Cognitive neuroscience: istorie, domenii de studiu și aplicații

Neuroștiința cognitivă este o disciplină care studiază modul în care creierul primește, integrează și procesează informații. Analizați științific procesele care stau la baza activității mentale.

În special, se concentrează asupra modului în care mecanismele neuronale dau naștere unor funcții cognitive și psihologice, care se manifestă prin comportament.

Din această analiză încearcă să explice atât relația subiectului cu mediul său, cât și alte aspecte fundamentale: emoțiile, rezolvarea problemelor, inteligența și gândirea.

Relația dintre creier și minte este una dintre cele mai importante întrebări filosofice ale tuturor timpurilor. Cunoașterea neurologică cognitivă încearcă să răspundă la o întrebare fundamentală: cum poate să apară o stare mentală dintr-un set de celule cu anumite proprietăți electrofiziologice și chimice?

Această disciplină studiază funcționarea creierului dintr-o perspectivă științifică și deschisă. O parte din analizele celulare și moleculare pentru a înțelege funcții superioare, cum ar fi limba și memoria.

Neuroștiința cognitivă este o disciplină relativ recentă, care rezultă din convergența neuroștiinței și a psihologiei cognitive. Progresele științifice, în special dezvoltarea tehnicilor de neuroimaginare, au permis apariția unei științe interdisciplinare în care cunoștințele completează.

De fapt, acesta cuprinde cunoștințe din diferite discipline, cum ar fi filosofia, psihobiologia, neurologia, fizica, lingvistica etc.

Obiectul de studiu al neuroștiințelor cognitive a determinat ca în fiecare zi să se trezească mai mult interes în societate. Acest lucru se reflectă în creșterea numărului de grupuri de cercetare dedicate acestui domeniu, cu creșterea consecventă a publicațiilor științifice.

Istoric istoric

Originile neuroștiinței cognitive ar putea fi plasate în filosofia antică, perioadă în care gânditorii au avut o mare îngrijorare cu privire la minte.

Aristotel credea că creierul era un organ inutil și că servise numai pentru a răci sângele. Acest filozof a atribuit inimii originea funcției mentale.

Se pare că Galen, în secolul al II-lea d.Hr., a susținut că creierul era originea activității mentale. Deși a crezut că personalitatea și emoția au fost generate în alte organe.

Cu toate acestea, în secolul al XVI-lea, doctorul olandez Andreas Vesalio a remarcat că sistemul creierului și sistemului nervos sunt centrul minții și al emoțiilor. Aceste idei au avut o mare influență asupra psihologiei și, la rândul lor, au contribuit la dezvoltarea neuroștiinței cognitive.

Un alt punct de cotitură în istoria neuroștiinței cognitive a fost apariția fenomenologiei la începutul secolului al XIX-lea. Conform acestei pseudoscience, comportamentul uman ar putea fi determinat de forma craniului.

Principalii exponenți, Franz Joseph Gall și JG Spurzheim, au susținut că creierul uman a fost împărțit în 35 de secțiuni diferite. Frenologia a fost criticată deoarece premisele sale nu au fost dovedite științific.

Din aceste idei s-au creat două curente de gândire care se numesc localiziști și anti-localizare (teoria câmpului agregat). Potrivit primului, funcțiile mentale sunt localizate în anumite zone ale creierului.

Contribuțiile lui Broca și Wernicke au fost esențiale pentru neuroștiința cognitivă. Ei au studiat zonele care controlează limba și modul în care leziunile din ele pot produce afazie. Mulțumită lor, o viziune localizatoare a fost extinsă.

În funcție de teoria câmpului anti-localizare sau agregate, toate zonele creierului participă la funcțiile mentale. Fiziologul francez Jean Pierre Flourens a efectuat mai multe experimente cu animale care i-au permis să concluzioneze că cortexul cerebral, cerebelul și brainstemul funcționează în ansamblu.

În această evoluție, doctrina neuronului dezvoltată de Santiago Ramón y Cajal este fundamentală. Conform acestei doctrine, neuronii reprezintă partea cea mai de bază a sistemului nervos. Acestea sunt celule discrete, adică ele nu se conectează pentru a forma un țesut, dar sunt genetic și metabolic diferite de alte celule.

