Historia neuronauki kognitywnej, dziedziny studiów i zastosowania

The neuronauka kognitywna jest to dyscyplina, która bada, jak mózg odbiera, integruje i przetwarza informacje. Analizuj naukowo podstawowe procesy aktywności umysłowej.

W szczególności skupia się na tym, w jaki sposób mechanizmy neuronalne wywołują funkcje poznawcze i psychologiczne, które manifestują się poprzez zachowanie.

Z tej analizy próbuje wyjaśnić zarówno relację podmiotu z jego otoczeniem, jak i inne podstawowe aspekty: emocje, rozwiązywanie problemów, inteligencję i myślenie.

Związek między mózgiem a umysłem jest jednym z najważniejszych pytań filozoficznych wszechczasów. Neurologia poznawcza próbuje odpowiedzieć na podstawowe pytanie: W jaki sposób stan psychiczny może wynikać z zestawu komórek o określonych właściwościach elektrofizjologicznych i chemicznych?

Ta dyscyplina bada funkcjonowanie mózgu z perspektywy naukowej i otwartej. Część analizy komórkowej i molekularnej w celu zrozumienia lepszych funkcji, takich jak język i pamięć.

Neurologia poznawcza jest stosunkowo nową dyscypliną, wynikającą z konwergencji neurologii i psychologii poznawczej. Postęp naukowy, zwłaszcza rozwój technik neuroobrazowania, umożliwił powstanie interdyscyplinarnej nauki, w której wiedza uzupełnia się.

W rzeczywistości obejmuje wiedzę z różnych dyscyplin, takich jak filozofia, psychobiologia, neurologia, fizyka, językoznawstwo itp..

Przedmiot badań neuronauki kognitywnej spowodował, że każdego dnia budzi się większe zainteresowanie społeczeństwem. Znalazło to odzwierciedlenie we wzroście grup badawczych zajmujących się tym obszarem, co spowodowało wzrost publikacji naukowych.

Tło historyczne

Początki neuronauki kognitywnej można znaleźć w starożytnej filozofii, okresie, w którym myśliciele mieli wielką troskę o umysł.

Arystoteles uważał, że mózg jest bezużytecznym organem i że służy jedynie do chłodzenia krwi. Ten filozof przypisał sercu pochodzenie funkcji umysłowych.

Wydaje się, że to Galen w II wieku ne twierdził, że mózg jest źródłem aktywności umysłowej. Chociaż wierzył, że osobowość i emocje powstają w innych organach.

Jednak to holenderski lekarz Andreas Vesalio w XVI wieku zauważył, że mózg i układ nerwowy są centrum umysłu i emocji. Te idee miały ogromny wpływ na psychologię, az kolei przyczyniły się do rozwoju neuronauki kognitywnej.

Kolejnym punktem zwrotnym w historii neuronauki kognitywnej było pojawienie się frenologii na początku XIX wieku. Zgodnie z tą pseudonauką ludzkie zachowanie można określić na podstawie kształtu czaszki.

Jego główni wykładowcy, Franz Joseph Gall i J.G. Spurzheim twierdził, że ludzki mózg został podzielony na 35 różnych sekcji. Frenologia była krytykowana, ponieważ jej przesłanki nie zostały naukowo udowodnione.

Z tych idei powstały dwa prądy myślowe, zwane lokalizacjonistami i anty-lokalizacja (agregacyjna teoria pola). Zgodnie z pierwszą, funkcje umysłowe są zlokalizowane w określonych obszarach mózgu.

Wkład Broca i Wernicke był niezbędny dla neuronauki kognitywnej. Badali obszary, w których kontroluje się język i jak uszkodzenia w nich mogą wywoływać afazję. Dzięki nim rozszerzono wizję lokalizacyjną.

Zgodnie z teorią anty-lokalizacji lub agregacji pola wszystkie obszary mózgu uczestniczą w funkcjach umysłowych. Francuski fizjolog Jean Pierre Flourens przeprowadził kilka eksperymentów ze zwierzętami, które pozwoliły mu wywnioskować, że kora mózgowa, móżdżek i pień mózgu funkcjonują jako całość.

W tej ewolucji fundamentalna jest doktryna neuronu opracowana przez Santiago Ramóna y Cajala. Zgodnie z tą doktryną neurony są najbardziej podstawową częścią układu nerwowego. Są to odrębne komórki, to znaczy nie łączą się, tworząc tkankę, ale są genetycznie i metabolicznie różne od innych komórek.

W XX wieku postępy w psychologii eksperymentalnej były również bardzo ważne dla neuronauki kognitywnej. Zwłaszcza demonstracja, że ​​niektóre zadania są wykonywane przez dyskretne fazy przetwarzania.

Podobnie ważne są badania dotyczące opieki. W tym okresie zaczęto myśleć, że obserwowalne zachowanie nie wystarcza do pełnego zbadania funkcji poznawczych. Konieczne stało się raczej zbadanie funkcjonowania układu nerwowego, mechanizmów leżących u podstaw zachowania.

