Curriculum Professionale

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1 UNIVERSITA DI SASSARI DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMEDICHE Sezione di Fisiologia e Bioingegneria dell Uomo Prof. E. Tolu Curriculum Professionale Il Prof. Eusebio Tolu, nato ad Orune (NU) il 12 ottobre 1947, ha conseguito la laurea in Scienze Biologiche nel novembre del Dal 15 gennaio 1974 al 14 dicembre 1976 ha prestato servizio, in qualità di Assistente incaricato, presso l'istituto di Fisiologia Umana dell'università di Sassari. A seguito di regolare concorso ha quindi ricoperto il ruolo di Tecnico Laureato fino al 4 Dicembre Il 5 dicembre 1977, in seguito a regolare concorso, è stato nominato Assistente Ordinario ed il 29 gennaio 1982 ha ottenuto la qualifica di Aiuto. Nel 1985 è risultato vincitore del concorso a Professore Associato nel raggruppamento di Fisiologia Umana, e nel gennaio 1986 è stato chiamato dalla Facoltà di Medicina e Chirurgia a ricoprire l'insegnamento di Fisiologia Umana e dell'apparato Stomatognatico nel Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria dell'università di Sassari. Nel 1992 il Prof. Tolu è risultato vincitore del Concorso a posti di Professore universitario di ruolo (1^ fascia) per il raggruppamento n. E0601 Fisiologia Umana. Dal primo Novembre dello stesso anno a tutt oggi ricopre l insegnamento di Fisiologia Umana nel Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia. Attività di coordinamento e gestionale : Direttore dell'istituto di Fisiologia Umana; a tutt oggi: Responsabile della Sezione di Fisiologia e Bioingegneria dell Uomo del Dipartimento di Scienze Biomediche; : Membro della Commissione Edilizia della Facoltà Medicina e Chirurgia : Presidente del Comitato d Area 05 (Scienze Biologiche) per la valutazione CIVR; : Presidente della Commissione Ricerca dell Ateneo di Sassari; : Coordinatore del Dottorato di Ricerca in Fisiologia, Morfologia, Farmacologia e Fisiopatologia del Sistema Nervoso e Cardiovascolare; : Membro del comitatoo di gestione del Dipartimento Struttura della Facoltà di Medicina e Chirurgia; : Direttore della Biblioteca Centralizzata della Facoltà Medica; a tutt oggi: Membro del Comitato di gestione delle biblioteche di ateneo, in qualità di rappresentante delle Biblioteche di area Scientifica; : Membro della Commissione brevetti; : Membro della Commissione Orientamento in qualità di rappresentante della Facoltà di Medicina e Chirurgia; : Direttore del Centro multidisciplinare per lo studio ed il trattamento delle malattie neuromuscolari e delle cardiomiopatie ereditarie; a tutt oggi: Direttore della Scuola di Dottorato in Scienze Biomediche; a tutt oggi: delegato Rettorale per i Rapporti con il Territorio. 1

2 Attività Scientifica Il Prof. Eusebio Tolu ha iniziato la sua attività scientifica nel 1974 sotto la guida del Prof. Gian Battista Azzena, oggi Direttore dell'istituto di Fisiologia Umana dell'università Cattolica Sacro Cuore di Roma. Mediante l utilizzo di tecniche elettrofisiologiche eseguite su fettine isolate di cervello, su animali da esperimento e nell uomo ha affrontato temi di ricerca che riguardavano i fenomeni della plasticità neuronale e le relazioni funzionali fra il sistema vestibolare ed i nuclei del tronco encefalico. Studi successivi sono stati indirizzati a chiarire i meccanismi di controllo della postura e le interrelazioni fra le strutture deputate a tale controllo ed il sistema neuroendocrino. Si è interessato inoltre di epilessia sperimentale nel modello animale. Nell ultimo decennio il Prof. Tolu ha svolto attività di ricerca finalizzata allo studio del ruolo svolto dalle afferenze somatosensitive e di quelle vestibolari nel controllo del movimento e della postura dei muscoli elevatori della mandibola nel modello animale e nell uomo. I risultati ottenuti hanno dimostrato come l integrazione delle diverse afferenze avvenga a livello del tronco dell encefalo con l obiettivo funzionale di adeguare l attività della muscoli masticatori agli spostamenti degli arti nello spazio. Lo studio della relazione vestibolo-trigeminale è stato esteso all uomo sano, nel quale è stato indagato l effetto esercitato dal tilt statico sull attività elettromiografica dei