I disturbi dello spettro autistico sono le più frequenti condizioni patologiche legate allo sviluppo cerebrale nell’uomo e portano a gravi problemi di comunicazione e di interazione sociale.  Una delle cause recentemente individuate per i disturbi dello spettro autistico sono le mutazioni nel gene SETD5 che generano l’inattivazione di una delle due copie del gene (aploinsufficienza). Un nuovo studio, appena pubblicato su “International Journal of Molecular Sciences”, ha messo a punto per la prima volta un modello di aploinsufficienza di SETD5 nel pesce zebra (zebrafish) che riproduce importanti tratti dei disturbi dello spettro autistico.

La ricerca è stata condotta da un team del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa, coordinato dal professor Massimiliano Andreazzoli, che vede coinvolti la professoressa Chiara Gabellini, il dottor Davide Martini, il dottor Matteo Digregorio e, tra i collaboratori esterni, il dottor William Norton della University of Leicester (UK). 

Mutanti di zebrafish con aploinsufficienza di setd5, generati nell’unità di Biologia Cellulare e dello Sviluppo con l’innovativa tecnologia del CRISPR/Cas9 (un sistema che consente di modificare in modo rapido una precisa regione del DNA), presentano difetti nei comportamenti sociali legati all’aggregazione e al riconoscimento di nuovi stimoli sociali. L’analisi molecolare ha permesso di evidenziare una significativa riduzione dell’espressione di RNA messaggeri che codificano per proteine fondamentali nel funzionamento delle sinapsi neurali, suggerendo, come conseguenza, una ridotta connettività del cervello nei mutanti per il gene setd5.

Da sinistra: Massimiliano Andreazzoli, Davide Martini, Chiara Gabellini, Matteo Digregorio.

La validità di questo modello di malattia è ulteriormente sostenuta dall’osservazione che i deficit comportamentali possono essere notevolmente ridotti dal trattamento dei mutanti con risperidone, un farmaco usato per alleviare alcuni sintomi negli individui con disturbi dello spettro autistico. Questi dati indicano un promettente futuro utilizzo di questo modello di aploinsufficienza di SETD5 per lo screening di molecole atte a compensare i deficit causati dalla mutazione, contribuendo quindi allo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici per i disturbi dello spettro autistico.

In occasione del suo pensionamento, il professor Mario Innocenti, a lungo docente di controlli automatici nel Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, ha tenuto nell’aula magna della Scuola di Ingegneria una lectio magistralis in cui ha ripercorso la storia della formazione del gruppo di ricerca su robotica, veicoli e controlli, oggi tra le eccellenze a livello nazionale e internazionale, e all’istituzione della prima laurea specialistica in robotica ed automazione dell’ateneo pisano.

Laureato nel 1978 in Ingegneria aeronautica presso l’Università di Pisa, il professor Innocenti ha conseguito il dottorato presso la School of Aeronautics and Astronautics della Purdue University, West Lafayette, Indiana nel 1982. Dal 1982 al 1992 è stato professore presso il Dipartimento di Ingegneria aerospaziale della Auburn University, Alabama. Nel 1993 è rientrato a Pisa come professore associato in sistemi e controlli automatici, divenendo professore ordinario nel gennaio 2000.

“Proprio in quegli anni – racconta Mario Innocenti – vennero istituite le lauree specialistiche con il 3+2. Le nuove linee ministeriali riconoscevano l'ingegneria robotica e dell’automazione come disciplina autonoma, in cui, data la grande interdisciplinarità della materia, potevano confluire diverse competenze da ingegneria informatica, elettrica e meccanica. Il gruppo di ricerca, formatosi attorno ad Aldo Balestrino, vedeva infatti ricercatori provenienti da background culturali diversi, cosa che garantiva un grande fermento culturale e ampia libertà di ricerca”.

Grazie all’impulso dato dal gruppo, allora formato, oltre che da Innocenti e Balestrino, anche dai più giovani colleghi Antonio Bicchi, Andrea Caiti e Alberto Landi, ha preso il via nel 2002 la prima laurea specialistica a Pisa in Ingegneria dell’Automazione, poi diventata nel 2007 laurea magistrale in Ingegneria robotica e dell'Automazione, di cui Innocenti è stato il primo presidente di corso di studio. Parallelamente, è stato anche presidente del dottorato in Robotica, Automatica e Bioingegneria dal 2000 al 2008. In questo contesto è stato tutore di 20 dottorati e relatore di più di 110 tesi di laurea.

