Descrizione del progetto
Studio dei meccanismi di miglioramento delle prestazioni cognitive in condizioni di ipossia
L’alterazione della neuroplasticità è legata al declino cognitivo, ma i meccanismi alla base della neuroplasticità sono sconosciuti, impedendo la scoperta di nuovi trattamenti. Il progetto ALTIBRAIN, finanziato dall’UE, studierà un nuovo modello che collega il livello di ossigeno, l’aumento dell’eritropoietina (EPO) cerebrale, la neuroplasticità e la cognizione. Il progetto si baserà sulla precedente scoperta che la sovraregolazione dell’EPO nel cervello, utilizzando un basso livello di ossigeno ambientale, aumenta la neuroplasticità e la cognizione nei topi. ALTIBRAIN determinerà se la sovraregolazione dell’EPO cerebrale a causa della scarsità di ossigeno sia il meccanismo che porta alla neuroplasticità di lunga durata e all’aumento delle funzioni cognitive negli esseri umani. Utilizzando un approccio di ricerca traslazionale multidisciplinare nell’uomo e nel topo, i ricercatori studieranno gli effetti di un basso livello di ossigeno ambientale combinato con l’allenamento cognitivo sull’espressione dell’EPO cerebrale e sulle prestazioni cognitive.
Obiettivo
Cognitive decline is an urgent strategic treatment target to improve the lives of people with neuropsychiatric disorders and reduce associated societal costs but treatments with robust and long-lasting efficacy are essentially lacking. Neuroplasticity is pivotal for cognitive functions and its disruption is involved in cognitive decline. However, the mechanisms underlying long-lasting neuroplasticity are unknown, which impedes the discovery of effective treatments. To address this challenge, I have conducted multidisciplinary research over the past 15 years into the cognitive and neurobiological effects of erythropoietin (EPO), a body-own protein involved in neurodevelopment, neuroprotection and cognition. We discovered that upregulation of EPO in the brain by low ambient oxygen increased neuroplasticity and cognition in mice. Building on this discovery, ALTIBRAIN will test a novel model linking oxygen manipulation, increased brain EPO, neuroplasticity and cognition. Specifically, ALTIBRAIN will determine whether upregulation of brain EPO by low ambient oxygen is a novel mechanism of long-lasting neuroplasticity and increased cognitive functions. We will achieve this ambitious goal using a multidisciplinary translational research approach combining cutting-edge methods from neuropsychology, neuroimaging and neuroscience. In parallel studies in humans and mice, we will investigate whether 3-week intermittent low ambient oxygen combined with cognitive training induces expression of brain EPO sufficient to produce similar effects to those, which I found upon exogenous EPO treatment. We expect long-lasting increase in cognitive performance, hippocampal volume and function and in differentiation/maturation of neural progenitor cells and dendritic spines. The findings can lead to a breakthrough in the understanding of mechanisms underlying enduring neuroplasticity and a paradigm shift in treatment strategies targeting cognitive decline.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
1165 Kobenhavn
Danimarca