Teoretyczne założenia tej dyscypliny zostały sformułowane między 1950 a 1960 r. Z podejść psychologii eksperymentalnej, neuropsychologii i neuronauki.

Termin „neuronauka kognitywna” został ukuty przez George'a Millera i Michaela Gazzanigę pod koniec lat 70. Powstał on na kursie zorganizowanym w Cornell Medical College na podstawie biologicznych podstaw ludzkiego poznania..

Ich celem było podkreślenie ich zrozumienia, argumentując, że najlepszym podejściem było zbadanie zdrowych ludzi za pomocą technik zarówno z nauk o mózgu, jak i nauk kognitywnych jednocześnie.

Jednak prawdopodobnie dopiero w 1982 r., Kiedy opublikowano pierwsze pismo z tym terminem. To się nazywało „Poznawcza neuronauka: rozwój w kierunku nauki syntezy” Posnera, Pea i Volpe.

Informatyka wniosła ważny wkład do neuronauki kognitywnej. W szczególności sztuczna inteligencja dała tej dyscyplinie język wyjaśniania funkcji mózgu.

Ponieważ celem sztucznej inteligencji jest zbudowanie maszyn o inteligentnym zachowaniu, pierwszym krokiem do osiągnięcia tego celu jest określenie procesów inteligentnego zachowania w celu zaprogramowania hierarchii tych procesów.

Obliczenia są ściśle związane z mapowaniem mózgu. Dlatego pojawienie się technologii mapowania mózgu było podstawowym aspektem rozwoju metodologii neuronauki kognitywnej. Przede wszystkim rozwój funkcjonalnego rezonansu magnetycznego i pozytronowej tomografii emisyjnej.

Pozwoliło to psychologom poznawczym na stworzenie nowych eksperymentalnych strategii badania funkcji mózgu.

Neurobiologia i psychologia poznawcza

Psychologia poznawcza pojawiła się w połowie XX wieku jako reakcja na dominujący behawioryzm. Behawioryzm twierdził, że chociaż procesy umysłowe nie mogą być obserwowalne, można je naukowo badać pośrednio poprzez konkretne eksperymenty.

Niektóre zmienne, takie jak wydajność zadań lub czasy reakcji, wygenerowały dowody na funkcje psychiczne. Stworzyło to źródło wiedzy, które ewoluowało z różnych modeli teoretycznych.

Przez pewien czas neuropsychologia poznawcza i neuronauka rozwijały się na różne sposoby. Od pierwszego koncentruje się na tym, jak, a nie gdzie, pozostawiając badania struktur anatomicznych w rękach neurofizjologów.

Redolar (2013) stwierdza, że ​​to rozróżnienie jest podobne do rozróżnienia między oprogramowaniem i sprzętem w systemie komputerowym. Program komputerowy ma logikę działania niezależną od sprzętu lub systemu materialnego, w którym jest wykonany.

Ten sam program komputerowy można zainstalować na różnych komputerach, bez charakteru sprzętu opisującego działanie oprogramowania. Ten pogląd jest bardzo uproszczony i skłonił niektórych psychologów do myślenia, że ​​analiza systemów neuronalnych nie dostarcza żadnych informacji o funkcji psychologicznej.

Ta perspektywa została zniekształcona przez najnowsze osiągnięcia naukowe. Obecnie potwierdza się, że multidyscyplinarna wizja neuronauki poznawczej prowadzi do jej większego rozwoju. Neurobiologia i psychologia poznawcza są raczej komplementarnymi niż wyłącznymi dyscyplinami.

Dane uzyskane z technik neuroobrazowania są zmiennymi, które generują większą wartość niż te już istniejące. Tak więc, badając funkcję umysłową, dostępne są takie wartości, jak elektromiograficzna odpowiedź mięśni, łączność elektryczna skóry itp..

Pozytonowa tomografia emisyjna i funkcjonalny rezonans magnetyczny umożliwiają ocenę zmian hemodynamicznych w mózgu. Oprócz innych danych dostarczonych przez techniki magnetoencefalografii.

Podobnie wykazano, że tradycyjne podejście poznawcze jest niewystarczające do opisania całego złożonego funkcjonowania umysłowego. Nie jest zatem możliwe dokonanie radykalnego rozróżnienia między oprogramowaniem a sprzętem, ponieważ istnieje wiele relacji, które powodują, że niezbędne jest multidyscyplinarne podejście zapewniane przez neuronauki poznawcze.

W ten sam sposób psychologia poznawcza ma wiele do wniesienia do neuronauki. Wzbogaca i przyczynia się do teoretycznego podejścia do danych uzyskanych ze skanowania mózgu.

Neurologia poznawcza nie jest zatem tylko anatomicznym i fizjologicznym badaniem mózgu. Przeciwnie, jego celem jest opisanie materialnych podstaw procesów poznawczych i emocjonalnych.

