Kognitiivinen neurotiede

Kognitiivinen neurotiede on tiede, joka tutkii aivojen toiminnan ja hermoston muiden osien  suhdetta kognitiivisiin prosesseihin ja käyttäytymiseen . Kognitiivinen neurotiede kiinnittää erityistä huomiota ajatteluprosessien hermopohjan tutkimukseen . Kognitiivinen neurotiede on sekä psykologian että neurotieteen haara , joka on päällekkäinen kognitiivisen psykologian ja neuropsykologian kanssa .

Kognitiivinen neurotiede käyttää kokeellisia menetelmiä psykofysiikasta , kognitiivisesta psykologiasta, toiminnallisesta neurokuvauksesta, sähköfysiologiasta ja psykogenetiikasta . Tärkeä kognitiivisen neurotieteen osa-alue on aivovaurioista johtuvien mielenterveysongelmista kärsivien ihmisten tutkimus.

Hermosolujen rakenteen ja kognitiivisten kykyjen välisen yhteyden vahvistavat sellaiset tosiasiat kuin synapsien lukumäärän ja koon lisääntyminen rottien aivoissa niiden harjoittelun seurauksena, hermoimpulssin välityksen tehokkuuden heikkeneminen synapsien kautta. , havaitaan ihmisillä, jotka kärsivät Alzheimerin taudista .

Yksi ensimmäisistä ajattelijoista, joka väitti ajattelun tapahtuvan aivoissa, oli Hippokrates . 1800-luvulla tutkijat, kuten Johann Peter Müller , yrittivät tutkia aivojen toiminnallista rakennetta mielenterveyden ja käyttäytymisen toimintojen lokalisoinnin aivoalueilla.

Tekniikat ja menetelmät

Tomografia

Aivojen rakennetta tutkitaan tietokonetomografialla , magneettikuvauksella ja angiografialla . Tietokonetomografialla ja angiografialla on pienempi aivojen kuvantamisresoluutio kuin magneettikuvauksella.

Aivojen vyöhykkeiden toiminnan tutkiminen aineenvaihdunnan analysointiin mahdollistaa positroniemissiotomografian ja toiminnallisen magneettikuvauksen tekemisen .

• Positroniemissiotomografia skannaa lisääntynyttä glukoosinottoa aivojen aktiivisilla alueilla. Annetun glukoosin radioaktiivisen muodon kulutuksen intensiteettiä pidetään solujen korkeamman aktiivisuuden parametrina tietyllä aivoalueella.
• Toiminnallinen magneettikuvaus skannaa hapenkulutuksen voimakkuutta . Happi kiinnittyy saattamalla happiatomin hiukkaset vahvassa magneettikentässä epävakaaseen tilaan. Tämän tyyppisen tomografian etuna on suurempi ajallinen tarkkuus verrattuna positroniemissiotomografiaan, eli kyky tallentaa muutoksia, jotka eivät kestä muutamaa sekuntia pidempään.

Elektroenkefalogrammi

Elektroenkefalogrammin avulla voit tutkia elävän kantajan aivoissa tapahtuvia prosesseja ja siten analysoida aivojen toimintaa reaktiona tiettyihin ärsykkeisiin reaaliajassa. Tämän menetelmän etuna on kyky tutkia aivojen toimintaa tietyllä ajalla. Tämän aivotoiminnan tutkimusmenetelmän haittana on kyvyttömyys saavuttaa tarkkaa spatiaalista resoluutiota - kyvyttömyys määrittää, mitkä hermosolut tai hermosoluryhmät tai jopa aivojen osat reagoivat tiettyyn ärsykkeeseen. Avaruustarkkuuden saavuttamiseksi elektroenkefalogrammi yhdistetään positroniemissiotomografiaan .