“Quella in robotica e automazione – prosegue Innocenti – era allora la prima laurea magistrale in Italia che non aveva alle spalle un percorso di studi triennale. La scommessa era far confluire assieme studenti provenienti da diversi corsi di laurea, per formare figure realmente interdisciplinari, un approccio che la ricerca in robotica e automatica richiede. Il corso ha avuto un grande successo, e ora siamo a circa cento studenti l’anno. Molti dei nostri ex studenti lavorano in istituzioni pubbliche e private prestigiose in Europa e USA, andando a rafforzare una rete di ricercatori che collaborano e condividono conoscenze”.

Dal 2014 Innocenti è tornato alla ricerca in ambito aerospaziale, avviando diverse collaborazioni con l’ESA, l’Agenzia Spaziale Europea. Nell’ambito del corso di laurea magistrale in Robotica e Automazione ha dato impulso all’istituzione di un nuovo insegnamento di Robotica aerospaziale. La ricerca sui veicoli spaziali arricchisce ulteriormente la proposta scientifico-didattica in sistemi robotici e fortemente automatizzati che vede il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione tra i punti di riferimento a livello internazionale.

Si aprono alle ore 12 di mercoledì 1° febbraio le prenotazioni online dei biglietti per il "Concerto d’Inverno" dell'Orchestra dell'Università di Pisa, in programma al Teatro Verdi mercoledì 8 febbraio alle ore 21.
L’evento è a ingresso gratuito e i biglietti possono essere prenotati, fino a un massimo di due, esclusivamente sul sito http://su.unipi.it/BookingCoroOrchestra, fino a esaurimento dei posti.
L'Orchestra, diretta dal maestra Manfred Giampietro, eseguirà l’Ouverture dal Don Giovanni K 527 di Wolfgang Amadeus Mozart e la Sinfonia n. 3 in mi bemolle maggiore “Eroica” Op. 55 di Ludwig van Beethoven.

Si aprono alle ore 12 di mercoledì 1° febbraio le prenotazioni online dei biglietti per il "Concerto d’Inverno" dell'Orchestra dell'Università di Pisa, in programma al Teatro Verdi mercoledì 8 febbraio alle ore 21. L’evento è a ingresso gratuito e i biglietti possono essere prenotati, fino a un massimo di due, esclusivamente sul sito http://su.unipi.it/BookingCoroOrchestra, fino a esaurimento dei posti.

L'Orchestra, diretta dal maestra Manfred Giampietro, eseguirà l’Ouverture dal Don Giovanni K 527 di Wolfgang Amadeus Mozart e la Sinfonia n. 3 in mi bemolle maggiore “Eroica” Op. 55 di Ludwig van Beethoven.

Introduzione al concerto

Il concerto dell'8 febbraio ripropone il programma del Concerto d’Autunno, che avrebbe dovuto aver luogo il 3 novembre 2022, ma ha dovuto essere cancellato all’ultimo momento per problemi legati alla pandemia.

Il conflitto drammatico che strazia da ormai quasi un anno l’Europa orientale, con conseguenze gravissime per l’intero Vecchio Continente, non è estraneo alla non facile scelta di eseguire la Sinfonia n. 3 Op. 55, detta ‘Eroica’, di Ludwig van Beethoven, tappa importante del programma didattico dell’Orchestra dell’Università di Pisa, giunta al decimo anno di attività, che prevede lo studio e l’esecuzione dell’intero arco sinfonico del compositore tedesco, così inserendosi nella scia delle celebrazioni beethoveniane del 2020. Con le sue ampie proporzioni formali, questo grande capitolo della storia della musica, fulcro della mitologia ‘eroica’ del maestro di Bonn, sembra infatti rinviarci tragicamente ad alcune delle più buie vicende dell’Umanità. In particolare, gli accordi ‘esplosivi’ dell’inizio del primo movimento o la Marcia funebre del secondo continuano a raccontarci dell’eterna epica lotta tra la tirannide e l’anelito – mai sopito – dell’uomo verso la libertà.

Com’è noto, inizialmente Beethoven aveva dedicato a Napoleone quest’imponente lavoro, composto fra il 1802 e il 1804, ma quando seppe dell’incoronazione del Bonaparte a imperatore, disconobbe la dedica e decise – nel suo rigore etico-morale, così ben espresso dalla sua personale poetica – di intitolare le sublimi pagine classico-romantiche della composizione semplicemente Sinfonia Eroica composta per festeggiare il sovvenire di un grand'uomo, dedicandole al principe Joseph Franz Maximilian von Lobkowicz, un aristocratico boemo appassionato di musica, che aveva ospitato nel proprio palazzo la prima esecuzione della sinfonia.