Psychologia ma doskonałe narzędzia i modele teoretyczne do wyjaśniania ludzkich zachowań i aktywności umysłowej, które mogą wnieść wielki wkład w neuronaukę. Zatem cały zestaw danych można wyjaśnić na podstawie spójnej teorii, która może prowadzić do nowych hipotez, które służą jako badanie.

Obszary badań neuronauki kognitywnej

- Analiza molekularna: Aby poznać szczegółowo funkcjonowanie procesów psychicznych, konieczne jest zbadanie roli cząsteczek i ich interakcji. Neurologia poznawcza stara się opisać molekularne podstawy impulsu nerwowego, fizjologię neuroprzekaźników, a także mechanizmy molekularne zaangażowane w substancje uzależniające.

- Analiza komórkowa: Neurologia poznawcza ma neuron jako główną komórkę badawczą. Ważne jest, aby znać wtedy jego funkcjonowanie, jego rodzaje, interakcję z innymi neuronami, ich rozwój przez całe życie itp..

- Analiza sieci neuronowych: jest badaniem zbioru neuronów tworzących sieci aktywności, które są podstawą procesów poznawczych i emocjonalnych. Analizowane są obwody nerwowe związane z układami krążenia, widzenia, słuchu, silnika itp.

- Analiza behawioralna: Opisujemy tutaj funkcjonowanie systemów neuronalnych, które umożliwiają złożone zachowania, takie jak pamięć, zmotywowane zachowania, takie jak głód lub seks, stan alertu lub snu itp..

- Analiza poznawcza: Analiza ta obejmuje zrozumienie procesów neuronalnych, które umożliwiają realizację lepszych funkcji umysłowych, takich jak język, rozumowanie, kontrola wykonawcza, wyobraźnia itp..

Badanie pacjentów z deficytami poznawczymi spowodowanymi urazami mózgu ma również fundamentalne znaczenie dla neuronauki poznawczej. Jest to używane do porównywania zdrowych mózgów z mózgami z zaburzeniami. Możesz więc wyciągnąć wnioski na temat dotkniętych i nienaruszonych procesów poznawczych oraz zaangażowanych obwodów nerwowych.

Zastosowania neuronauki kognitywnej

Neurologia poznawcza odgrywa podstawową rolę w rozumieniu ludzkiego umysłu.

Znajomość funkcji poznawczych związanych z fizycznym funkcjonowaniem mózgu i uzupełnionych fizycznym funkcjonowaniem pozwala nam tworzyć nowe teorie na temat działania ludzkiego umysłu.

Pozwala to wiedzieć, co się dzieje, gdy pojawia się pewne zaburzenie lub uraz, które wpływa na funkcję poznawczą.

Ten wzrost wiedzy umożliwia również doskonalenie metod leczenia w przypadku zaburzeń takich jak: trudności w uczeniu się, schizofrenia, lęk, psychopatia, zaburzenia snu, zaburzenie dwubiegunowe, problemy z pamięcią itp..

Z drugiej strony, neuronauka kognitywna jest przydatna w badaniach tylko po to, by wiedzieć, w jaki sposób procesy poznawcze są wytwarzane i sekwencjonowane.

Wielu specjalistów wykorzystuje tę wiedzę do programowania lepszych strategii edukacyjnych w szkołach (neuroedukacja), do projektowania reklam, które urzekają nas (neuromarketing), a nawet do poprawy wyników sportowych.

Referencje

1. Neurologia poznawcza. (s.f.). Pobrane 28 lutego 2017 r. Z Wikipedii: en.wikipedia.org.
2. Corkin, S. (2006). Neurobiologia poznawcza. Źródło: Massachusetts Institute of Technology: MIT OpenCourseWare: ocw.mit.edu.
3. Escera, C. (2004). Historyczne i konceptualne podejście do poznawczej neurologii. Cognitive, 16 (2), 141-61.
4. Kosslyn, S. M., i Koenig, O. (1992). Mokry umysł: Nowa neuronauka poznawcza. New York: The Free Press.
5. Milner, B., Squire, L.R. i Kandel, E. R. (1998). Neurologia poznawcza i badanie pamięci. Neuron, 20 (3), 445-468.
6. Poldrack, R. A., Kittur, A., Kalar, D., Miller, E., Seppa, C., Gil, Y., ... & Bilder, R. M. (2011). Atlas poznawczy: w kierunku podstawy wiedzy dla neuronauki poznawczej. Granice w neuroinformatyce, 5, 17.
7. Redolar Ripoll, D. (2014). Neurologia poznawcza. Buenos Aires; Madryt: Redakcja Panamericana Medica.
8. Tudela, P. i Bajo Molina, M. T. (2016). Umysł i mózg: Od psychologii eksperymentalnej do neuronauki poznawczej: Pío Tudela, kariera naukowa. Madryt: Sojusz redakcyjny.