Neuroștiința cognitivă se ocupă cu studiul proceselor și aspectelor biologice care stau la baza cunoașteriiGazzaniga, Ivry and Mangun 2002, cf. title, cu un accent specific pe conexiunile neuronale din creier implicate în procesele mentale. Acestea abordează modul în care activitățile cognitive sunt afectate sau controlate de circuitele neuronale din creier. Neuroștiința cognitivă sunt o ramură atât a neuroștiinței, cât și a psihologiei, suprapunându-se cu discipline precum neuroștiința comportamentală, psihologia cognitivă, psihologia fiziologică și neuroștiința afectivăGazzaniga 2002, p. xv. Neuroștiința cognitivă se bazează pe teorii din științele cognitive, cuplate cu dovezi din neurobiologie și din modelarea computațională.

Anumite părți ale creierului joacă un rol important în acest domeniu. Neuronii joacă cel mai important rol, deoarece principalul obiectiv este acela de a stabili o înțelegere a cogniției dintr-o perspectivă neurală, împreună cu diferiții lobi ai cortexului cerebral.

Metodele utilizate în neuroștiința cognitivă includ proceduri experimentale din psihofizică și din psihologia cognitivă, neuroimagistica funcțională, electrofiziologie, genomica cognitivă și genetica comportamentală.

Studiile pe pacienți cu deficiențe cognitive cauzate de leziuni pe creier constituie un aspect important al neuroștiinței cognitive. Daunele provocate de leziunile creierului oferă o bază de comparație cu creierul sănătos și pe deplin funcțional. Aceste leziuni modifică circuitele neurale din creier și îl determină să funcționeze defectuos în timpul proceselor cognitive de bază, cum ar fi memoria sau învățarea. Analizând ce se întâmplă în cazul deteriorării, putem afla modul în care funcționează circuitele neuronale sănătoase și, eventual, să tragem concluzii despre baza proceselor cognitive afectate.

De asemenea, abilitățile cognitive bazate pe dezvoltarea creierului sunt studiate și examinate în subcâmpul neuroștiinței cognitive de dezvoltare. Acest lucru arată dezvoltarea creierului în timp, analizând diferențele și identificând posibile cauze ale acestor diferențe.

Abordările teoretice includ neuroștiința computațională și psihologia cognitivă.

Origini istorice alt=Timeline of development of field of cognitive neuroscience|miniatura|400x400px| Cronologia evoluțiilor majore în știință care au dus la apariția neuroștiinței cognitive Neuroștiința cognitivă este un domeniu interdisciplinar de studiu între neuroștiință și psihologieKosslyn, S, M. & Andersen, R, A. (1992). Frontiers in cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT press.. Au existat mai multe etape în aceste discipline care au schimbat modul în care cercetătorii și-au abordat investigațiile și care au dus la delimitarea completă a domeniului.

Deși sarcina neuroștiinței cognitive este de a descrie modul în care creierul creează mintea, istoric a progresat cercetând modul în care o anumită zonă a creierului susține o anumită facultate mentală. Cu toate acestea, eforturile timpurii de a subdivide creierul s-au dovedit a fi problematice. Mișcarea frenologistă nu a reușit să furnizeze o bază științifică pentru teoriile sale și, în cele din urmă, a fost respinsă. Viziunea agregată a câmpului, însemnând că toate zonele creierului participă la toate comportamentele, a fost, de asemenea, respinsă ca urmare a cartografierii creierului; această cartografiere a început cu experimentele lui Hitzig și Fritsch și în cele din urmă s-a extins prin metode precum pozitronul. tomografia de emisie (PET) și imagistică funcțională prin rezonanță magnetică (fMRI). Teoria gestaltistă, neuropsihologia și revoluția cognitivă au fost momente majore în crearea neuroștiinței cognitive ca domeniu, reunind idei și tehnici care au permis cercetătorilor să facă mai multe legături între comportament și substraturile sale neuronale.

