Neuroștiința cognitivă

Neuroștiința cognitivă  este o știință care studiază relația dintre activitatea creierului și alte aspecte ale sistemului nervos cu procesele cognitive și comportamentul . Neuroștiința cognitivă acordă o atenție deosebită studiului bazei neuronale a proceselor de gândire. Neuroștiința cognitivă este o ramură atât a psihologiei , cât și a neuroștiinței , suprapunându-se cu psihologia cognitivă și neuropsihologia .

Neuroștiința cognitivă utilizează metode experimentale din psihofizică , psihologie cognitivă, neuroimagistică funcțională, electrofiziologie , psihogenetică . Un domeniu important al neuroștiinței cognitive este studiul persoanelor cu tulburări mintale din cauza leziunilor cerebrale.

Legătura dintre structura neuronilor și abilitățile cognitive este confirmată de astfel de fapte ca o creștere a numărului și mărimii sinapselor din creierul șobolanilor ca urmare a antrenamentului lor, o scădere a eficienței transmiterii unui impuls nervos prin sinapse . , observat la persoanele care suferă de boala Alzheimer .

Unul dintre primii gânditori care a susținut că gândirea are loc în creier a fost Hipocrate . În secolul al XIX-lea, oameni de știință precum Johann Peter Müller au făcut încercări de a studia structura funcțională a creierului în ceea ce privește localizarea funcțiilor mentale și comportamentale în regiunile creierului.

Tehnici și metode

Tomografie

Structura creierului este studiată folosind tomografie computerizată , imagistică prin rezonanță magnetică , angiografie . Tomografia computerizată și angiografia au o rezoluție mai mică a imaginii cerebrale decât imagistica prin rezonanță magnetică.

Studiul activității zonelor creierului pe baza analizei metabolismului face posibilă efectuarea tomografiei cu emisie de pozitroni și imagistică prin rezonanță magnetică funcțională .

• Tomografia cu emisie de pozitroni scanează pentru creșterea absorbției de glucoză în zonele active ale creierului. Intensitatea consumului formei radioactive de glucoză administrată este considerată un parametru al unei activități mai mari a celulelor într-o anumită zonă a creierului.
• Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională scanează intensitatea consumului de oxigen . Oxigenul este fixat ca urmare a aducerii particulelor atomului de oxigen într-un câmp magnetic puternic într-o stare instabilă. Avantajul acestui tip de tomografie este o precizie temporală mai mare în comparație cu tomografia cu emisie de pozitroni, adică capacitatea de a înregistra modificări care nu durează mai mult de câteva secunde.

Electroencefalograma

O electroencefalogramă vă permite să studiați procesele care au loc în creierul unui purtător viu, analizând astfel activitatea creierului ca reacție la anumiți stimuli în timp real. Avantajul acestei metode este capacitatea de a studia activitatea creierului având în vedere timpul exact. Dezavantajul acestei metode de studiere a activității creierului este incapacitatea de a obține o rezoluție spațială precisă - incapacitatea de a determina ce neuroni sau grupuri de neuroni, sau chiar părți ale creierului, răspund la un anumit stimul. Pentru a obține acuratețea rezoluției spațiale, o electroencefalogramă este combinată cu tomografia cu emisie de pozitroni .

Părți ale creierului și activitatea mentală

Creierul anterior

• Cortexul cerebral joacă un rol important în activitatea mentală. Cortexul cerebral îndeplinește funcția de procesare a informațiilor primite prin simțuri, implementarea gândirii și alte funcții cognitive. Din punct de vedere funcțional, cortexul cerebral este format din trei zone: zone senzoriale, motorii și asociative. Funcția zonei de asociere este de a lega activitatea zonelor senzoriale și motorii. Zona asociativă ar trebui să primească și să proceseze informații din zona senzorială și să inițieze un comportament semnificativ și intenționat. Centrul lui Broca și zona lui Wernicke sunt situate în zonele de asociere ale cortexului. Zona asociativă a lobilor frontali ai cortexului cerebral ar trebui să fie responsabilă pentru gândirea logică, judecățile și inferențe efectuate de o persoană.

