DATI PERSONALI Nome e Cognome Franca Deriu Luogo e data di nascita Ossi (SS), 2 Febbraio 1965

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1 DATI PERSONALI Nome e Cognome Franca Deriu Luogo e data di nascita Ossi (SS), 2 Febbraio 1965 Nazionalità Italiana Stato Civile Coniugata, 3 figli Lingua Straniera Inglese (scritto e parlato) Indirizzo Dipartimento di Scienze Biomediche - Sez. Fisiologia e Bioingegneria dell Uomo - Facoltà di Medicina e Chirurgia - Università di Sassari Viale San Pietro 43/b, I Sassari Tel Fax: deriuf@uniss.it Cell TITOLI DI STUDIO ED ACCADEMICI 1989 Laurea in Medicina e Chirurgia con votazione 110/110 e lode presso l'università di Sassari. Titolo della tesi: "Lo sviluppo del fuso neuromuscolare nel feto umano" Abilitazione all'esercizio della professione medica Iscrizione all'ordine dei Medici Chirurghi e Odontoiatri della provincia di Sassari 1994 Dottorato di Ricerca in "Fisiopatologia degli Organi di Senso e Comunicazione". Titolo della tesi: "Modulazione noradrenergica del riflesso miotatico: possibile influenza sulla funzione motoria" Specializzazione in Neurologia con votazione 50/50 e lode presso l'università degli Studi di Sassari. Titolo della tesi: "Ruolo del sistema nervoso ortosimpatico nella regolazione della microcircolazione cerebrale: possibili implicazioni funzionali e cliniche" Ricercatore in Fisiologia Umana (ssd BIO/09) presso l'università di Sassari 2005-presente Professore Associato di Fisiologia Umana (ssd BIO/09) presso l'università di Sassari Membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in Fisiologia, Farmacologia, Morfologia e Fisiopatologia del Sistemi Nervoso con sede amministrativa presso l Università degli Studi di Sassari 2006-presente 2007-presente Membro della Commissione Didattica, Corso di Laurea in Fisioterapia, Università di Sassari Membro della Conferenza di Indirizzi della Scuola di Dottorato in Scienze Biomediche, con sede amministrativa presso l Università di Sassari BORSE DI STUDIO E FINANZIAMENTI Borsa per il corso di dottorato di ricerca in Fisiopatologia degli organi di senso e di comunicazione, presso l Università degli studi di Torino Borsa di Studio bandita dall Istituto Neurologico C. Mondino di Pavia. Titolo del progetto di ricerca: Riflessi trigeminali come metodo di studio dei sistemi nocicettivi nelle cefalee primarie Borsa di studio post-dottorato presso l Università degli Studi di Torino. Titolo del progetto di ricerca: Ruolo del sistema nervoso ortosimpatico nel controllo fisiologico del sistema cerebrovascolare Contratto ex art. 37 finanziato dalla Regione Sardegna. Titolo del progetto di ricerca:

2 L apparato vestibolare, organo dell equilibrio, nel controllo posturale dei muscoli masticatori presso l Istituto di Fisiologia Umana dell Università di Sassari Assegno di ricerca bandito dall Università degli Studi di Sassari per lo svolgimento del progetto di ricerca dal titolo: Ruolo svolto dalle afferenze vestibolari e somatosensitive nel controllo dell attività dei motoneuroni trigeminali Finanziamento erogato dall Università degli Studi di Sassari sul Fondo giovani ricercatori per il progetto dal titolo Ruolo svolto dalle afferenze vestibolari e somatosensitive nel controllo dell attività dei motoneuroni trigeminali Finanziamento erogato dall Università degli Studi di Sassari sul Fondo giovani ricercatori per il progetto dal titolo Ruolo delle afferenze vestibolari nel controllo dell attività del sistema motorio trigeminale nell uomo Finanziamento CNR del programma di ricerca svolto in collaborazione con Prof. John Rothwell, Direttore del Sobell Department of Motor Neuroscience and Movement Disorders, Institute of Neurology, University College London, nell ambito del Programma di scambi internazionali per la mobilità di breve durata (short-term mobility) 2007 Fondo di ateneo per la ricerca (FAR ex 60%) 2007 Premio produttività scientifica finanziato