muscoli masseteri, attivati volontariamente, e sul periodo silente esterocettivo dei muscoli masseteri, evocato dalla stimolazione elettrica del nervo mentale. I risultati sono in parte sovrapponibili a quelli evidenziati nell animale da esperimento. Recentemente lo studio della relazione vestibolo-trigeminale nell uomo è stato approfondito presso i laboratori di neurofisiologia del Sobell Department of Motor Neuroscience and Movement Disorders, Institute of Neurology, University College London diretto dal Prof. John Rothwell. Presso tale struttura, è stata sviluppata la metodologia usata dal Prof. Jim Colebatch per stimolare il nervo vestibolare mediante l uso della stimolazione galvanica transmastoidea e i recettori sacculari mediante l uso di click sonori in soggetti sani e, successivamente, in pazienti affetti da sordità neurosensoriale e/o deficit vestibolare. Questi studi hanno portato all individuazione, per la prima volta, di una risposta riflessa inibitoria, bilaterale e simmetrica, di origine sacculare denominata riflesso vestibolo-masseterino. Uno studio neuroanatomico condotto nel ratto, in collaborazione con il Prof. Bill Yates e la Dr. I. Billig, dell Università di Pittsburgh, ha chiarito quali vie anatomiche sottendono le risposte trigeminali alla stimolazione vestibolare, supportando le ipotesi funzionali suddette. Lo studio neuroanatomico ha infatti evidenziato che il sistema vestibolare proietta bilateralmente ai motoneuroni masseterini attraverso due vie: una via polisinaptica (le cui stazioni di relè sono localizzate nella formazione reticolare bulbopontina, nei neuroni premotori localizzati nel complesso sensitivo del trigemino, nella zona premotoria che circonda il nucleo motorio del trigemino e nei primi due segmenti del midollo cervicale) ed una via monosinaptica. In entrambe i casi, le strutture vestibolari maggiormente coinvolte nella proiezione bilaterale vestibolo-trigeminale sono il nucleo vestibolare mediale, il nucleo preposito ipoglosso e il nucleo vestibolare spinale. Presi nel loro insieme, i dati ottenuti nell animale da esperimento e quelli ottenuti nell uomo, consentono di proporre che il sistema vestibolare eserciti un duplice controllo sul sistema motorio trigeminale: un controllo eccitatorio tonico, bilaterale ed asimmetrico, mediato da vie polisinaptiche ed un controllo inibitorio fasico, bilaterale e simmetrico, mediato al massimo da tre sinapsi. Gli studi neuroanatomici condotti nel ratto, hanno dimostrato che il sistema vestibolare proietta bilateralmente ai motoneuroni masseterini attraverso due vie: una via polisinaptica (le cui stazioni di relè sono localizzate nella formazione reticolare bulbopontina, nei neuroni premotori localizzati nel complesso sensitivo del trigemino, nella zona premotoria che circonda il nucleo motorio del trigemino e nei primi due segmenti del midollo cervicale) ed una via monosinaptica. Recentemente uno studio in collaborazione con il Prof. Brian Day e la Dott.ssa. Miriam Welgampola (Sobell Department of Motor Neuroscience and Movement Disorders, Institute of Neurology, 2

3 University College London,) ha messo in evidenza che all origine del VMR concorrono non solo i recettori del sacculo ma anche quelli dell utricolo vestibolare. La definizione dei recettori che originano il VMR (sacculo e utricolo vestibolari), fa si che tale riflesso possa essere utilizzato per la valutazione della funzionalità otolitica nell uomo. Ultimamente è stato avviato uno studio combinato neurofisiologico-neuroradiologico, in collaborazione con la Gutenberg University di Mainz per chiarire quali strutture del troncoencefalico mediano il riflesso vestibolomassetterino con l obiettivo, una volta definito il centro dell arco riflesso, di inserire tale test nella pratica clinica, per l esplorazione dei circuiti troncoencefalici nell uomo. A tale riguardo è stata avviata nei mesi scorsi una collaborazione con il Prof. Frederik Barkhof, Direttore dell Image Analysis Center (IAC), VU medical center, Università di Amsterdam, allo scopo di effettuare uno studio accoppiato neurofisiologico-neuroradiologico che valuti la funzionalità e la morfologia del tronco encefalico in pazienti affetti da sclerosi multipla, partendo