• Lobul frontal al cortexului cerebral  - planificarea, controlul și execuția mișcărilor ( zona motorie (motorie) a cortexului cerebral - girus precentral ), vorbire, gândire abstractă, judecată.

Stimularea artificială a zonei motorii a cortexului cerebral determină mișcarea părții corespunzătoare a corpului. Controlul mișcării unei părți a corpului se efectuează contralateral cu zona corespunzătoare a zonei motorii a cortexului cerebral responsabilă de mișcarea acestei părți a corpului. Părțile superioare ale corpului sunt controlate de părțile subiacente ale cortexului motor.

• Lobul parietal al cortexului cerebral  - funcții somatosenzoriale. În girusul postcentral se termină căile aferente ale sensibilității superficiale și profunde . Dezvoltarea funcțiilor motorii și senzoriale ale cortexului cerebral a determinat o zonă mare a acelor zone care corespund părților corpului care sunt cele mai semnificative în comportament și care primesc informații din lumea exterioară. Stimularea electrică a girusului postcentral provoacă un sentiment de atingere în partea corespunzătoare a corpului.

• Lobul occipital al cortexului cerebral  este o funcție vizuală. Fibrele care transportă informațiile vizuale către cortexul cerebral sunt direcționate atât contralateral, cât și ipsilateral (chiasma optică).

• Lobul temporal al cortexului cerebral  este o funcție auditivă.

• Talamusul direcționează semnalele simțurilor, cu excepția mirosului, către anumite zone ale cortexului cerebral. Cei patru nuclei principali ai talamusului, corespunzând celor patru tipuri de informații primite de simțuri ( vizual , auditiv , tactil , simțul echilibrului și echilibrului), trimit informații către anumite zone ale cortexului cerebral pentru procesare.
• Hipotalamusul , interacționând cu sistemul limbic, reglează abilitățile comportamentale de bază ale individului asociate cu supraviețuirea speciei: luptă, hrănire, fuga, căutarea unui partener de căsătorie.
• Sistemul limbic este asociat cu memoria , simțul mirosului , emoțiile și motivația . Subdezvoltarea sistemului limbic, de exemplu la animale, vorbește despre reglarea instinctivă predominantă a comportamentului. Sistemul limbic amigdalei este asociat cu răspunsuri de agresivitate și frică . Îndepărtarea sau deteriorarea amigdalei s-a dovedit a duce la o lipsă dezadaptativă a fricii [1] . Deteriorarea amigdalei duce la creșterea apetitului sexual [2] . Septul creierului este asociat cu emoțiile de frică și furie.
• Hipocampul joacă un rol important în procesul de memorare a noilor informații. Încălcarea hipocampului face imposibilă memorarea de noi informații, deși informațiile care au fost învățate înainte rămân în memorie și o persoană poate opera asupra lor. Se presupune că sindromul Korsakoff, asociat cu funcționarea afectată a memoriei, se datorează disfuncției hipocampului. O altă funcție a hipocampului este de a determina aranjarea spațială a lucrurilor, de a determina locația lor unul față de celălalt. Conform unei ipoteze, hipocampul formează o hartă senzorială pentru orientarea în mediu [3] .
• Nucleii bazali îndeplinesc funcții motorii.

Midbrain

Mezencefalul îndeplinește funcții importante de control și coordonare a mișcărilor oculare.

• Sistemul de activare reticular (formația reticulară ) , extinzându-se până la telencefal, este un sistem de neuroni care joacă un rol important în procesele conștiinței. Formația reticulară este responsabilă de procesele de trezire/adormire, filtrărea stimulilor secundari care intră în creier. Împreună cu talamusul, formațiunea reticulară asigură că individul este conștient de propria existență, separat de stimulii externi.
• Substanța cenușie centrală a creierului (substanța cenușie periaqueductală din creier) , situată în trunchiul cerebral și înconjurând apeductul lui Sylvius al creierului mediu, este asociată cu comportamentul adaptativ al individului.

Creierul posterior

În medulară, nervii din partea dreaptă a corpului se conectează cu emisfera stângă, iar nervii din partea stângă a corpului se conectează cu emisfera dreaptă. O parte din informațiile transmise de nervi sunt ipsilaterale.