Aivojen osat ja henkinen toiminta

Etuaivot

• Aivokuorella on tärkeä rooli henkisessä toiminnassa. Aivokuoren tehtävänä on käsitellä aistien kautta vastaanotettua tietoa, toteuttaa ajattelua ja muita kognitiivisia toimintoja. Aivokuori koostuu toiminnallisesti kolmesta vyöhykkeestä: sensorisesta, motorisesta ja assosiatiivisesta vyöhykkeestä. Assosiaatiovyöhykkeen tehtävänä on yhdistää sensoristen ja motoristen vyöhykkeiden toiminta. Assosiatiivisen vyöhykkeen oletetaan vastaanottavan ja prosessoivan tietoa aistivyöhykkeeltä ja käynnistävän tarkoituksenmukaisen merkityksellisen toiminnan. Brocan keskus ja Wernicken alue sijaitsevat aivokuoren assosiaatioalueilla. Aivokuoren etulohkojen assosiatiivisen vyöhykkeen oletetaan olevan vastuussa ihmisen loogisesta ajattelusta, tuomioista ja päätelmistä.

• Aivokuoren etulohko  - liikkeiden suunnittelu, ohjaus ja suorittaminen ( aivokuoren motorinen (motorinen) alue - precentral gyrus ), puhe, abstrakti ajattelu, arvostelu.

Aivokuoren motorisen alueen keinotekoinen stimulaatio aiheuttaa vastaavan kehon osan liikkeen. Kehonosan liikkeen ohjaus suoritetaan vastakkaisesti aivokuoren motorisen alueen vastaavalle alueelle, joka vastaa tämän kehon osan liikkeestä. Kehon yläosia ohjaavat motorisen aivokuoren alla olevat osat.

• Aivokuoren parietaalilohko  - somatosensoriset toiminnot. Postcentraalisessa gyrusessa pinnallisen ja syvän herkkyyden afferenttireitit päättyvät . Aivokuoren motoristen ja sensoristen toimintojen kehitys määritti suuren alueen vyöhykkeistä, jotka vastaavat niitä kehon osia, jotka ovat merkittävimpiä käyttäytymisessä ja tiedon vastaanottamisessa ulkomaailmasta. Postcentraalisen gyrusen sähköstimulaatio aiheuttaa kosketustuntoa vastaavassa kehon osassa.

• Aivokuoren takaraivolohko  on visuaalinen toiminto. Aivokuoreen visuaalista tietoa kuljettavat kuidut suuntautuvat sekä vasta- että ipsilateraalisesti. (Optic Chiasm)

• Aivokuoren ohimolohko  on kuulotoiminto.

• Talamus ohjaa signaaleja aisteista hajua lukuun ottamatta tietyille aivokuoren alueille. Talamuksen neljä pääydintä, jotka vastaavat neljää aistien vastaanottamaa tietoa ( näkö , kuulo , tunto , tasapaino ja tasapaino), lähettävät tietoa tietyille aivokuoren alueille käsittelyä varten.
• Hypotalamus , joka on vuorovaikutuksessa limbisen järjestelmän kanssa, säätelee yksilön peruskäyttäytymistaitoja, jotka liittyvät lajin selviytymiseen: tappelu, ruokinta, pakeneminen, aviokumppanin etsiminen.
• Limbinen järjestelmä liittyy muistiin , hajuaistiin , tunteisiin ja motivaatioon . Limbisen järjestelmän alikehittyminen esimerkiksi eläimillä puhuu vallitsevasta vaistonvaraisesta käyttäytymisen säätelystä. Amygdala limbinen järjestelmä liittyy aggressiivisuuteen ja pelkoreaktioihin . Amygdalan poistamisen tai vahingoittumisen on osoitettu johtavan sopeutumattomaan pelon puutteeseen [1] . Amygdala-vauriot lisäävät sukupuolihalua [2] . Aivojen väliseinä liittyy pelon ja vihan tunteisiin.
• Hippokampuksella on tärkeä rooli uuden tiedon muistamisessa. Hippokampuksen rikkoutuminen tekee mahdottomaksi muistaa uutta tietoa, vaikka aiemmin opitut tiedot säilyvät muistissa, ja henkilö voi operoida sitä. Korsakoffin oireyhtymän, joka liittyy muistin heikkenemiseen, oletetaan johtuvan aivoturson toimintahäiriöstä. Toinen hippokampuksen tehtävä on määrittää asioiden avaruudellinen järjestys, määrittää niiden sijainti suhteessa toisiinsa. Erään hypoteesin mukaan hippokampus muodostaa aistikartan ympäristössä suuntautumiseen [3] .
• Perusytimet suorittavat motorisia toimintoja.