dalla Regione Sardegna INCARICHI DIDATTICI ATTUALI Dal 2001 Attività didattica integrativa nell ambito della disciplina di Fisiologia Umana e membro della commissione d esame della medesima disciplina, Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia, Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università di Sassari. Dal 2002 Docente incaricata della disciplina di Fisiologia Applicata nell ambito del corso di Specializzazione in Ortopedia e Traumatologia, presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell Università degli Studi di Sassari. Dal 2003 Coordinatore e docente incaricato del Corso Integrato in Fisiologia Umana e Metodologie Riabilitative e Docente di Fisiologia e Neurofisiologia nell ambito del Corso Integrato di Neuroscienze nel Corso di Laurea triennale in Fisioterapia dell Università di Sassari Docente incaricata della disciplina di Elementi di Morfologia e Fisiopatologia Cellulare e Generale nell ambito del corso di Specializzazione in Biochimica Clinica, presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell Università degli Studi di Sassari. SOMMARIO DELLE COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ATTUALI Dal 1995 Collabora con la Clinica Neurologica (Prof. I Aiello e Dr GF Sau), la Clinica Odontoiatrica (Prof. G. Chessa) e la Clinica Otorinolaringoiatria (Dr S Capobianco) dell Università di Sassari per lo studio dell influenza esercitata da afferenze spinali e vestibolari sul sistema motorio trigeminale. Dal 2002 Collabora con il Sobell Department of Motor Neuroscience and Movement Disorders, Institute of Neurology, University College London per lo studio delle relazioni vestibolo-trigeminali (Prof. John Rothwell, Prof. Brian Day e Dr Miriam Welgampola) e, più recentemente, per lo studio dei meccanismi di controllo corticale della

3 muscolatura masticatoria (Prof. John Rothwell). Dal 2003 Collabora con il Eye and Ear Institute, Department of Otolaryngology, School of Medicine, University of Pittsburgh (Prof. Bill Yates), e con il Department of Neuroscience, University of Pittsburgh (Dr Isabelle Billig) per uno studio neuroanatomico volto a definire, nell animale da esperimento, le vie anatomiche che connettono i nuclei vestibolari al nucleo motorio del trigemino. Nel 2007 ha avviato una collaborazione con l Istituto di Radiologia, Servizio di Risonanza magnetica nucleare (Prof. Maurizio Conti), dell Università di Sassari e con il Department of Neurology and Department of Neuroradiology, Johannes Gutenberg University, Mainz, Germania (Prof.ssa Marianne Dieterich e Dr Jurgen Marx) per effettuare uno studio di correlazione neurofisiologica-neuroradiologica in pazienti con lesioni focali del tronco dell encefalo, allo scopo di definire il circuito nervoso che sottende il riflesso vestibolomasseterino. INTERESSI SCIENTIFICI Sin dall inizio della sua attività scientifica, la maggior parte delle ricerche svolte dalla Prof.ssa Deriu ha avuto come oggetto lo studio dei fattori fisiologici che partecipano al controllo del sistema motorio trigeminale, con particolare riguardo al ruolo svolto dalle informazioni sensitive provenienti da distretti extra-trigeminali. Nei primi anni della sua attività scientifica ( ) si è dedicata allo studio delle interazioni somato-vegetative a livello trigeminale, nel modello animale. Tale studio ha dato un contributo alla comprensione del ruolo controverso giocato dal sistema nervoso ortosimpatico nel controllo motorio della muscolatura masticatoria. In particolare, è stato dimostrato che in condizioni di attivazione simpatica, viene ridotta la sensibilità dei fusi neuromuscolari alle variazioni di lunghezza muscolare, con conseguente riduzione del guadagno del riflesso tonico da vibrazione e del riflesso masseterino. Questi dati suggeriscono che, nell ambito di un particolare programma motorio eseguito dai muscoli masticatori, una variazione addizionale dello