Kognitive Neurowissenschaften: Geschichte, Studienbereiche und Anwendungen
Die kognitive Neurowissenschaft ist eine Disziplin, die untersucht, wie das Gehirn Informationen empfängt, integriert und verarbeitet. Analysieren Sie wissenschaftlich die zugrunde liegenden Prozesse der mentalen Aktivität.
Im Fokus steht insbesondere, wie neuronale Mechanismen kognitive und psychologische Funktionen hervorrufen, die sich im Verhalten manifestieren.
Anhand dieser Analyse wird versucht, sowohl die Beziehung des Subjekts zu seiner Umgebung als auch andere zugrunde liegende Aspekte zu erklären: Emotionen, Problemlösung, Intelligenz und Denken.
Die Beziehung zwischen Gehirn und Geist ist eine der wichtigsten philosophischen Fragen aller Zeiten. Die kognitive Neurowissenschaft versucht, eine grundlegende Frage zu beantworten: Wie kann ein mentaler Zustand aus einer Reihe von Zellen mit bestimmten elektrophysiologischen und chemischen Eigenschaften entstehen?
Diese Disziplin untersucht die Gehirnfunktion aus einer wissenschaftlichen und offenen Perspektive. Teil der zellulären und molekularen Analyse, um überlegene Funktionen wie Sprache und Gedächtnis zu verstehen.
Die kognitive Neurowissenschaft ist eine relativ junge Disziplin, die sich aus der Konvergenz von Neurowissenschaft und kognitiver Psychologie ergibt. Wissenschaftliche Fortschritte, insbesondere die Entwicklung von Neuroimaging-Techniken, haben die Entstehung einer interdisziplinären Wissenschaft ermöglicht, in der sich Wissen ergänzt.
Tatsächlich umfasst es Kenntnisse aus verschiedenen Disziplinen wie Philosophie, Psychobiologie, Neurologie, Physik, Linguistik usw.
Der Gegenstand des Studiums der kognitiven Neurowissenschaften hat dazu geführt, dass jeden Tag mehr Interesse an der Gesellschaft geweckt wird. Dies spiegelt sich in der Zunahme von Forschungsgruppen wider, die sich diesem Bereich widmen, und der damit einhergehenden Zunahme von wissenschaftlichen Publikationen.
Historischer Hintergrund
Die Ursprünge der kognitiven Neurowissenschaften ließen sich auf die antike Philosophie zurückführen, eine Zeit, in der Denker sich große Sorgen um den Geist machten.
Aristoteles glaubte, dass das Gehirn ein nutzloses Organ sei und nur dazu diene, das Blut abzukühlen. Dieser Philosoph schrieb dem Herzen den Ursprung der mentalen Funktion zu.
Es scheint, dass es Galen im zweiten Jahrhundert n. Chr. War, der behauptete, das Gehirn sei der Ursprung geistiger Aktivität. Obwohl er glaubte, dass Persönlichkeit und Emotion in anderen Organen erzeugt wurden.
Es war jedoch der niederländische Arzt Andreas Vesalio im 16. Jahrhundert, der feststellte, dass das Gehirn und das Nervensystem das Zentrum des Geistes und der Emotionen sind. Diese Ideen hatten großen Einfluss auf die Psychologie und haben wiederum zur Entwicklung der kognitiven Neurowissenschaften beigetragen.
Ein weiterer Wendepunkt in der Geschichte der kognitiven Neurowissenschaften war das Aufkommen der Phrenologie zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Nach dieser Pseudowissenschaft könnte das menschliche Verhalten durch die Form des Schädels bestimmt werden.
Seine Hauptvertreter, Franz Joseph Gall und JG Spurzheim, argumentierten, dass das menschliche Gehirn in 35 verschiedene Abschnitte unterteilt war. Die Phrenologie wurde kritisiert, weil ihre Prämissen nicht wissenschaftlich belegt waren.
Aus diesen Ideen wurden zwei Gedankenströme erzeugt, die als Lokalisationisten und Antilokalisation (aggregierte Feldtheorie) bezeichnet wurden. Dem ersten zufolge befinden sich mentale Funktionen in bestimmten Bereichen des Gehirns.
Die Beiträge von Broca und Wernicke waren für die kognitive Neurowissenschaft von wesentlicher Bedeutung. Sie untersuchten die Bereiche, die die Sprache steuern, und wie Läsionen in ihnen Aphasie hervorrufen können. Dank ihnen wurde eine lokalisatorische Vision erweitert.
Gemäß der Antilokalisations- oder Aggregatfeldtheorie sind alle Bereiche des Gehirns an mentalen Funktionen beteiligt. Der französische Physiologe Jean Pierre Flourens führte mehrere Tierexperimente durch, aus denen er schließen konnte, dass Großhirnrinde, Kleinhirn und Hirnstamm als Ganzes funktionieren.
