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Queste nuove tecniche di esplorazione funzionale in vivo consentono di portare l'osservazione a livello delle singole strutture cerebrali, fornendo con ciò correlati molecolari delle funzioni psichiche normali e patologiche, e delle loro modificazioni a seguito all'interazione ambientale e sociale e di eventuali modulazioni farmacologiche.

• lo studio della percezione mediante riconoscimento visivo e tattile e dell'integrazione supramodale;
• lo studio dei correlati di memoria e dell'attenzione;
• lo studio delle emozioni quali il comportamento aggressivo, la gratificazione e la frustrazione, la vincita e la sconfitta, il perdono. La caratterizzazione biologica, anatomica e neurofunzionale di aspetti così complessi ed ineffabili del comportamento umano, quali le emozioni, può favorire la comprensione della loro importanza evolutiva e sociale, la loro influenza sul lato razionale del pensiero e l'eventuale alterazione nella patologia neuropsichiatria;
• lo studio dell'invecchiamento normale e patologico: in particolare le nostre analisi cliniche si sono rivolte verso la caratterizzazione della malattia di Alzheimer nel tentativo di garantire una diagnosi precoce e una corretta classificazione cognitiva e neurometabolica del disturbo;
• lo studio della modulazione della memoria mediante stimolazione farmacologica: cerchiamo di capire la modalità d'azione e l'effetto sul metabolismo di specifiche regioni del cervello di alcuni farmaci, capaci di potenziare le capacità mnemoniche in soggetti sani, giovani o anziani, e in pazienti affetti da deficit della memoria.