stesso, correlata al contesto nel quale quel particolare atto è eseguito, può verificarsi in tutte quelle condizioni fisiologiche in cui il sistema nervoso ortosimpatico è attivato (stati emozionali, esercizio fisico, paura, stress, ecc.). E stato inoltre dimostrato che accanto a questa azione esercitata sui fusi neuromuscolari, il sistema ortosimpatico potenzia la contrazione dei muscoli masseteri e digastrici mediante un azione esercitata direttamente sulla fibra muscolare scheletrica. Negli ultimi 10 anni ( ) l attenzione è stata focalizzata sulla comprensione del possibile ruolo svolto dalle afferenze somatosensitive provenienti dagli arti e dalle afferenze vestibolari nel controllo del movimento e della postura della muscolatura masticatoria, sia nel modello animale che nell uomo. Relazioni spino-trigeminali Lo studio delle relazioni spino-trigeminali, condotto nell animale anestetizzato, ha dimostrato che le afferenze somatosensitive di tipo II provenienti dai 4 arti, convergono su singole unità motorie masseterine e digastriche, inducendo risposte eccitatorie di tipo polisinaptico. La permanenza di tali risposte nell animale decerebrato a livello precollicolare suggerisce che l integrazione sensorimotoria avvenga a livello del tronco encefalico. È stato proposto che, da un punto di vista funzionale, gli effetti osservati potrebbero avere un ruolo nell aggiustamento dell attività della muscolatura masticatoria durante lo spostamento degli arti nello spazio. L integrazione sensori-motoria di segnali spinali e trigeminali può, per esempio, essere alla base della coordinazione fra movimento di arti e mandibola che è richiesta in numerosi atti motori e comportamentali complessi, come l orientamento, il procacciarsi il cibo,

4 l esplorazione, l aggressione ecc. In un contesto più ampio la relazione spino-trigeminale evidenziata in questo studio può essere considerata come uno dei livelli del controllo gerarchico dell apparato stomatognatico e, in tale contesto, si può pertanto supporre che anche le informazioni somatosensitive provenienti dagli arti possano contribuire al controllo della muscolatura masticatoria. La proiezione funzionale delle fibre non-dolorifiche provenienti dall arto superiore è stata esplorata successivamente in soggetti sani. Tale studio ha dimostrato che la stimolazione elettrica dei nervi mediano e radiale, ad intensità inferiore alla soglia del dolore, induce sull attività EMG dei muscoli masseteri, volontariamente attivati ad un livello prestabilito, un riflesso inibitorio a bassa soglia seguito da una risposta eccitatoria tardiva. La risposta inibitoria viene considerata il risultato di un azione modulatoria esercitata, attraverso una via nervosa multisinaptica, da informazioni di natura non dolorifica provenienti dagli arti superiori, sul comando motorio volontario diretto ai muscoli masseteri. Tale azione verrebbe integrata a livello sottocorticale, come dimostrato dalla permanenza del riflesso spino-trigeminale inibitorio in un paziente con selettiva assenza della componente N20 dei potenziali evocati somatosensitivi del nervo mediano. Per quanto riguarda la natura della risposta eccitatoria tardiva, non è ancora chiaro se si tratta di un riflesso di per se, di un rebound che segue l inibizione o di una risposta long-loop sostenuta da un circuito transcorticale. E stato inoltre evidenziato che l attivazione dell afferenza spinale non nocicettiva può interferire non solo con il comando motorio volontario, ma anche con riflessi trigeminotrigeminali, quale la soppressione esterocettiva dei muscoli masseteri, indotta dalla stimolazione di afferenze provenienti dal distretto orale e periorale. Il significato funzionale di tale azione potrebbe essere ipotizzato sulla base del ruolo attribuito a tale riflesso trigeminale: un azione diretta a modulare il movimento mandibolare non solo durante la masticazione, ma anche durante la