In dieser Entwicklung ist die von Santiago Ramón y Cajal entwickelte Neuronenlehre von grundlegender Bedeutung. Nach dieser Lehre sind Neuronen der grundlegendste Teil des Nervensystems. Dies sind diskrete Zellen, das heißt, sie verbinden sich nicht zu einem Gewebe, aber sie unterscheiden sich genetisch und metabolisch von anderen Zellen.
Im 20. Jahrhundert waren Fortschritte in der experimentellen Psychologie auch für die kognitive Neurowissenschaft von großer Bedeutung. Insbesondere die Demonstration, dass einige Aufgaben in diskreten Verarbeitungsphasen ausgeführt werden.
Ebenso sind Studien zur Pflege relevant. In dieser Zeit begann man zu glauben, dass das beobachtbare Verhalten nicht ausreichte, um die kognitiven Funktionen vollständig zu untersuchen. Es wurde vielmehr notwendig, die Funktionsweise des Nervensystems und die dem Verhalten zugrunde liegenden Mechanismen genauer zu untersuchen.
Die theoretischen Annahmen dieser Disziplin wurden zwischen 1950 und 1960 aus den Ansätzen der experimentellen Psychologie, Neuropsychologie und Neurowissenschaft formuliert.
Der Begriff "kognitive Neurowissenschaften" wurde Ende der 1970er Jahre von George Miller und Michael Gazzaniga geprägt und ging auf einen Kurs zurück, den sie am Cornell Medical College auf der biologischen Grundlage der menschlichen Kognition veranstalteten.
Ihr Ziel war es, ihr Verständnis herauszustellen und zu argumentieren, dass der beste Ansatz darin bestehe, gesunde Menschen gleichzeitig mit Techniken aus den Wissenschaften des Gehirns und der Kognitionswissenschaften zu untersuchen.
Es war jedoch wahrscheinlich nicht bis 1982, als das erste Schreiben mit diesem Begriff veröffentlicht wurde. Es wurde von Posner, Pea und Volpe "Cognitive Neuroscience: Entwicklungen hin zu einer Synthesewissenschaft" genannt .
Die Informatik hat wichtige Beiträge zur kognitiven Neurowissenschaft geleistet. Insbesondere künstliche Intelligenz hat dieser Disziplin die Sprache für Erklärungen der Gehirnfunktion gegeben.
Da es das Ziel der künstlichen Intelligenz ist, Maschinen mit intelligentem Verhalten zu bauen, besteht der erste Schritt darin, die Prozesse des intelligenten Verhaltens zu bestimmen, um die Hierarchie dieser Prozesse zu programmieren.
Computing ist eng mit der Hirnkartierung verbunden. Das Aufkommen der Brain Mapping-Technologie war daher ein grundlegender Aspekt bei der Weiterentwicklung der Methodik der kognitiven Neurowissenschaften. Vor allem die Entwicklung der funktionellen Magnetresonanz- und Positronenemissionstomographie.
Dies hat es kognitiven Psychologen ermöglicht, neue experimentelle Strategien zur Untersuchung der Gehirnfunktion zu entwickeln.
Neurowissenschaften und kognitive Psychologie
Die kognitive Psychologie entstand Mitte des 20. Jahrhunderts als Reaktion auf den vorherrschenden Behaviorismus. Behaviorismus argumentierte, dass, obwohl mentale Prozesse nicht beobachtbar sein könnten, sie durch konkrete Experimente indirekt wissenschaftlich untersucht werden könnten.
Einige Variablen, wie die Leistung bei Aufgaben oder Reaktionszeiten, ergaben Hinweise auf psychische Funktionen. Daraus ist eine Wissensquelle entstanden, die sich aus verschiedenen theoretischen Modellen entwickelt hat.
Die kognitive Neuropsychologie und die Neurowissenschaften haben sich seit einiger Zeit auf unterschiedliche Weise weiterentwickelt. Denn erstere hat sich auf das Wie und nicht auf das Wo konzentriert und das Studium anatomischer Strukturen in den Händen von Neurophysiologen gelassen.
Laut Redolar (2013) ähnelt diese Unterscheidung der zwischen Software und Hardware in einem Computersystem. Ein Computerprogramm verfügt über eine Betriebslogik, die unabhängig von der Hardware oder dem Materialsystem ist, in dem es erstellt wurde.
Das gleiche Computerprogramm kann auf verschiedenen Computern installiert werden, ohne dass die Art der Hardware den Betrieb der Software beschreibt. Diese Ansicht ist sehr simpel und hat einige Psychologen zu der Annahme veranlasst, dass die Analyse neuronaler Systeme keine Informationen über die psychologische Funktion liefert.
Diese Perspektive wurde durch die neuesten wissenschaftlichen Fortschritte verzerrt. Derzeit wird bestätigt, dass eine multidisziplinäre Vision der kognitiven Neurowissenschaften zu einer stärkeren Entwicklung führt. Neurowissenschaften und kognitive Psychologie ergänzen einander und sind keine ausschließlichen Disziplinen.
Die mit bildgebenden Verfahren gewonnenen Daten sind Variablen, die mehr Wert erzeugen als die bereits vorhandenen. So werden beim Studium einer mentalen Funktion Werte wie die elektromyographische Reaktion der Muskeln, die elektrische Konnektivität der Haut usw. gezählt.