proprio dall analisi del riflesso vestibolo-masseterino e dalla sua correlazione con lesioni rilevate in aree specifiche del tronco dell encefalo, mediante tecniche di imaging non convenzionale. Nell ultimo anno è stato avviato uno studio volto a chiarire con quali modalità le informazioni extratrigeminali interferiscono con i comandi corticali diretti alla muscolatura masticatoria. Tale studio, che prevede l utilizzo della tecnica della stimolazione magnetica transcranica, ha fornito dati che giustificano la messa a punto di un protocollo sperimentale per l esplorazione dei circuiti intracorticali inibitori e facilitatori nella rappresentazione corticale dei muscoli masseteri. Il Prof. Tolu è autore di 180 pubblicazioni. Elenco delle Pubblicazioni più significative 1:Deriu F, Giaconi E, Rothwell JC, Tolu E. Reflex responses of masseter muscles to sound. Clin Neurophysiol Oct;121(10): Epub 2010 May 5. Review.PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 2: Ortu E, Deriu F, Suppa A, Tolu E, Rothwell JC. Effects of volitional contraction on intracortical inhibition and facilitation in the human motor cortex. J Physiol Nov 1;586(Pt21) Epub 2008 Sep 11. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE 3): Ortu E, Deriu F, Suppa A, Giaconi E, Tolu E, Rothwell JC. Intracortical modulation of cortical-bulbar responses for the masseter muscle. J Physiol Jul 15;586(14): Epub 2008 May 22. PMID [PubMed - indexed for MEDLINE 4: Deriu F, Ortu E, Capobianco S, Giaconi E, Melis F, Aiello E, Rothwell JC, Tolu E.; Origin of sound-evoked EMG responses in human masseter muscles. J Physiol Apr 1;580(Pt 1): Epub 2007 Jan 18.PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 5: Cuccurazzu B, Deriu F, Tolu E, Yates BJ, Billig I. A monosynaptic pathway links the vestibular nuclei and masseter muscle motoneurons in rats. Exp Brain Res Feb;176(4): Epub 2007 Jan 10.PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 6: Giaconi E, Deriu F, Tolu E, Cuccurazzu B, Yates BJ, Billig I. Transneuronal tracing of vestibulo-trigeminal pathways innervating the masseter muscle in the rat. Exp Brain Res May;171(3): Epub 2005 Nov 24. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 7: Deriu F, Tolu E, Rothwell JC. A sound-evoked vestibulomasseteric reflex in healthy humans. J Neurophysiol May;93(5): Epub 2004 Dec 15. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 8: Podda MV, Marcocci ME, Oggiano L, D'Ascenzo M, Tolu E, Palamara AT, Azzena GB,Grassi C. Nitric oxide increases the spontaneous firing rate of rat medial vestibular nucleus neurons in vitro via a cyclic GMP-mediated PKGindependent mechanism. Eur J Neurosci Oct;20(8):

4 PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 9: Deriu F, Tolu E, Rothwell JC. A short latency vestibulomasseteric reflex evoked by electrical stimulation over the mastoid in healthy humans. J Physiol Nov 15;553(Pt 1): Epub 2003 Aug 29. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 10: Podda MV, Deriu F, Giaconi E, Milia M, Tolu E. Melatonin inhibits rat medial vestibular nucleus neuron activity in vitro. Neurosci Lett May 8;341(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 11: Deriu F, Milia M, Sau G, Podda MV, Ortu E, Giaconi E, Aiello I, Tolu E. Modulation of masseter exteroceptive suppression by non-nociceptive upper limb afferent activation in humans. Exp Brain Res May;150(2): Epub 2003 Apr 3. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 12: Deriu F, Milia M, Sau G, Podda MV, Ortu E, Chessa G, Aiello I, Tolu E. Non-nociceptive upper limb afferents modulate masseter muscle EMG activity in man. Exp Brain Res Apr;143(3): Epub 2002 Feb 8. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 13: Deriu F, Milia M, Podda MV, Chessa G, Tolu E. Jaw muscle response to stimulation of type II somatosensory afferents of limbs in the rat. Exp Brain Res Jul;139(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 14: Podda MV, Johnston AR, Tolu E, Dutia MB. Modulation of rat medial vestibular nucleus neurone activity by vasopressin and noradrenaline in vitro. Neurosci Lett Feb 2;298(2):91-4. