Kognitiv neurovetenskap

Kognitiv neurovetenskap  är en vetenskap som studerar sambandet mellan hjärnans aktivitet och andra aspekter av nervsystemet med kognitiva processer och beteenden . Kognitiv neurovetenskap ägnar särskild uppmärksamhet åt studiet av den neurala grunden för tankeprocesser. Kognitiv neurovetenskap är en gren av både psykologi och neurovetenskap , överlappande med kognitiv psykologi och neuropsykologi .

Kognitiv neurovetenskap använder sig av experimentella metoder från psykofysik , kognitiv psykologi, funktionell neuroimaging, elektrofysiologi , psykogenetik . Ett viktigt område inom kognitiv neurovetenskap är studiet av personer med psykiska störningar på grund av hjärnskador.

Kopplingen mellan strukturen hos nervceller och kognitiva förmågor bekräftas av sådana fakta som en ökning av antalet och storleken på synapser i hjärnan hos råttor som ett resultat av deras träning, en minskning av effektiviteten av överföring av en nervimpuls genom synapser , observerat hos personer som lider av Alzheimers sjukdom .

En av de första tänkarna som hävdade att tänkande äger rum i hjärnan var Hippokrates . På 1800-talet gjorde vetenskapsmän som Johann Peter Müller försök att studera hjärnans funktionella struktur i termer av lokaliseringen av mentala och beteendemässiga funktioner i hjärnregioner.

Tekniker och metoder

Tomografi

Hjärnans struktur studeras med hjälp av datortomografi , magnetisk resonanstomografi , angiografi . Datortomografi och angiografi har lägre hjärnavbildningsupplösning än magnetisk resonanstomografi.

Studiet av aktiviteten i hjärnzoner baserat på analys av metabolism gör det möjligt att utföra positronemissionstomografi och funktionell magnetisk resonanstomografi .

• Positronemissionstomografi skannar efter ökat glukosupptag i aktiva områden i hjärnan. Intensiteten av konsumtionen av den administrerade radioaktiva formen av glukos betraktas som en parameter för en högre aktivitet hos celler i ett givet område av hjärnan.
• Funktionell magnetisk resonanstomografi skannar intensiteten av syreförbrukningen . Syre fixeras som ett resultat av att syreatomens partiklar i ett starkt magnetfält bringas in i ett instabilt tillstånd. Fördelen med denna typ av tomografi är större tidsmässig noggrannhet jämfört med positronemissionstomografi, d.v.s. förmågan att registrera förändringar som inte varar mer än några sekunder.

Elektroencefalogram

Ett elektroencefalogram låter dig studera de processer som sker i hjärnan hos en levande bärare, och på så sätt analysera hjärnaktiviteten som en reaktion på vissa stimuli i realtid. Fördelen med denna metod är förmågan att studera hjärnans aktivitet givet den exakta tiden. Nackdelen med denna metod för att studera hjärnaktivitet är oförmågan att uppnå exakt rumslig upplösning - oförmågan att avgöra vilka neuroner eller grupper av neuroner, eller till och med delar av hjärnan, som svarar på en given stimulans. För att uppnå noggrannhet i rumslig upplösning kombineras ett elektroencefalogram med positronemissionstomografi .

Delar av hjärnan och mental aktivitet

Forebrain

• Cerebral cortex spelar en viktig roll i mental aktivitet. Hjärnbarken utför funktionen att bearbeta information som tas emot genom sinnena, genomförandet av tänkande och andra kognitiva funktioner. Cerebral cortex består funktionellt av tre zoner: sensoriska, motoriska och associativa zoner. Associationszonens funktion är att koppla samman aktiviteten av sensoriska och motoriska zoner. Den associativa zonen är tänkt att ta emot och bearbeta information från den sensoriska zonen och initiera ett meningsfullt beteende. Brocas centrum och Wernickes område är belägna i föreningsområdena i cortex. Den associativa zonen av pannloberna i hjärnbarken antas vara ansvarig för logiskt tänkande, bedömningar och slutsatser som utförs av en person.