În secolul al XX-lea, progresele în psihologia experimentală au fost, de asemenea, foarte importante pentru neuroștiințele cognitive. Mai ales demonstrarea faptului că anumite sarcini sunt realizate prin faze de prelucrare discrete.

De asemenea, studiile privind îngrijirea sunt relevante. În această perioadă, sa început să se creadă că comportamentul observabil nu era suficient pentru a studia pe deplin funcțiile cognitive. Mai degrabă, a fost necesar să se investigheze mai multe despre funcționarea sistemului nervos, mecanismele care stau la baza comportamentului.

Ipotezele teoretice ale acestei discipline au fost formulate între anii 1950 și 1960, de la abordările psihologiei experimentale, neuropsihologie și neuroștiințe.

Termenul "neuroștiință cognitivă" a fost inventat de George Miller și Michael Gazzaniga la sfârșitul anilor 1970. A venit dintr-un curs pe care l-au organizat la Cornell Medical College pe baza biologică a cunoașterii umane.

Scopul lor a fost să sublinieze înțelegerea lor, argumentând că cea mai bună abordare a fost studierea subiecților umani sănătoși cu tehnici atât din știința creierului, cât și din științele cognitive în același timp.

Cu toate acestea, probabil nu a fost până în 1982, când a fost publicată prima scriere cu acest termen. Acesta a fost numit "Neuroștiințe cognitive: evoluții către o știință de sinteză" de Posner, Pea și Volpe.

Informatica a adus contribuții importante la neuroștiința cognitivă. În mod specific, inteligența artificială a dat acestei discipline limba pentru explicațiile funcției creierului.

Deoarece scopul inteligenței artificiale este de a construi mașini care au un comportament inteligent, primul pas pentru a realiza acest lucru este de a determina procesele comportamentului inteligent pentru a programa ierarhia acestor procese.

Computingul este strâns legat de cartografierea creierului. Prin urmare, apariția tehnologiei de cartografiere a creierului a reprezentat un aspect fundamental în avansarea metodologiei neuroștiinței cognitive. Mai presus de toate, dezvoltarea de rezonanță magnetică funcțională și tomografie cu emisie de pozitroni.

Acest lucru a permis psihologilor cognitivi să creeze noi strategii experimentale pentru a studia funcția creierului.

Neuroștiință și psihologie cognitivă

Cunoașterea psihologiei cognitive a apărut la mijlocul secolului al XX-lea ca o reacție la behaviorismul predominant. Behaviorismul a susținut că, deși procesele mentale nu puteau fi observabile, dacă ar putea fi studiate științific indirect prin experimente concrete.

Unele variabile, cum ar fi performanța pe sarcini sau timpii de reacție, au generat dovezi despre funcțiile psihice. De aici a fost generată o sursă de cunoștințe care a evoluat de la diferite modele teoretice.

De ceva timp, neuropsihologia cognitivă și neuroștiința au avansat în moduri diferite. Deoarece prima sa concentrat asupra modului în care și nu unde, lăsând studiul structurilor anatomice în mâinile neurofiziologilor.

Redolar (2013) afirmă că această distincție este similară celei dintre software-ul și hardware-ul dintr-un sistem informatic. Un program de calculator are o logică de operare independentă de hardware sau de sistemul material în care este produs.

Același program de calculator poate fi instalat pe diferite computere, fără natura hardware-ului care descrie funcționarea software-ului. Această viziune este foarte simplistă și a determinat unii psihologi să creadă că analiza sistemelor neuronale nu oferă nicio informație despre funcția psihologică.

Această perspectivă a fost distorsionată de cele mai recente progrese științifice. În prezent, se afirmă că o viziune multidisciplinară a neuroștiinței cognitive conduce la o dezvoltare mai mare a acesteia. Neuroștiința și psihologia cognitivă sunt discipline complementare și nu exclusiviste.

Datele obținute din tehnicile neuroimagistice sunt variabile care generează o valoare mai mare decât cele deja existente. Astfel, atunci când studiați o funcție mentală, se numără valori cum ar fi răspunsul electromiografic al mușchilor, conectivitatea electrică a pielii etc.