fonazione, tutte funzioni che sono sempre accompagnate da movimenti degli arti superiori. Relazioni vestibolo-trigeminali Lo studio delle relazioni vestibolo-trigeminali, condotto nell animale anestetizzato, ha dimostrato che la stimolazione naturale e/o elettrica dei recettori delle ampolle vestibolari induce sull attività dei motoneuroni trigeminali masseterini e digastrici un effetto eccitatorio, bilaterale ed asimmetrico, tonico, di lunga durata, con latenze compatibili con una via polisinaptica. E stato inoltre messo in evidenza un chiaro fenomeno di convergenza di informazioni vestibolari e somatosensitive spinali su singoli motoneuroni trigeminali. E stato proposto che tale convergenza possa avere un ruolo di rilievo nel controllo dinamico del tono posturale dei muscoli masticatori che si verificherebbe durante modificazioni della posizione della testa e degli arti nello spazio. Lo studio della relazione vestibolo-trigeminale evidenziata nell animale da esperimento 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 ad un livello prestabilito, e sul periodo silente esterocettivo dei muscoli masseteri, evocato dalla stimolazione elettrica del nervo mentale. I risultati di questo studio hanno evidenziato che l attivazione vestibolare di tipo maculare esercita un azione bilaterale ed asimmetrica sull attività dei muscoli masseteri, confermando anche nella specie umana l esistenza della relazione vestibolo-trigeminale evidenziata nell animale da esperimento. Di recente, 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 (Institute of Neurological Sciences and UNSW Clinical School, Prince of Wales Hospital, Sydney, Australia) 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 di una nuova risposta riflessa inibitoria, bilaterale e simmetrica, originata dai recettori del sacculo vestibolare, denominata per tale motivo riflesso vestibolomasseterino (VMR).

5 Tale riflesso ha una latenza compatibile con una via di-trisinaptica e il suo significato funzionale non è ancora noto. E stato ipotizzato che possa giocare un ruolo nel modulare rapidamente l attività dei muscoli masseteri, in risposta ad improvvise perturbazioni della posizione della testa nello spazio; nel contribuire alla stabilizzazione della mandibola durante la locomozione ed il salto; nel mantenere la forza dei muscoli masseteri uguale nei due lati, quando il soggetto mastica con la testa inclinata su un lato; nel modulare finemente l attività dei masseteri quando questi sono coinvolti in compiti motori che richiedono un attivazione muscolare asimmetrica, quali la laterotrusione e la retrusione-protrusione estreme. 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. Si ritiene che il primo tipo di controllo, sostenuto e più potente, possa avere un ruolo posturale, mentre il secondo tipo di controllo avrebbe verosimilmente la funzione di permettere alle informazioni vestibolari un rapido accesso ai motoneuroni masseterini così da indurre una fine modulazione della loro attività in risposta a variazioni rapide della posizione della testa rispetto alla gravità. 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 vestibolotrigeminale sono il nucleo vestibolare mediale, il nucleo preposito ipoglosso e il nucleo vestibolare spinale. Recentemente uno studio in collaborazione con il Prof. Brian Day e la Dr. Miriam Welgampola (Sobell Department of Motor Neuroscience and Movement Disorders, Institute of Neurology, 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 VMR. Una volta definito il centro dell arco riflesso, il VMR potrà essere proposto come un test da aggiungere a quelli routinariamente utilizzati nella pratica clinica, per l esplorazione dei circuiti troncoencefalici nell uomo. Meccanismi corticali di controllo della muscolatura masticatoria nell uomo sano 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 preliminari 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.