Italiano

Il corso introduce i principi delle neuroscienze applicate allo studio del sistema visivo, con particolare riferimento alle tecnologie di acquisizione, elaborazione e interpretazione dei segnali neurofisiologici e delle immagini retiniche. Saranno approfonditi i fondamenti fisiologici, biofisici e tecnologici dell'elettroretinografia (ERG), dei potenziali evocati visivi (VEP) e della tomografia a coerenza ottica (OCT), nonché le principali procedure di acquisizione, i parametri quantitativi, le fonti di artefatto e i criteri di interpretazione. Le metodiche saranno discusse nel contesto delle principali applicazioni neuro-oftalmologiche, con attenzione all'integrazione tra informazioni strutturali e funzionali, ai biomarcatori quantitativi e alle prospettive offerte dall'analisi automatizzata dei dati e dall'intelligenza artificiale.

Oftalmologia. Simonelli et al. Idelson Gnocchi Editore.

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:
- comprendere i principi fisiologici, biofisici e tecnologici alla base di ERG, VEP e OCT;
- descrivere le principali fasi di acquisizione dei segnali e delle immagini, riconoscendo le più comuni fonti di rumore e di artefatto;
- interpretare criticamente i principali parametri quantitativi derivanti dalle indagini elettrofisiologiche e OCT;
- correlare le informazioni funzionali e strutturali ottenute mediante metodiche differenti;
- discutere indicazioni, potenzialità e limiti delle tecnologie considerate nelle principali applicazioni neuro-oftalmologiche;
- valutare il contributo dell'elaborazione quantitativa dei dati e dell'intelligenza artificiale allo sviluppo di biomarcatori e sistemi di supporto alla decisione.

Sono richieste conoscenze di base di, biofisica, elaborazione dei segnali e strumentazione biomedica. La familiarità con i concetti fondamentali di analisi dei dati biomedici facilita la comprensione delle esercitazioni.

Il modulo prevede 2 CFU, per un totale di 16 ore, articolate in lezioni frontali, includendo anche esercitazioni guidate. Le lezioni integrano i fondamenti fisiologici e tecnologici con esempi applicativi. Le esercitazioni prevedono l'analisi guidata di tracciati elettrofisiologici e immagini OCT, la discussione delle procedure di acquisizione, il riconoscimento degli artefatti e l'interpretazione dei principali biomarcatori quantitativi in casi esemplificativi.

La verifica dell'apprendimento avverrà mediante esame orale, finalizzato ad accertare il raggiungimento degli obiettivi formativi e dei risultati di apprendimento attesi. Lo studente dovrà dimostrare di conoscere i principi fisiologici, biofisici e tecnologici delle metodiche di elettrofisiologia visiva e OCT, di comprenderne le procedure di acquisizione e di interpretarne criticamente i principali risultati. Nel corso della prova potrà essere richiesta la discussione di tracciati elettrofisiologici, immagini OCT o casi applicativi, al fine di valutare la capacità di riconoscere reperti significativi e artefatti, integrare informazioni strutturali e funzionali e motivare le proprie conclusioni. Saranno inoltre valutati l'autonomia di giudizio, la capacità di collegamento interdisciplinare e l'uso appropriato del lessico scientifico e tecnico.
Durante la prova non sarà consentita la consultazione di materiale didattico né l'utilizzo di dispositivi elettronici, salvo specifiche disposizioni previste per studenti con disabilità o disturbi specifici dell'apprendimento.
Il voto finale sarà espresso in trentesimi. Il voto minimo di 18/30 corrisponde al possesso delle conoscenze essenziali e alla capacità di interpretare, con sufficiente correttezza, i dati più semplici. Il voto massimo di 30/30 è attribuito a una preparazione completa e approfondita, caratterizzata dalla capacità di integrare criticamente gli aspetti fisiologici, tecnologici e applicativi e di analizzare con autonomia i dati proposti.

Le slide, il materiale integrativo e una selezione di articoli scientifici saranno resi disponibili agli studenti. Durante il corso saranno discussi casi applicativi e recenti sviluppi della letteratura relativi all'elettrofisiologia visiva, all'imaging quantitativo e all'intelligenza artificiale in ambito neuro-oftalmologico.