• Hjärnbarkens frontallob  - planering, kontroll och utförande av rörelser ( motoriskt (motoriskt) område av hjärnbarken - precentral gyrus ), tal, abstrakt tänkande, omdöme.

Artificiell stimulering av det motoriska området i hjärnbarken orsakar rörelsen av motsvarande del av kroppen. Styrningen av rörelsen av en kroppsdel ​​utförs kontralateralt till motsvarande zon i det motoriska området i hjärnbarken som är ansvarig för rörelsen av denna del av kroppen. De övre delarna av kroppen styrs av de underliggande delarna av den motoriska cortex.

• Hjärnbarkens parietallob  - somatosensoriska funktioner. I den postcentrala gyrusen slutar de afferenta vägarna för ytlig och djup känslighet . Utvecklingen av de motoriska och sensoriska funktionerna i hjärnbarken bestämde ett stort område av de zoner som motsvarar de delar av kroppen som är mest betydelsefulla när det gäller beteende och ta emot information från omvärlden. Elektrisk stimulering av den postcentrala gyrusen orsakar en känsla av känsel i motsvarande del av kroppen.

• Den occipitalloben i hjärnbarken  är en visuell funktion. Fibrerna som bär visuell information till hjärnbarken är riktade både kontralateralt och ipsilateralt (Optic Chiasm)

• Hjärnbarkens temporallob  är en auditiv funktion.

• Talamus riktar signaler från sinnena, med undantag för lukt, till specifika områden i hjärnbarken. De fyra huvudkärnorna i thalamus, som motsvarar de fyra typerna av information som tas emot av sinnena ( visuell , hörsel , taktil , en känsla av balans och balans), skickar information till vissa områden i hjärnbarken för bearbetning.
• Hypothalamus , som interagerar med det limbiska systemet, reglerar individens grundläggande beteendeförmågor som är förknippade med artens överlevnad: slåss, mata, fly, söka efter en äktenskapspartner.
• Det limbiska systemet är förknippat med minne , luktsinne , känslor och motivation . Underutvecklingen av det limbiska systemet, till exempel hos djur, talar om den dominerande instinktiva regleringen av beteende. Amygdalas limbiska system är förknippat med aggressivitet och rädsla . Borttagning eller skada på amygdala har visat sig resultera i en missanpassningsbar brist på rädsla [1] . Skador på amygdala leder till ökad sexlust [2] . Hjärnans septum är förknippat med känslor av rädsla och ilska.
• Hippocampus spelar en viktig roll i processen att memorera ny information. Brott mot hippocampus gör det omöjligt att memorera ny information, även om informationen som lärts tidigare finns kvar i minnet och en person kan operera på den. Korsakoffs syndrom, associerat med nedsatt minnesfunktion, antas bero på dysfunktion i hippocampus. En annan funktion av hippocampus är att bestämma det rumsliga arrangemanget av saker, att bestämma deras plats i förhållande till varandra. Enligt en hypotes bildar hippocampus en sensorisk karta för orientering i miljön [3] .
• Basalkärnorna utför motoriska funktioner.

Midbrain

Mellanhjärnan utför viktiga funktioner för kontroll av ögonrörelser och koordination.

• Det retikulära aktiverande systemet ( retikulär formation ) , som sträcker sig till telencephalon, är ett system av nervceller som spelar en viktig roll i medvetandeprocesserna. Den retikulära formationen är ansvarig för processerna för uppvaknande / somna, filtrering av sekundära stimuli som kommer in i hjärnan. Tillsammans med thalamus säkerställer den retikulära formationen att individen är medveten om sin egen existens, skild från yttre stimuli.
• Den centrala grå substansen i hjärnan (periakveduktal grå substans i hjärnan) , som ligger i hjärnstammen och omger akvedukten av Sylvius i mellanhjärnan, är associerad med individens adaptiva beteende.

Bakre hjärna

I märgen ansluter nerver från höger sida av kroppen till vänster hjärnhalva, och nerver från vänster sida av kroppen ansluter till höger hjärnhalva. En del av informationen som överförs av nerver är ipsilateral.