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 15: Deriu F, Podda MV, Milia M, Chessa G, Sau G, Pastorino M, Aiello I, Tolu E. Masseter muscle activity during vestibular stimulation in man. Arch Ital Biol Jul;138(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 16: Podda MV, Ivaldi R, Faedda R, Cossellu S, Deriu F, Tolu E, Montella A, Satta A. Inner ear pressure changes modify ADH secretion in freely moving guinea pig. J Nephrol Jan-Feb;12(1): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 17: Deriu F, Podda MV, Chessa G, Tolu E. Trigeminal integration of vestibular and forelimb nerve inputs. Arch Ital Biol Feb;137(1): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 18: Podda MV, Deriu F, Montella A, Satta A, Tolu E. Responses of vestibular neurons to arginine vasopressin microinjection. Pflugers Arch Nov;436(6): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 19: Podda MV, Deriu F, Solinas A, Demontis MP, Varoni MV, Spissu A, Anania V,Tolu E. Effect of atrazine administration on spontaneous and evoked cerebellar activity in the rat. Pharmacol Res Sep;36(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 20: Trignano M, Pisano I, Mastino GP, Sini G, Bresadola V, De Anna D, Tanda F,Cossu-Rocca P, Canu L, Tolu E. [Sutures without sutures in digestive surgery. Experimental study of the rat intestine. Ann Ital Chir May- Jun;67(3):419-23; discussion Italian. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 21: Tolu E, Caria MA, Chessa G, Melis F, Simula ME, Podda MV, Solinas A, Deriu F. Trigeminal motoneuron responses to vestibular stimulation in the guinea pig. Arch Ital Biol Mar;134(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 22: De Riu PL, Demontis MP, Anania V, Caria MA, Mameli O, Becciu A, Tolu E. Brain electrobiogenesis protection induced by nimodipine and MK-801 during acute hypoxia in hypertensive rats. Pharmacol Res Mar-Apr;31(3-4): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 4

5 23: Tolu E, Pugliatti M, Lacana P, Chessa G, Caria MA, Simula ME. Vestibular and somatosensory afferents modulate masseter muscle activity. J Vestib Res Jul-Aug;4(4): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 24: Tolu E, Pugliatti M. The vestibular system modulates masseter muscle activity. J Vestib Res Summer;3(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 25: Mameli O, Melis F, Tolu E, Caria MA, De Riu PL, Azzena GB. Penicillin-induced paroxysmal activity in brainstem neurons. Physiol Behav Mar;49(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 26: Mameli O, Mameli P, Tolu E, Padua G, Melis F, Caria MA, Virdis A. Analysis of central cardioarrhythmogenic triggers in experimental epilepsy. Epilepsy Res Dec;7(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 27: Tolu E, Mameli O, Soro P, Muretti P, Melis F, Caria MA, Bresadola F. Physostigmine and metoclopramide in oesophageal peristaltic spread in man. Pharmacol Res Commun Oct;20(10): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 28: Mameli O, Tolu E, Melis F, Caria MA. Labyrinthine projection to the hypoglossal nucleus. Brain Res Bull Jan;20(1):83-8. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 29: Tolu E, Mameli O, Caria MA, Melis F. Improvement of vestibular plasticity in the guinea pig with a calcium entry blocker. Acta Otolaryngol Suppl. 1988;460:72-9. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 30: Mameli P, Mameli O, Tolu E, Padua G, Giraudi D, Caria MA, Melis F. Neurogenic myocardial arrhythmias in experimental focal epilepsy. Epilepsia Jan-Feb;29(1): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 31: Tolu E, Mameli O. Direct and indirect action of flunarizine on vestibular activity. Pharmacol Res Commun Mar;19(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 32: De Riu PL, Mameli O, Tolu E. Comparison of the effect of althesin with diazepam and thiopental sodium on cortical and subcortical epileptic activity in the rat. Pharmacol Res Commun Jan;19(1): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 33: Mameli O, Tolu E. Hypoglossal responses to macular stimulation in the rabbit. Physiol Behav. 