A fare da ouverture a questo affresco così impegnativo sul piano simbolico, come su quello musicale, è la Sinfonia avanti l’opera K 527, dal Don Giovanni di Wolfgang Amadeus Mozart, composta nel 1787. In essa al presagio della morte – tratteggiato magistralmente nell’Andante con moto dalle note cupe che accompagneranno l’entrata in scena, alla fine del dramma, della spettrale, demoniaca figura del ‘Convitato di pietra’ – si contrappone nell’Allegro il festoso ritratto strumentale del giovane cavaliere licenzioso, che tuttavia è quasi impercettibilmente attraversato da una sinistra inquietudine, finendo per risuonare anch’esso come un richiamo al futuro incerto dell’uomo, perennemente sospeso sul baratro della tragedia.

Buon ascolto dall’Orchestra dell’Università di Pisa.

M. Letizia Gualandi
Responsabile del Polo Musicale
‘M. Antonella Galanti’

How do robots in a collective know what the group as a whole is doing? How can connected devices make sense of the world around them with so many interconnections? How can a robotic arm composed of many independent parts understand how its body behaves as it reaches for an object?

When intelligence is distributed across many parts, be they robots, devices, or objects, it can be tricky for the bigger picture to emerge. Yet answering these questions is key to making collective systems easy to design, monitor and control. This is the goal of the EMERGE consortium composed of the University of Pisa (IT), Ludwig Maximilian University of Munich (DE), Delft University of Technology (NL), University of Bristol (UK), and Da Vinci Labs (FR).

The EMERGE project will deliver a new philosophical, mathematical, and technological framework to demonstrate, both theoretically and experimentally, how collaborative awareness – a representation of shared existence, environment and goals – can arise from the perceptions and interactions of individual agents, without leveraging a pre-existing common language between them.

This collaborative awareness envisioned by EMERGE will transform robotic systems, as well all kinds of applications which involve providing a service over a loosely coupled collective of entities, both physical or virtual, such as Internet-of-Things (IoT) devices, smart services, biomedical nanodevices, and many others.

EMERGE has been awarded a highly competitive grant in the Horizon Europe funding programme. The project scored first among the 8 projects selected out of 34 projects submitted to the “Awareness inside” EIC Pathfinder Challenges 2021 call. The partners will receive a combined €2.8M grant from the European Commission over the next 4 years. UK participants in EMERGE are supported by UK Research and Innovation.

Emergent Awareness

Humans and other biological agents can effectively move in new environments, navigate previously unseen situations, and intuitively coordinate through complex social interactions.

From the moment they enter a room, two people charged with moving a table have at their disposal, through their senses, an abundance of information. They are aware of their own body, their surroundings, as well as of each other and the table. And, as soon as they are aware of their goal, with little to no explicit communication, they can integrate all this data – these individual, or local, awareness states – and cooperate to solve the problem and move the table to a new place. 

Artificial intelligence nowadays enables the translation of isolated local awareness states from biological to artificial agents using information about the environment which can be collected from mechanical (contact, vibration, collision, etc), and electromagnetic (radio, infrared, visible light, etc) stimuli.

However, the cooperation among those units is often dependent on some kind of central processing unit which collects that information and establishes a centralised awareness which distributes commands to each unit. Although useful, this process allows for very specific and previously programmed situations to be navigated and problems to be solved.  

For artificial agents to be able to act in the unstructured conditions that the real world demands, a new concept of collaborative awareness is needed. EMERGE’s goal is to establish, analyse, implement and test a new artificial intelligence framework that allows this collaborative awareness to emerge from the interplay of multiple individual units of local awareness. This collaborative awareness becomes an emergent process supporting complex, distributed, and loosely coupled systems capable of high degrees of collaboration, self-regulation, and interoperability without predefined protocols. 

Emergent Innovation

EMERGE will implement a clear research-to-technology pathway to surpass limitations and barriers of the current state-of-the-art multi-agent collaborative systems, with potential to produce breakthroughs and open new markets in the next generation of robotic systems.

For that, the Consortium will focus on three use cases. The first use case is modular soft robots – self‐assembling, repairing or replicating robots made from soft materials which offer higher freedom of movement, even in confined spaces, and better manipulation of delicate objects. In these robots, the body formed by a physically distributed collective needs to self-organise to account for the dynamic addition of components. The second use-case are robotic swarms – groups with a large number of robots whose behaviour arises from the interactions between themselves and with their environment. This is an example of a large-scale minimal collective where agents need coordination to achieve a collaborative goal. Finally, the third use case are collaborative robots, or cobots – robots interacting in direct contact with, or in close proximity to, humans. These represent a closer-to-market use case where interoperability is currently a significant barrier. 