Keskiaivot

Väliaivot suorittavat tärkeitä silmän liikkeen hallinnan ja koordinoinnin tehtäviä.

• Retikulaarinen aktivoiva järjestelmä ( retikulaarinen muodostus ) , joka ulottuu telencephaloniin, on hermosolujen järjestelmä, jolla on tärkeä rooli tietoisuuden prosesseissa. Retikulaarinen muodostus on vastuussa heräämis- / nukahtamisprosesseista, suodattaen aivoihin saapuvia toissijaisia ​​ärsykkeitä. Yhdessä talamuksen kanssa verkkomainen muodostus varmistaa, että yksilö on tietoinen omasta olemassaolostaan, erotettuna ulkoisista ärsykkeistä.
• Aivojen keskusharmaa aine (aivojen periakveduktaalinen harmaa aine) , joka sijaitsee aivorungossa ja ympäröi keskiaivojen Sylviuksen akveduktia, liittyy yksilön mukautuvaan käyttäytymiseen.

Takaaivot

Medullassa kehon oikealta puolelta tulevat hermot yhdistyvät vasempaan pallonpuoliskoon ja kehon vasemman puolen hermot oikeaan pallonpuoliskoon. Osa hermojen välittämästä tiedosta on samansuuntaista.

Välittäjäaineet ja henkinen toiminta

Välittäjäaineet ovat vastuussa hermoston hermosolujen vuorovaikutuksesta.

• Asetyylikoliini  - tämän välittäjäaineen uskotaan osallistuvan muistiprosesseihin, koska sen korkeita pitoisuuksia löytyy aivotursosta [4] .
• Dopamiini  - liittyy liikkeen, huomion ja oppimisen säätelyyn.
• Adrenaliini  - vaikuttaa valppauden tunteeseen.
• Serotoniini  - liittyy heräämisen, nukahtamisen, mielialan säätelyyn.
• GABA  - vaikuttaa oppimisen ja muistin mekanismeihin [5] .

Kognitiiviset kyvyt

Huomio

Ominaisuusintegraatioteoria , joka selittää huomioimiseen liittyvät visuaalisen havainnon varhaiset prosessit , löysi neurobiologisen perustan David Hubelin ja Torsten Wieselin tutkimuksissa. Tutkijat ovat löytäneet ominaisuushakumekanismin hermopohjan . Aivokuoren neuronit reagoivat eri tavoin tiettyyn avaruudelliseen orientaatioon (pysty, vaaka, vinossa) liittyviin visuaalisiin ärsykkeisiin [6] . Useiden tutkijoiden tekemät lisätutkimukset osoittivat, että visuaalisen havainnon eri vaiheet liittyvät aivokuoren hermosolujen erilaiseen toimintaan. Yksi aktiivisuus vastaa visuaalisen ärsykkeen ja ärsykkeen käsittelyn alkuvaiheita, toinen toiminta vastaa havainnon myöhäisiä vaiheita, joille on ominaista keskittyminen, synteesi ja ominaisuuksien integrointi [7] .

Havainto

Kanadalainen tiedemies Donald Hebb työssään The Organization of Behavior (1949) ehdotti hermoryhmien teoriaa selittämään aivojen todellisuuden havaitsemismekanismeja . Hebbin teoria selitti, miksi havainnointi tapahtuu erillisissä merkittävissä fragmenteissa [8] [a]

Muistiinpanot

Kommentit

1. ↑ Hebbin teoria selitti myös aivojen vastustuskyvyn vaurioita vastaan ​​[8] .