1) Introduzione alla neuro-oftalmologia e organizzazione delle vie visive
2) Elettroretinogramma (ERG): basi fisiologiche, principi di registrazione, acquisizione secondo gli standard ISCEV, parametri quantitativi, artefatti e interpretazione
3) Potenziali evocati visivi (VEP): basi fisiologiche, configurazioni di stimolazione e registrazione, parametri di analisi, artefatti e applicazioni cliniche
4) Tomografia a coerenza ottica: principi fisici e tecnologici; sistemi Spectral-Domain e Swept-Source; acquisizione, segmentazione e qualità dell'immagine
5) Analisi quantitativa dello strato delle fibre nervose retiniche (RNFL) e del complesso delle cellule ganglionari; integrazione struttura-funzione nelle neuropatie ottiche
6) Applicazioni nelle neuropatie ottiche, nella neurite ottica e nella sclerosi multipla; imaging multimodale, biomarcatori quantitativi, analisi automatizzata e prospettive dell'intelligenza artificiale
7) Neuroimaging funzionale nelle terapie avanzate: utilizzo della risonanza magnetica funzionale (fMRI) come biomarcatore quantitativo per la valutazione della plasticità cerebrale e della risposta alla terapia genica nelle malattie retiniche ereditarie

Italian

The course introduces the principles of applied neuroscience relevant to the study of the visual system, with particular emphasis on technologies for the acquisition, processing, and interpretation of neurophysiological signals and retinal images. The physiological, biophysical, and technological foundations of electroretinography (ERG), visual evoked potentials (VEP), and optical coherence tomography (OCT) will be addressed, together with acquisition procedures, quantitative parameters, sources of artefact, and interpretation criteria. These methods will be discussed in the context of major neuro-ophthalmological applications, with attention to the integration of structural and functional information, quantitative biomarkers, and the opportunities offered by automated data analysis and artificial intelligence.

Oftalmologia. Simonelli et al. Idelson Gnocchi Editore.

By the end of the course, students will be able to:
- understand the physiological, biophysical, and technological principles underlying ERG, VEP, and OCT;
- describe the main stages of signal and image acquisition and identify common sources of noise and artefact;
- critically interpret the main quantitative parameters derived from electrophysiological examinations and OCT;
- relate functional and structural information obtained using different methods;
- discuss the indications, potential, and limitations of the technologies considered in major neuro-ophthalmological applications;
- evaluate the contribution of quantitative data processing and artificial intelligence to the development of biomarkers and decision-support systems.

Basic knowledge of the anatomy and physiology of the nervous and visual systems, biophysics, signal processing, and biomedical instrumentation is required. Familiarity with fundamental concepts of biomedical data analysis will facilitate participation in the practical sessions.

The module accounts for 2 ECTS credits and includes 16 teaching hours, including also guided practical sessions. Lectures integrate physiological and technological foundations with application examples. Practical sessions include guided analysis of electrophysiological recordings and OCT images, discussion of acquisition procedures, artefact recognition, and interpretation of the main quantitative biomarkers in selected case studies.

Learning will be assessed through an oral examination aimed at verifying achievement of the course objectives and expected learning outcomes. Students will be required to demonstrate knowledge of the physiological, biophysical, and technological principles of visual electrophysiology and OCT, an understanding of the relevant acquisition procedures, and the ability to critically interpret the main findings. During the examination, students may be asked to discuss electrophysiological recordings, OCT images, or application cases in order to assess their ability to identify significant findings and artefacts, integrate structural and functional information, and justify their conclusions. Independent judgement, interdisciplinary reasoning, and the appropriate use of scientific and technical terminology will also be assessed.
Consultation of teaching materials and use of electronic devices will not be permitted during the examination, except where specific arrangements have been formally approved for students with disabilities or specific learning disorders.
The final grade will be expressed on a 30-point scale. The minimum passing grade of 18/30 corresponds to possession of the essential knowledge and the ability to interpret relatively simple data with sufficient accuracy. The maximum grade of 30/30 is awarded for comprehensive and in-depth preparation, demonstrated by the ability to critically integrate physiological, technological, and application-related aspects and to analyse the proposed data independently.

Lecture slides, supplementary materials, and a selection of scientific articles will be made available to students. Application cases and recent developments in the literature on visual electrophysiology, quantitative imaging, and artificial intelligence in neuro-ophthalmology will be discussed during the course.

1) Introduction to neuro-ophthalmology and organisation of the visual pathways.
2) Electroretinography (ERG): physiological foundations, recording principles, acquisition according to ISCEV standards, quantitative parameters, artefacts, and interpretation (3 hours).
3) Visual evoked potentials (VEP): physiological foundations, stimulation and recording configurations, analysis parameters, artefacts, and clinical applications
4) Optical coherence tomography: physical and technological principles; Spectral-Domain and Swept-Source systems; acquisition, segmentation, and image quality.
5) Quantitative analysis of the retinal nerve fibre layer (RNFL) and ganglion cell complex; structure-function integration in optic neuropathies (3 hours).
6) Applications in optic neuropathies, optic neuritis, and multiple sclerosis; multimodal imaging, quantitative biomarkers, automated analysis, and perspectives of artificial intelligence
7) Functional neuroimaging in advanced therapies: use of functional magnetic resonance imaging (fMRI) as a quantitative biomarker to assess cortical plasticity and response to gene therapy in inherited retinal diseases