cognitive neuroscience), niekiedy nazywaną też kognitywną (spolszczenie angielskiego przymiotnika cognitive). Na gruncie samej psychologii występują też tradycyjne dziedziny związane z badaniem układu nerwowego – neuropsychologia i psychofizjologia. Współcześnie te dziedziny można właściwie uznać za specjalności składające się na neurobiologię poznawczą. Obliczeniowy (ang. computational) – podczas gdy pozostałe poziomy badań dostarczają wiedzy opartej na pośrednich czy bezpośrednich badaniach układu nerwowego, na tym poziomie uczeni starają się tworzyć matematyczne, komputerowe modele funkcjonowania komórek nerwowych, tworzonych przez nie sieci oraz większych systemów. Przeciwnie do zagadnienia tzw. sztucznych sieci neuronalnych, które jest zagadnieniem z zakresu informatyki i z układem nerwowym ma bardzo odległe konotacje, modele obliczeniowe neurobiologii są zainteresowane symulowaniem prawdziwych komórek nerwowych, są tworzone w oparciu o ich rzeczywiste parametry, fizjologię i jej dynamikę. Podejmowane są prace nad stworzeniem matematycznego, komputerowego modelu funkcjonowania pewnych określonych systemów, tworzących poszczególne struktury układu nerwowego.