Neurotransmițători și activitatea mentală

Neurotransmițătorii sunt responsabili pentru interacțiunea neuronilor din sistemul nervos.

• Acetilcolina  - se crede că acest neurotransmițător este implicat în procesele de memorie, deoarece concentrațiile sale mari se găsesc în hipocamp [4] .
• Dopamina  – asociată cu reglarea mișcării, atenției și învățării.
• Adrenalina  – afectează senzația de vigilență.
• Serotonina  - asociată cu reglarea trezirii, a adormii, a dispoziției.
• GABA  - afectează mecanismele de învățare și memorie [5] .

Abilități cognitive

Atenție

Teoria integrării caracteristicilor , care explică procesele timpurii ale percepției vizuale asociate cu atenția , a găsit o bază neurobiologică în studiile lui David Hubel și Torsten Wiesel. Oamenii de știință au descoperit baza neuronală a mecanismului de căutare a caracteristicilor . Neuronii scoarței cerebrale au reacționat în moduri diferite la stimuli vizuali asociați cu o anumită orientare spațială (verticală, orizontală, înclinată în unghi) [6] . Cercetările ulterioare efectuate de un număr de oameni de știință au arătat că diferitele etape ale percepției vizuale sunt asociate cu activitatea diferită a neuronilor din cortexul cerebral. O activitate corespunde stadiilor incipiente ale stimulului vizual și procesării stimulului, cealaltă activitate corespunde stadiilor târzii ale percepției, caracterizate prin atenție focală, sinteza și integrarea trăsăturilor [7] .

Percepția

Omul de știință canadian Donald Hebb în lucrarea sa The Organization of Behavior (1949) a propus teoria ansamblurilor neuronale pentru a explica mecanismele de percepție a realității de către creier . Teoria lui Hebb a explicat de ce percepția are loc în fragmente semnificative separate [8] [a]

Note

Comentarii

1. ↑ Teoria lui Hebb a explicat și rezistența creierului la deteriorare [8] .

Surse

1. ↑ Adolphs R. , Tranel D. , Damasio H. , Damasio A. Recunoaștere afectată a emoției în expresiile faciale în urma leziunii bilaterale a amigdalei umane.  (engleză)  // Natură. - 1994. - 15 decembrie ( vol. 372 , nr. 6507 ). - P. 669-672 . - doi : 10.1038/372669a0 . — PMID 7990957 .
2. ↑ Steffanaci, L. Amygdala, primate. În R.A. Wilson & F.C. Keil (Eds.), Enciclopedia MIT a științelor cognitive (pp. 15-17). Cambridge, MA: MIT Press , 1999
3. ↑ O'Keefe, JA, & Nadel, L. Hipocampul ca hartă cognitivă. New York: Oxford University Press . 1978
4. ↑ Squire, LR (1987). memorie și creier. New York: Oxford University Press .
5. ↑ Izquierdo I. , Medina JH Corelația dintre farmacologia potențării pe termen lung și farmacologia memoriei.  (Engleză)  // Neurobiologia învăţării şi memoriei. - 1995. - ianuarie ( vol. 63 , nr. 1 ). - P. 19-32 . - doi : 10.1006/nlme.1995.1002 . — PMID 7663877 .
6. ↑ Hubel DH , Wiesel TN Mecanismele vizuale ale creierului.  (engleză)  // Scientific American. - 1979. - Septembrie ( vol. 241 , nr. 3 ). - P. 150-162 . - doi : 10.1038/scientificamerican0979-150 . — PMID 91195 .
7. ↑ Bachevalier J. , Mishkin M. Deficiența de recunoaștere vizuală urmează leziuni prefrontale ventromediale, dar nu dorsolaterale la maimuțe.  (Engleză)  // Cercetare Behavioral Brain. - 1986. - Iunie ( vol. 20 , nr. 3 ). - P. 249-261 . - doi : 10.1016/0166-4328(86)90225-1 . — PMID 3741586 .
8. ↑ 1 2 Masland, 2021 , p. 157.

