale, di cui solo alcuni sono attualmente gia' in commercio (ma con una diversa indicazione clinica), ed altri ancora in fase di sviluppo. Tali farmaci, potenziando la trasmissione noradrenergica cerebrale, potrebbero essere efficaci nel prevenire alcuni tipi di epilettogenesi, e, almeno in parte, il danno neuronale indotto del crisi ricorrenti;
• la struttura ha anche dimostrato un ruolo fondamentale del sistema noradrenergico cerebrale nel prevenire, almeno in parte, lo sviluppo di inclusioni neuronali e di morte neuronale nigrostriatale in vari modelli di malattia di Parkinson: i composti citati nel punto precedente potrebbero in tal senso avere potenzialita' terapeutiche enormi.

• microscopio elettronico a scansione,
• microsopio elettronico a trasmissione,
• criostato,
• HPLC con rivelatore coulo-chinico interfaccaito ad unita' PC per dosaggi di neurotrasmettitori in omogenati tissutali e campioni di micro-dialisi,
• cappa a flusso laminare per colture cellulari,
• incubatore per colture cellulari,
• microscopi ottici, interfacciati a lampada a fluorecenza e a telecamera digitale e PC per analisi di immagini,
• apparecchi stereotassici per piccoli animali per microchirurgie cerebrali (incannulamento di specifiche aree cerebrali per microinfusioni, microdialisi, registrazione di potenziali extracellulari),
• reagenti, materiali di consumo ed inventariabili, e expertise in metodi per:
• inclusione di preparati per osservazione in microscopia elettronica
• esecuzione di immunocitochimica con immunogold ed immunoperossidasi su preparati per microscopia elettronica a trasmissione
• valutazione dell'espressione di specifiche proteine con immunoistochimica con immuno-perossidasi ed immunofluorescenza, sia su fettine istologiche che su preparati di cellule
• analisi di Western blotting su omogenati tissutali e cellulari
• valutazioni in microscopia ottica della morfologia tissutale con metodiche standard (Cresil Violetto, Ematossilina Eosina etc.)
• valutazioni in microscopia ottica della presenza di degenerazione neuronale con Fluoro Jade B e C
• valutazioni in microscopia ottica della presenza di proliferazione delle fibre muschiose ippocampali con TIMM staining

• La struttura e' coinvolta in network di competenze intra-Ateneo(universita' di Pisa) ed inter-Ateneo (Universita' di Pisa e Scuola Superiore di Studi Universitari e di Perfezionamento-SSSUP- S. Anna). Tale network coinvolge il Dipartimento di oncologia, dei trapianti e delle nuove tecnologie in medicina, per cio' che concerne le tecniche di realta' virtuale applicate alla medicina; il Dipartimento di patologia sperimentale biotecnologie mediche, infettivologia e epidemiologia  riguardo a progetti di esplorazione funzionale e molecolare del cervello; il Dipartimento di Neuroscienze (Prof. Luigi Murri, Dott. Roberto Ceravolo) per cio' che concerne lo studio della fisiopatologia delle malattie neurodegenerative; con il Laboratorio Percro ed il Centro "Piaggio" della SSSUP S.Anna (Prof. Massimo Bergamasco) per cio' che riguarda l'utilizzo di metodiche di realta' virtuale applicate all'insegnamento ed alla ricerca in bio-medicina.
• La struttura e' coinvolta, inoltre, in network di competenze in ambito nazionale, coinvolgenti i Laboratori di ricerca diretti dai Prof. Ferdinando Nicoletti (Universita' "La Sapienza " di Roma, e I.R.C.C.S. "Neuromed", Pozzilli), Marco Diana (Universita' di Sassari), Nicola B. Mercuri (Universita' "Tor Vergata" e I.R.C.C.S. "S. Lucia" di Roma) e Fabio Blandini (I.R.C.C.S. "C. Mondino" di Pavia), per studi riguardanti approcci multidisciplinari allo studio di modelli sperimentali animali di malattie neurodegenerative, epilessia e effetti neurotossici di sostanze d'abuso.
• La struttura e' coinvolta, inoltre, in un network di competenze in ambito internazionale, coinvolgente i Laboratori di ricerca diretti dal Prof. Thomas Sudhof, direttore del Center for Basic Neuroscience, University of Dallas, USA.