1987;39(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 34: Mameli O, Tolu E. Somatosensory input from the forelimb nerves to the hypoglossal neurons. Exp Neurol Dec;94(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 35: Mameli O, Tolu E, Melis F, Caria MA, Sechi GP, De Riu PL. Postrotatory nystagmus during phenytoin treatment. Epilepsia Jul-Aug;27(4): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 36: Mameli O, Tolu E. Involvement of the inferior olivary neurons in vestibular compensation. Brain Res Bull May;16(5): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 37: Mameli O, Tolu E. Vestibular ampullar modulation of hypoglossal neurons. Physiol Behav. 1986;37(5): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 38: Mameli O, Tolu E. Visual input to the hypoglossal nucleus. Exp Neurol Nov;90(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 5

6 39: Mameli O, Tolu E, Caria MA, Melis F, Sechi GP. Effects of phenytoin administration on vestibular function in the rat. Epilepsia May-Jun;26(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 40: Tolu E, Mameli O. Pharmacological improvement of vestibular plasticity. Effects of a Ca2+-antagonist agent. Pharmacol Res Commun Dec;16(12): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 41: Mameli O, Tolu E. Further observations on the action of phenytoin on the cerebellum in rats: involvement of the lateral reticular nucleus. Epilepsia Jun;25(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 42: Mameli O, Tolu E, Melis F, Caria MA, Palmieri G, Piredda S. Correlations between cerebellar activity and chronic nontoxic administration of phenytoin in rats. Epilepsia Feb;25(1):33-9. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 43: Tolu E, Mameli O, Caria MA, Melis F, Anania V, Desole MS. Protective effects of Ca++-antagonist agents on the cerebral electrical activity during anoxia in the rat. Pharmacol Res Commun Oct;15(9): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 44: Azzena GB, Mameli O, Tolu E. Convergence of central and peripheral signals on vestibular cells. Acta Otolaryngol Mar-Apr;95(3-4): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 45: Azzena GB, Campus G, Mameli O, Moraglia S, Padua G, Pau A, Pau S, Ruju P, Sehrbundt Viale E, Tolu E, Turtas S, Viale GL. Omental transposition or transplantation to the brain and superficial temporal artery--middle cerebral artery anastomosis in preventing experimental cerebral ischaemia. Acta Neurochir (Wien). 1983;68(1-2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 46: Mameli O, Tolu E, Piredda S, Monaco F, Mutani R. Cerebellar impairment following acute nontoxic administration of phenytoin in rat. Epilepsia Dec;23(6): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 47: Tolu E, Mameli O, De Riu PL. Relationship between cerebral nystagmogenic area and spinal cord. Physiol Behav Aug;29(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 48: Tolu E, Mameli O, Azzena MT, Azzena GB. Dynamic responses of vestibular cells during spinal decompensation. Physiol Behav Nov;25(5): No abstract available. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 49: Azzena GB, Mameli O, Tolu E. Distribution of visual input to the vestibular nuclei. Arch Ital Biol May;118(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 50: Azzena GB, Mameli O, Tolu E. Cerebellar contribution in compensating the vestibular function. Prog Brain Res. 1979;50: No abstract available. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 51: Mameli O, Deriu PL, Azzena MT, Tolu E. Functional role of the cerebral nystagmogenic area in the cat. Arch Int Physiol Biochim Feb;86(1):1-10. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 52: Azzena GB, Mameli O, Tolu E. Vestibular units during decompensation. Experientia Feb 15;33(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 53: Azzena GB, Mameli O, Tolu E. Vestibular nuclei of hemilabyrinthectomized guinea pigs during decompensation. Arch Ital Biol Nov;114(4): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 6

7 54: Pilurzi G, Hasan A, Saifee TA, Tolu E, Rothwell JC, Deriu F. Intracortical circuits, sensorimotor integration and plasticity in human motor cortical projections to muscles of the lower face. J Physiol Apr 1;591(Pt 7): doi: /jphysiol Epub 2013 Jan 7. In Fede Prof. Eusebio Tolu Dipartimento di Scienze Biomediche Fisiologia e Bioingegneria dell'uomo,università di Sassari Viale San Pietro 43/b Sassari Tel Fax Cell