Afișarea tomografiei cu emisie de pozitroni și imagistica prin rezonanță magnetică funcțională oferă evaluarea modificărilor hemodinamice în creier. În plus față de alte date furnizate de tehnicile de magnetoencefalografie.

De asemenea, sa demonstrat că abordarea cognitivă tradițională este insuficientă pentru a descrie întreaga funcționare mentală complexă. Nu este deci posibil să facem o distincție radicală între software și hardware, deoarece există multe relații care fac necesară abordarea multidisciplinară oferită de neuroștiința cognitivă.

În același mod, psihologia cognitivă are multe de contribuit la neuroștiințe. Ea îmbogățește și contribuie la abordarea teoretică a datelor obținute în urma unei scanări cerebrale.

Neuroștiința cognitivă nu este doar un studiu anatomic și fiziologic al creierului. Dimpotrivă, obiectivul său este de a descrie baza materială a proceselor cognitive și emoționale.

Psihologia are instrumente și modele teoretice deosebite pentru a explica comportamentul uman și activitatea mentală, care pot aduce o mare contribuție la neuroștiințe. Astfel, întregul set de date poate fi explicat dintr-o teorie coerentă, care poate duce la noi ipoteze care servesc drept studiu.

Domeniile de studiu ale neuroștiinței cognitive

- Analiza moleculară: pentru a cunoaște în detaliu funcționarea proceselor mentale, este necesar să studiem rolul moleculelor și interacțiunile lor. Neuroștiința cognitivă încearcă să descrie baza moleculară a impulsului nervos, fiziologia neurotransmițătorilor, precum și mecanismele moleculare implicate în substanțele dependente.

- Analiza celulară: Neuroștiința cognitivă are neuronul ca celula principală de studiu. Este important să cunoaștem apoi funcționarea, tipurile, interacțiunea cu alți neuroni, modul în care se dezvoltă pe tot parcursul vieții etc.

- Analiza rețelelor neuronale: este studiul setului de neuroni care formează rețele de activitate, care stau la baza proceselor cognitive și emoționale. Se analizează circuitele neuronale legate de sistemele circulatorii, vizuale, auditive, motoare etc.

- Analiza comportamentală: aici descriem funcționarea sistemelor neuronale care permit comportamente complexe, cum ar fi memoria, comportamente motivate cum ar fi foamea sau sexul, vigilența sau somnul etc.

- Analiza cognitivă: această analiză implică înțelegerea proceselor neuronale care permit performanța funcțiilor mentale superioare, cum ar fi limba, raționamentul, controlul executiv, imaginația etc.

Studiul pacienților cu deficiențe cognitive cauzate de leziunile cerebrale este, de asemenea, fundamental pentru neuroștiințele cognitive. Acest lucru este folosit pentru a compara creierul sanatos cu cei care au o tulburare. Astfel, se pot trage concluzii cu privire la procesele cognitive afectate și intacte și la circuitele neuronale implicate.

Aplicații ale neuroștiinței cognitive

Neuroștiința cognitivă joacă un rol fundamental în înțelegerea minții umane.

Cunoașterea funcțiilor cognitive asociate și completate cu funcționarea fizică a creierului ne permite să creăm noi teorii despre cum funcționează mintea umană.

Aceasta permite să știm ce se întâmplă atunci când apare o anumită tulburare sau rănire care afectează o funcție cognitivă.

Această creștere a cunoștințelor permite, de asemenea, perfecționarea metodelor de tratament pentru tulburări cum ar fi: dificultăți de învățare, schizofrenie, anxietate, psihopatie, tulburări de somn, tulburare bipolară, probleme de memorie etc.

Pe de altă parte, neuroștiința cognitivă este utilă în cercetarea pur și simplu pentru a ști cum se produc și se evaluează procesele cognitive.

Mulți profesioniști utilizează aceste cunoștințe pentru a programa strategii educaționale mai bune în școli (neuroeducație), pentru a proiecta publicitatea care ne captivează (neuromarketing) sau chiar pentru a îmbunătăți performanțele sportive.