Literatură

• Richard Musland. Cum vedem? Neurobiologia percepției vizuale = Richard Masland. Îl știm când îl vedem: ce ne spune neurobiologia vederii despre cum gândim. — M .: Editura Alpina , 2021. — 304 p. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Baars, BJ, Gage, NM (2010). „Cogniție, creier și conștiință: introducere în neuroștiința cognitivă” (ed. a doua)
• Bear, M.F., Connors, B.W. și Paradiso M.A. (2007). „Neuroștiința: explorarea creierului” (ed. a treia). pp. 10–11. Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 0-7817-6003-8
• Churchland, PS și Sejnowski, TJ(1992). Creierul computațional, The MIT Press , ISBN 0-262-03188-4 .
• Cod, C. (1996). Cazuri clasice: repere antice și moderne în dezvoltarea științei neuropsihologice . În: Code, C. et al. Cazuri clasice în neuropsihologie .
• Enersen, OD (2009). John Hughlings Jackson. În: Cine a numit-o? .
• Gallistel, R. (2009). „Memoria și creierul computațional: de ce știința cognitivă va transforma neuroștiința”. Wiley-Blackwell ISBN 978-1-4051-2287-0 .
• Gazzaniga MS , Ivry RB & Mangun GR (2002). Neuroștiința cognitivă: Biologia minții (ed. a II-a). New York: W. W. Norton.
• Gazzaniga, MS, The Cognitive Neurosciences III , (2004), The MIT Press , ISBN 0-262-07254-8
• Gazzaniga, MS, Ed. (1999). Conversații în neuroștiințe cognitive , The MIT Press , ISBN 0-262-57117-X .
• Sternberg, Eliezer J. Ești o mașină? Creierul, mintea și ce înseamnă să fii om. Amherst, NY: Prometheus Books.
• Ward, Jamie. Ghidul studentului pentru neuroștiința cognitivă  (neopr.) . — al 3-lea. - Psychology Press , 2015. - ISBN 978-1848722729 .

Neurostiinta
Știința fundamentală	genetica vizuala Neuroștiință integrativă Neuroștiința celulară Conectomica Neuroștiința moleculară Neurobioinginerie Neurobiologie Neurobiotice neurogenetica neuroinginerie neuroinformatica Neurocomunicații Interfață pentru neurocomputer neurometrică neuroplasticitatea Neurorobotica Neurotehnologie Neurotoxina Neurofizică Neurofiziologie neurochimie Neurocip neuroembriologie Neuroendocrinologie Neuroetologie Retea neurala Procesare a semnalului paleoneurologie Epigenetica comportamentală Psihogenetica Sinogenetica neuroștiința evolutivă
Neuroștiința clinică	Neurofiziologie clinică Neurologie neurootologie neuroanatomie Neuroimagistică Neurovirologie Neurogastroenterologie boala neurodegenerativa Neuroimunologie Tratament neurointensiv Neurocardiologie neuromodulație Neuromonitorizare Neuromorfologie Neurooncologie Neuro-oftalmologie Neuropatologie Neuroprotetice Neuropsihiatrie Neuroradiologie Neurodiversitatea neuroreabilitare Neurofarmacologie Neurochirurgie Neuroepidemiologie Cădere nervoasă Neuroștiința comportamentală Psihiatrie Dezvoltarea sistemului nervos Regenerarea țesutului nervos
Neuroștiința cognitivă	neurologie afectivă Biopsihologie Neuroștiința culturală Cogniția celulară moleculară controlul motorului neurolingvistică Neuropsihologie Neuroștiința educațională neuroștiința senzorială Psihofiziologie sistemică neuroștiința socială Cronobiologie
Alte domenii	Neuro-psihanaliza neuroantropologie Neurocriminologie Neurocultură Neuroistorie neuromanagement Neuromarketing Neuronet neuropolitică neurolege Neurociologie neuroteologie Neurofenomenologie neurofilozofie Neuroeconomie Neuroepistemologie neuroestetică neuroetică
Categorie Wikimedia Commons

Dicționare și enciclopedii	mare chinezesc Un norvegian grozav Universalis Universalis Universalis
În cataloagele bibliografice	BNF : 12315836k GND : 7666103-9 J9U : 987007537083105171 LCCN : sh91005166