Positronenemissionstomographie und funktionelle Magnetresonanztomographie ermöglichen die Beurteilung hämodynamischer Veränderungen im Gehirn. Zusätzlich zu anderen Daten, die durch Magnetenzephalographie-Techniken bereitgestellt werden.
Ebenso hat sich gezeigt, dass der traditionelle kognitive Ansatz nicht ausreicht, um die gesamte komplexe geistige Funktionsweise zu beschreiben. Eine radikale Unterscheidung zwischen Software und Hardware ist daher nicht möglich, da es viele Zusammenhänge gibt, die den multidisziplinären Ansatz der kognitiven Neurowissenschaften erforderlich machen.
Ebenso hat die kognitive Psychologie viel zur Neurowissenschaft beizutragen. Es bereichert und trägt zum theoretischen Ansatz der Daten bei, die aus einem Gehirnscan stammen.
Die kognitive Neurowissenschaft ist also nicht nur eine anatomische und physiologische Untersuchung des Gehirns. Ihr Ziel ist es vielmehr, die materielle Basis kognitiver und emotionaler Prozesse zu beschreiben.
Die Psychologie verfügt über hervorragende Werkzeuge und theoretische Modelle zur Erklärung des menschlichen Verhaltens und der mentalen Aktivität, die einen wichtigen Beitrag zur Neurowissenschaft leisten können. Somit kann der gesamte Datensatz aus einer kohärenten Theorie erklärt werden, die zu neuen Hypothesen führen kann, die als Studie dienen.
Arbeitsgebiete der kognitiven Neurowissenschaften
- Molekulare Analyse: Um die Funktionsweise von mentalen Prozessen im Detail zu kennen, ist es notwendig, die Rolle von Molekülen und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen. Die kognitive Neurowissenschaft versucht, die molekulare Basis des Nervenimpulses, die Physiologie der Neurotransmitter sowie die molekularen Mechanismen der Suchtstoffe zu beschreiben.
- Zelluläre Analyse: In der kognitiven Neurowissenschaft ist das Neuron die Hauptuntersuchungszelle. Es ist wichtig zu wissen, wie es funktioniert, welche Arten es hat, wie es mit anderen Neuronen interagiert, wie sie sich im Laufe des Lebens entwickeln usw.
- Analyse neuronaler Netzwerke: Untersucht werden die Neuronen, aus denen sich Aktivitätsnetzwerke zusammensetzen, die die Grundlage für kognitive und emotionale Prozesse bilden. Die neuronalen Schaltkreise in Bezug auf das Kreislaufsystem, das visuelle System, das akustische System, das motorische System usw. werden analysiert.
- Verhaltensanalyse: Hier beschreiben wir die Funktionsweise neuronaler Systeme, die komplexe Verhaltensweisen wie Gedächtnis, motivierte Verhaltensweisen wie Hunger oder Sex, Wachsamkeit oder Schlaf usw. zulassen.
- Kognitive Analyse: Diese Analyse beinhaltet das Verständnis der neuronalen Prozesse, die die Ausführung überlegener mentaler Funktionen wie Sprache, Argumentation, exekutive Kontrolle, Vorstellungskraft usw. ermöglichen.
Die Untersuchung von Patienten mit kognitiven Defiziten aufgrund von Hirnverletzungen ist auch für die kognitiven Neurowissenschaften von grundlegender Bedeutung. Dies wird verwendet, um gesunde Gehirne mit solchen zu vergleichen, die eine Störung haben. Somit können Rückschlüsse auf die betroffenen und intakten kognitiven Prozesse und die beteiligten neuronalen Schaltkreise gezogen werden.
Anwendungen der kognitiven Neurowissenschaften
Die kognitive Neurowissenschaft spielt eine grundlegende Rolle für das Verständnis des menschlichen Geistes.
Die Kenntnis der kognitiven Funktionen, die mit der physischen Funktionsweise des Gehirns verbunden und ergänzt sind, ermöglicht es uns, neue Theorien über die Funktionsweise des menschlichen Geistes zu erstellen.
Dies ermöglicht zu wissen, was passiert, wenn eine bestimmte Störung oder Verletzung auftritt, die eine kognitive Funktion beeinträchtigt.
Dieser Wissenszuwachs ermöglicht es auch, die Behandlungsmethoden für Störungen wie Lernschwierigkeiten, Schizophrenie, Angstzustände, Psychopathien, Schlafstörungen, bipolare Störungen, Gedächtnisstörungen usw. zu perfektionieren.
Andererseits ist die kognitive Neurowissenschaft in der Forschung nützlich, um zu wissen, wie kognitive Prozesse erzeugt und sequenziert werden.
Viele Profis nutzen dieses Wissen, um bessere Bildungsstrategien in Schulen zu programmieren (Neuroeducation), Werbung zu gestalten, die uns fesselt (Neuromarketing) oder sogar die sportlichen Leistungen zu verbessern.