Neurotransmittorer och mental aktivitet

Neurotransmittorer är ansvariga för interaktionen mellan neuroner i nervsystemet.

• Acetylkolin  - denna signalsubstans tros vara involverad i minnesprocesser, eftersom dess höga koncentrationer finns i hippocampus [4] .
• Dopamin  - förknippas med reglering av rörelse, uppmärksamhet och inlärning.
• Adrenalin  – påverkar känslan av vakenhet.
• Serotonin  - förknippat med regleringen av uppvaknande, somna, humör.
• GABA  - påverkar mekanismerna för inlärning och minne [5] .

Kognitiva förmågor

Uppmärksamhet

Funktionsintegrationsteorin , som förklarar de tidiga processerna för visuell perception i samband med uppmärksamhet , fann en neurobiologisk grund i studierna av David Hubel och Torsten Wiesel. Forskare har upptäckt den neurala grunden för funktionssökningsmekanismen . Neuronerna i hjärnbarken reagerade på olika sätt på visuella stimuli associerade med en viss rumslig orientering (vertikal, horisontell, lutad i vinkel) [6] . Ytterligare forskning av ett antal forskare visade att olika stadier av visuell perception är associerade med olika aktivitet hos neuroner i hjärnbarken. En aktivitet motsvarar de tidiga stadierna av visuell stimulans och stimulusbearbetning, den andra aktiviteten motsvarar de sena stadierna av perception, kännetecknad av fokal uppmärksamhet, syntes och integration av funktioner [7] .

Perception

Den kanadensiska vetenskapsmannen Donald Hebb föreslog i sitt arbete The Organization of Behavior (1949) teorin om neurala ensembler för att förklara mekanismerna för hur hjärnan uppfattar verkligheten . Hebbs teori förklarade varför perception förekommer i separata signifikanta fragment [8] [a]

Anteckningar

Kommentarer

1. ↑ Hebbs teori förklarade också hjärnans motstånd mot skador [8] .

Källor

1. ↑ Adolphs R. , Tranel D. , Damasio H. , Damasio A. Försämrad igenkänning av känslor i ansiktsuttryck efter bilateral skada på den mänskliga amygdala.  (engelska)  // Nature. - 1994. - 15 december ( vol. 372 , nr 6507 ). - s. 669-672 . - doi : 10.1038/372669a0 . — PMID 7990957 .
2. ↑ Steffanaci, L. Amygdala, primat. I R.A. Wilson & F.C. Keil (red.), The MIT encyclopedia of the cognitive sciences (sid. 15-17). Cambridge, MA: MIT Press , 1999
3. ↑ O'Keefe, JA, & Nadel, L. Hippocampus som en kognitiv karta. New York: Oxford University Press . 1978
4. ↑ Squire, LR (1987). minnet och hjärnan. New York: Oxford University Press .
5. ↑ Izquierdo I. , Medina JH Korrelation mellan farmakologin för långsiktig potentiering och minnets farmakologi.  (engelska)  // Neurobiologi av lärande och minne. - 1995. - Januari ( vol. 63 , nr 1 ). - S. 19-32 . - doi : 10.1006/nlme.1995.1002 . — PMID 7663877 .
6. ↑ Hubel DH , Wiesel TN Hjärnmekanismer för syn.  (engelska)  // Scientific American. - 1979. - September ( vol. 241 , nr 3 ). - S. 150-162 . - doi : 10.1038/scientificamerican0979-150 . — PMID 91195 .
7. ↑ Bachevalier J. , Mishkin M. Synsigenkänningsnedsättning följer ventromediala men inte dorsolaterala prefrontala lesioner hos apor.  (engelska)  // Behavioural Brain Research. - 1986. - Juni ( vol. 20 , nr 3 ). - S. 249-261 . - doi : 10.1016/0166-4328(86)90225-1 . — PMID 3741586 .
8. ↑ 1 2 Masland, 2021 , sid. 157.