Origini în filozofie Filozofii au fost întotdeauna interesați de minte: „ideea că explicarea unui fenomen implică înțelegerea mecanismului responsabil pentru acesta are rădăcini adânci în Istoria filozofiei de la teoriile atomice din secolul al V-lea î.Hr. până la renașterea sa în secolele XVII și XVIII în lucrările lui Galileo, Descartes și Boyle. Printre altele, este ideea lui Descartes că mașinile construite de oameni ar putea funcționa ca modele ale explicațiilor științifice". De exemplu, Aristotel credea că creierul este sistemul de răcire al corpului, iar capacitatea de inteligență este localizată în inimă. S-a sugerat că primul care a gândit altfel a fost medicul roman Galen din secolul al II-lea d.Hr., care a declarat că creierul este sursa activității mentaleUttal, W, R. (2011). Mind and brain: A critical appraisal of cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT Press, deși acest lucru a fost acreditat și pentru AlcmaeonGross, C, G. (1995) Aristotle on the Brain. The Neuroscientist(1) 4.. Cu toate acestea, Galen credea că personalitatea și emoția nu erau generate de creier, ci mai degrabă de alte organe. Andreas Vesalius, un anatomist și medic, a fost primul care a crezut că creierul și sistemul nervos sunt centrul minții și al emoției. Psihologia, un domeniu important care contribuie la neuroștiința cognitivă, a apărut din raționamentele filosofice despre minteHatfield, G. (2002). Psychology, Philosophy, and Cognitive Science: Reflections on the History and Philosophy of Experimental Psychology. Mind and Language. 17(3) 207-232..

Secolul XIX

Frenologie

O predecesoare a neuroștiinței cognitive a fost frenologia; aceasta a fost o abordare pseudoștințifică, deoarece susținea că comportamentul poate fi determinat de forma scalpului. La începutul secolului 19, Franz Joseph Gall și JG Spurzheim credeau că creierul uman a fost localizat în aproximativ 35 de secțiuni diferite. În cartea sa, Anatomia și fiziologia sistemului nervos în general și a creierului în particular, Gall susținea că o umflătură mai mare într-una din aceste zone a însemnat că acea zonă a creierului a fost folosită mai frecvent de către acea persoană. Această teorie a câștigat o atenție semnificativă a publicului, ceea ce a dus la publicarea jurnalelor de frenologie și la crearea de frenometre, care au măsurat denivelările de pe capul unui subiect uman. Deși frenologia a rămas un obiectiv la târguri și carnavaluri, nu s-a bucurat de o largă acceptare în cadrul comunității științificeBear et al. 2007, pp. 10-11. Critica majoră a frenologiei este că cercetătorii nu au fost capabili să-și verifice teoriile în mod empiricKosslyn, S, M. & Andersen, R, A. (1992). Frontiers in cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT press..

Viziunea localizaționistă Viziunea localizaționistă era preocupată de localizarea abilităților mentale în zone precise ale creierului, mai degrabă decât de caracteristicile abilităților și de modul de măsurare a acestoraKosslyn, S, M. & Andersen, R, A. (1992). Frontiers in cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT press.. Studiile efectuate în Europa, precum cele ale lui John Hughlings Jackson, au susținut această concepție. Jackson a studiat pacienții cu leziuni cerebrale, în special cei cu epilepsie. El a descoperit că pacienții epileptici făceau adesea aceleași mișcări clonice și tonice ale mușchilor în timpul convulsiilor lor, determinându-l pe Jackson să creadă că trebuie să apară în același loc de fiecare dată. Jackson a propus ca funcțiile specifice să fie localizate în anumite zone ale creierului, Enersen, O. D. 2009 ceea ce era esențial pentru înțelegerea viitoare a lobilor creierului.

Viziunea câmpului agregat Pierre Flourens, un psiholog experimental francez, a contestat punctul de vedere al localizării, utilizând experimente pe animaleKosslyn, S, M. & Andersen, R, A. (1992). Frontiers in cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT press.. El a descoperit că eliminarea cerebelului la iepuri și porumbei le-a afectat sentimentul de coordonare musculară și că toate funcțiile cognitive au fost perturbate la porumbei când s-au îndepărtat emisferele cerebrale. De aici a concluzionat că cortexul cerebral, cerebelul și trunchiul creierului au funcționat împreună ca un întregBoring, E.G. (1957). A history of experimental psychology. New York.. Abordarea sa a fost criticată pe baza faptului că testele nu au fost suficient de probante pentru a observa dacă au fost prezente deficite selective.