While robotics provides the perfect testing ground for this new framework, EMERGE also envisions impact in areas such as Internet-of-Things (IoT), smart cities and transportation, microservice-based information and communications technology (ICT) systems, and biomedical nanodevices, among others.

To Learn More

Website: https://eic-emerge.eu/
Twitter: https://twitter.com/eic_emerge
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/eic-emerge/ 

In occasione del suo pensionamento, il professor Mario Innocenti, a lungo docente di controlli automatici nel Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, ha tenuto nell’aula magna della Scuola di Ingegneria una lectio magistralis in cui ha ripercorso la storia della formazione del gruppo di ricerca su robotica, veicoli e controlli, oggi tra le eccellenze a livello nazionale e internazionale, e all’istituzione della prima laurea specialistica in robotica ed automazione dell’ateneo pisano.

Laureato nel 1978 in Ingegneria aeronautica presso l’Università di Pisa, il professor Innocenti ha conseguito il dottorato presso la School of Aeronautics and Astronautics della Purdue University, West Lafayette, Indiana nel 1982. Dal 1982 al 1992 è stato professore presso il Dipartimento di Ingegneria aerospaziale della Auburn University, Alabama. Nel 1993 è rientrato a Pisa come professore associato in sistemi e controlli automatici, divenendo professore ordinario nel gennaio 2000.

“Proprio in quegli anni – racconta Mario Innocenti – vennero istituite le lauree specialistiche con il 3+2. Le nuove linee ministeriali riconoscevano l'ingegneria robotica e dell’automazione come disciplina autonoma, in cui, data la grande interdisciplinarità della materia, potevano confluire diverse competenze da ingegneria informatica, elettrica e meccanica. Il gruppo di ricerca, formatosi attorno ad Aldo Balestrino, vedeva infatti ricercatori provenienti da background culturali diversi, cosa che garantiva un grande fermento culturale e ampia libertà di ricerca”.

Il direttore del Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione Andrea Caiti e il professor Mario Innocenti.

Grazie all’impulso dato dal gruppo, allora formato, oltre che da Innocenti e Balestrino, anche dai più giovani colleghi Antonio Bicchi, Andrea Caiti e Alberto Landi, ha preso il via nel 2002 la prima laurea specialistica a Pisa in Ingegneria dell’Automazione, poi diventata nel 2007 laurea magistrale in Ingegneria robotica e dell'Automazione, di cui Innocenti è stato il primo presidente di corso di studio. Parallelamente, è stato anche presidente del dottorato in Robotica, Automatica e Bioingegneria dal 2000 al 2008. In questo contesto è stato tutore di 20 dottorati e relatore di più di 110 tesi di laurea.

“Quella in robotica e automazione – prosegue Innocenti – era allora la prima laurea magistrale in Italia che non aveva alle spalle un percorso di studi triennale. La scommessa era far confluire assieme studenti provenienti da diversi corsi di laurea, per formare figure realmente interdisciplinari, un approccio che la ricerca in robotica e automatica richiede. Il corso ha avuto un grande successo, e ora siamo a circa cento studenti l’anno. Molti dei nostri ex studenti lavorano in istituzioni pubbliche e private prestigiose in Europa e USA, andando a rafforzare una rete di ricercatori che collaborano e condividono conoscenze”.

Dal 2014 Innocenti è tornato alla ricerca in ambito aerospaziale, avviando diverse collaborazioni con l’ESA, l’Agenzia Spaziale Europea. Nell’ambito del corso di laurea magistrale in Robotica e Automazione ha dato impulso all’istituzione di un nuovo insegnamento di Robotica aerospaziale. La ricerca sui veicoli spaziali arricchisce ulteriormente la proposta scientifico-didattica in sistemi robotici e fortemente automatizzati che vede il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione tra i punti di riferimento a livello internazionale.

Bravi in campo il lunedì e poi sempre meno sino al venerdì. Una nuova dimostrazione dell’importanza del sonno in termini di prestazioni fisiche e cognitive arriva da una ricerca dell’Università di Pisa pubblicata sul Journal of Biological Rhythms. I ricercatori del Sonnolab del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia hanno studiato un campione di 93 studenti tra i 13 e i 17 anni, atleti di società sportive di pallacanestro della provincia di Pisa (ASD Polisportiva Nicosia, GMV Ghezzano, Dream Basket). L’obiettivo era di valutare gli effetti della mancanza di sonno cronica e del Social Jetlag (cioè il disallineamento tra gli orari preferiti di sonno, definiti su base biologica, e quelli effettivi dovuti ad impegni sociali come il dover andare a scuola) sull’apprendimento motorio e le prestazioni fisiche e cognitive degli adolescenti.