Litteratur

• Richard Musland. Hur ser vi? Neurobiologi av visuell perception = Richard Masland. Vi vet det när vi ser det: vad synens neurobiologi säger oss om hur vi tänker. — M .: Alpina förlag , 2021. — 304 sid. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Baars, BJ, Gage, NM (2010). "Kognition, hjärna och medvetande: Introduktion till kognitiv neurovetenskap" (2:a upplagan)
• Bear, M.F., Connors, B.W. & Paradiso M.A. (2007). "Neuroscience: Exploring the Brain" (3:e upplagan). pp. 10–11. Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 0-7817-6003-8
• Churchland, PS & Sejnowski, TJ(1992). Beräkningshjärnan, The MIT Press , ISBN 0-262-03188-4 .
• Code, C. (1996). Klassiska fall: Forntida och moderna milstolpar i utvecklingen av neuropsykologisk vetenskap . I: Code, C. et al. Klassiska fall i neuropsykologi .
• Enersen, OD (2009). John Hughlings Jackson. I: Vem heter det? .
• Gallistel, R. (2009). "Memory and the Computational Brain: Why Cognitive Science will Transform Neuroscience." Wiley-Blackwell ISBN 978-1-4051-2287-0 .
• Gazzaniga MS , Ivry RB & Mangun GR (2002). Kognitiv neurovetenskap: Sinnets biologi (2:a upplagan). New York: W. W. Norton.
• Gazzaniga, MS, The Cognitive Neurosciences III , (2004), The MIT Press , ISBN 0-262-07254-8
• Gazzaniga, MS, Ed. (1999). Conversations in the Cognitive Neurosciences , The MIT Press , ISBN 0-262-57117-X .
• Sternberg, Eliezer J. Är du en maskin? Hjärnan, sinnet och vad det innebär att vara människa. Amherst, NY: Prometheus Books.
• Ward, Jamie. Elevens guide till kognitiv neurovetenskap  (neopr.) . — 3:a. - Psychology Press , 2015. - ISBN 978-1848722729 .

Neurovetenskap
Grundläggande vetenskap	visuell genetik Integrativ neurovetenskap Cellulär neurovetenskap Connectomics Molekylär neurovetenskap Neurobioteknik Neurobiologi Neurobiotika neurogenetik neuroteknik neuroinformatik Neurokommunikation Neurodatorgränssnitt neurometri neuroplasticitet Neurorobotik Neuroteknik Neurotoxin Neurofysik Neurofysiologi neurokemi Neurochip neuroembryologi Neuroendokrinologi Neurotologi neuralt nätverk Signalbehandling paleoneurologi Beteende epigenetik Psykogenetik Synogenetik evolutionär neurovetenskap
Klinisk neurovetenskap	Klinisk neurofysiologi Neurologi neurootologi neuroanatomi Neuroimaging Neurovirologi Neurogastroenterologi neurodegenerativ sjukdom Neuroimmunologi Neurointensiv behandling Neurocardiology neuromodulering Neuroövervakning Neuromorfologi Neuronkologi Neurooftalmologi Neuropatologi Neuroprotetik Neuropsykiatri Neuroradiologi Neurodiversitet neurorehabilitering Neurofarmakologi Neurokirurgi Neuroepidemiologi Nervöst sammanbrott Beteende neurovetenskap Psykiatri Utveckling av nervsystemet Nervös vävnadsregenerering
Kognitiv neurovetenskap	affektiv neurologi biopsykologi Kulturell neurovetenskap Molekylär cellkognition Motor kontroll neurolingvistik Neuropsykologi Pedagogisk neurovetenskap sensorisk neurovetenskap Systemisk psykofysiologi social neurovetenskap Kronobiologi
Andra områden	Neuro-psykoanalys neuroantropologi Neurokriminologi Neurokultur Neurohistoria neuromanagement Neuromarketing Neuronet neuropolitik neurolag Neurosociologi neuroteologi Neuropenomenologi neurofilosofi Neuroekonomi Neuroepistemologi neuroestetik neuroetik
Kategori Wikimedia Commons

Ordböcker och uppslagsverk	stor kines Stor norsk Universalis Universalis Universalis
I bibliografiska kataloger	BNF : 12315836k GND : 7666103-9 J9U : 987007537083105171 LCCN : sh91005166