Apariția neuropsihologiei Probabil că primele încercări serioase de localizare a funcțiilor mentale în anumite localizări ale creierului au fost cele ale lui Broca și Wernicke. Acest lucru a fost realizat mai ales prin studierea efectelor leziunilor asupra diferitelor părți ale creierului și, prin urmare, asupra funcțiilor psihologiceUttal, W, R. (2011). Mind and brain: A critical appraisal of cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT PressUttal, W, R. (2011). Mind and brain: A critical appraisal of cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT Press.

În 1861, neurologul francez Paul Broca a întâlnit un bărbat care era capabil să înțeleagă limba, dar care nu putea vorbi. Bărbatul nu putea produce decât sunetul „tan”. Ulterior s-a descoperit că bărbatul avea avariată o zonă a lobului său frontal stâng, acum cunoscută sub numele de zona Broca. Carl Wernicke, neurolog german, a găsit un pacient care putea vorbi fluent dar, fiindcă fusese victima unui accident vascular cerebral, el nu putea înțelege limba vorbită sau scrisă. Acest pacient a avut o leziune în zona în care se întâlnesc lobii parietali și temporari stângi, acum cunoscută sub numele de zona Wernicke. Aceste cazuri, care au sugerat că leziunile au provocat schimbări comportamentale specifice, au susținut puternic teoria localizaționistă.

Spre o cartografie a creierului În 1870, medicii germani Eduard Hitzig și Gustav Fritsch și-au publicat descoperirile despre comportamentul animalelor. Hitzig și Fritsch au trecut un curent electric prin cortexul cerebral al unui câine, determinând contractarea diferitor mușchi în funcție de zonele creierului stimulate electric. Acest lucru a dus la presupunerea că funcțiile individuale sunt localizate în anumite zone ale creierului, mai degrabă decât în creier în ansamblu, așa cum sugerează viziunea agregată a câmpului. Brodmann a fost, de asemenea, o figură importantă în cartografierea creierului; experimentele sale bazate pe tehnicile lui Franz Nissl de colorare a țesuturilor au dus la împărțirea creierului în 52 de zone.

Secolului 20

Revoluția cognitivă La începutul secolului XX, abordările din America erau caracterizate prin pragmatism, ceea ce a dus la preferința pentru behaviorism (comportamentism) ca abordare primară în psihologie. J.B. Watson a fost o figură centrală în abordarea stimul-răspuns. Prin efectuarea de experimente pe animale, el urmărea să le poată prezice și controla comportamentul. Behaviorismul a eșuat în cele din urmă, deoarece nu a putut oferi psihologia realistă a acțiunii și gândirii umane - s-a concentrat în primul rând pe asociații de tipul stimul-răspuns, în detrimentul explicării unor fenomene precum gândirea sau imaginația. Aceasta a dus la ceea ce adesea se numește „revoluție cognitivă”Mandler, G. (2002) Origins of the cognitive (r)evolution. J. Hist. Behav. Sci. Fall 38(4)339-53..

Doctrina neuronală La începutul secolului XX, Santiago Ramón y Cajal și Camillo Golgi au început să lucreze la structura neuronului. Golgi a dezvoltat o metodă de colorare cu argint care putea colora în întregime mai multe celule dintr-o anumită zonă, determinându-l să creadă că neuronii erau conectați direct între ei într-un citoplasmă. Cajal a contestat acest punct de vedere după ce a colorat zone ale creierului care aveau mai puțin mielină și a descoperit că neuronii sunt celule discrete. De asemenea, Cajal a descoperit că celulele transmit semnale electrice într-o singură direcție. Atât Golgi, cât și Cajal, au primit premiul Nobel în 1906 pentru această lucrare asupra doctrinei neuronilor.

De la mijlocul secolului XX