“Nell’uomo, così come in altri animali, la transizione dall’infanzia all’adolescenza si accompagna ad uno spostamento in avanti degli orari del sonno, ma questo può entrare in conflitto con la necessità di svegliarsi presto per esempio per andare a scuola – dice Simone Bruno dottorando in Scienze Cliniche e Traslazionali dell’Ateneo pisano – e così il Social Jetlag e la privazione di sonno cronica possono avere conseguenze negative su vari aspetti della fisiologia dei più giovani, come il rendimento scolastico e sportivo e l’apprendimento di nuove competenze”.

La sperimentazione ha previsto che i ragazzi eseguissero sessioni multiple da 10 tiri liberi sia durante le vacanza estive, sia mentre andavano a scuola: nel complesso sono stati raccolti i risultati di quasi 8.000 tiri liberi. Da quanto è emerso, le conseguenze del debito di sonno non sarebbero uguali per tutti: ad accusarne maggiormente gli effetti sono infatti i cosiddetti “gufi”, cioè coloro che hanno un cronotipo serotino e quindi una tendenza spiccata ad andare a letto tardi.

“Il risultato – conclude il professore Ugo Faraguna del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell’Università di Pisa e direttore del Sonnolab - supporta l’idea che gli orari della scuola non corrispondano alla biologia del ritmo del sonno degli studenti e che posticipare l’orario di inizio delle lezioni potrebbe garantire loro numerosi benefici non solo limitati all’ambito sportivo".

Il gruppo di ricerca che ha realizzato lo studio, interamente dell’Università di Pisa, è composto da Simone Bruno, Davide Benedetti, Andrea Bazzani, Francesca Ferri, Iacopo Granieri, Francy Cruz Sanabria, Simona Fiori, Paola d'Ascanio, Paolo Frumento e Ugo Faraguna.

Bravi in campo il lunedì e poi sempre meno sino al venerdì. Una nuova dimostrazione dell’importanza del sonno in termini di prestazioni fisiche e cognitive arriva da una ricerca dell’Università di Pisa pubblicata sul Journal of Biological Rhythms. I ricercatori del Sonnolab del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia hanno studiato un campione di 93 studenti tra i 13 e i 17 anni, atleti di società sportive di pallacanestro della provincia di Pisa (ASD Polisportiva Nicosia, GMV Ghezzano, Dream Basket). L’obiettivo era di valutare gli effetti della mancanza di sonno cronica e del Social Jetlag (cioè il disallineamento tra gli orari preferiti di sonno, definiti su base biologica, e quelli effettivi dovuti ad impegni sociali come il dover andare a scuola) sull’apprendimento motorio e le prestazioni fisiche e cognitive degli adolescenti.

“Nell’uomo, così come in altri animali, la transizione dall’infanzia all’adolescenza si accompagna ad uno spostamento in avanti degli orari del sonno, ma questo può entrare in conflitto con la necessità di svegliarsi presto per esempio per andare a scuola – dice Simone Bruno dottorando in Scienze Cliniche e Traslazionali dell’Ateneo pisano – e così il Social Jetlag e la privazione di sonno cronica possono avere conseguenze negative su vari aspetti della fisiologia dei più giovani, come il rendimento scolastico e sportivo e l’apprendimento di nuove competenze”.

La sperimentazione ha previsto che i ragazzi eseguissero sessioni multiple da 10 tiri liberi sia durante le vacanza estive, sia mentre andavano a scuola: nel complesso sono stati raccolti i risultati di quasi 8.000 tiri liberi. Da quanto è emerso, le conseguenze del debito di sonno non sarebbero uguali per tutti: ad accusarne maggiormente gli effetti sono infatti i cosiddetti “gufi”, cioè coloro che hanno un cronotipo serotino e quindi una tendenza spiccata ad andare a letto tardi.

“Il risultato – conclude il professore Ugo Faraguna del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell’Università di Pisa e direttore del Sonnolab - supporta l’idea che gli orari della scuola non corrispondano alla biologia del ritmo del sonno degli studenti e che posticipare l’orario di inizio delle lezioni potrebbe garantire loro numerosi benefici non solo limitati all’ambito sportivo".

Il gruppo di ricerca che ha realizzato lo studio, interamente dell’Università di Pisa, è composto da Simone Bruno, Davide Benedetti, Andrea Bazzani, Francesca Ferri, Iacopo Granieri, Francy Cruz Sanabria, Simona Fiori, Paola d'Ascanio, Paolo Frumento e Ugo Faraguna.