Lähteet

1. ↑ Adolphs R. , Tranel D. , Damasio H. , Damasio A. Heikentynyt tunteiden tunnistaminen kasvojen ilmeissä ihmisen amygdalan kahdenvälisen vaurion seurauksena.  (englanniksi)  // Luonto. - 1994. - 15. joulukuuta ( nide 372 , nro 6507 ). - s. 669-672 . - doi : 10.1038/372669a0 . — PMID 7990957 .
2. ↑ Steffanaci, L. Amygdala, kädellinen. Teoksessa R.A. Wilson & F.C. Keil (Toim.), The MIT encyclopedia of the cognitive sciences (s. 15-17). Cambridge, MA: MIT Press , 1999
3. ↑ O'Keefe, JA, & Nadel, L. Hippokampus kognitiivisena karttana. New York: Oxford University Press . 1978
4. ↑ Squire, LR (1987). muisti ja aivot. New York: Oxford University Press .
5. ↑ Izquierdo I. , Medina JH . Pitkäaikaisen tehostamisen farmakologian ja muistin farmakologian välinen korrelaatio.  (englanti)  // Oppimisen ja muistin neurobiologia. - 1995. - tammikuu ( osa 63 , nro 1 ) . - s. 19-32 . - doi : 10.1006/nlme.1995.1002 . — PMID 7663877 .
6. ↑ Hubel DH , Wiesel TN Näön aivomekanismit.  (englanti)  // Scientific American. - 1979. - syyskuu ( osa 241 , nro 3 ) . - s. 150-162 . - doi : 10.1038/scientificamerican0979-150 . — PMID 91195 .
7. ↑ Bachevalier J. , Mishkin M. Näkötunnistuksen heikkeneminen seuraa ventromediaalisia, mutta ei dorsolateraalisia prefrontaalileesioita apinoilla.  (englanniksi)  // Behavioral Brain Research. - 1986. - Kesäkuu ( osa 20 , nro 3 ) . - s. 249-261 . - doi : 10.1016/0166-4328(86)90225-1 . — PMID 3741586 .
8. ↑ 1 2 Masland, 2021 , s. 157.

Kirjallisuus

• Richard Musland. Miten näemme? Visuaalisen havainnon neurobiologia = Richard Masland. Tiedämme sen, kun näemme sen: mitä näön neurobiologia kertoo meille siitä, miten ajattelemme. — M .: Alpina Publisher , 2021. — 304 s. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Baars, BJ, Gage, NM (2010). "Kognition, Brain ja Consciousness: Introduction to Cognitive Neuroscience" (2. painos)
• Bear, M.F., Connors, B.W. & Paradiso M.A. (2007). "Neurotiede: Exploring the Brain" (3. painos). s. 10–11. Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 0-7817-6003-8
• Churchland, PS & Sejnowski, TJ(1992). Laskennalliset aivot, MIT Press , ISBN 0-262-03188-4 .
• Code, C. (1996). Klassiset tapaukset: Muinaiset ja nykyaikaiset virstanpylväät neuropsykologisen tieteen kehityksessä . Julkaisussa: Code, C. et ai. Klassisia tapauksia neuropsykologiassa .
• Enersen, OD (2009). John Hughlings Jackson. Julkaisussa: Kuka nimesi sen? .
• Gallistel, R. (2009). "Muisti ja laskennalliset aivot: Miksi kognitiivinen tiede muuttaa neurotieteen." Wiley-Blackwell ISBN 978-1-4051-2287-0 .
• Gazzaniga MS , Ivry RB & Mangun GR (2002). Kognitiivinen neurotiede: mielen biologia (2. painos). New York: W. W. Norton.
• Gazzaniga, MS, The Cognitive Neurosciences III , (2004), The MIT Press , ISBN 0-262-07254-8
• Gazzaniga, MS, toim. (1999). Conversations in the Cognitive Neurosciences , The MIT Press , ISBN 0-262-57117-X .
• Sternberg, Eliezer J. Oletko kone? Aivot, mieli ja mitä tarkoittaa olla ihminen. Amherst, NY: Prometheus Books.
• Ward, Jamie. Opiskelijan opas kognitiiviseen neurotieteeseen  (neopr.) . – 3. - Psychology Press , 2015. - ISBN 978-1848722729 .

Neurotiede
Perustiede	visuaalinen genetiikka Integroiva neurotiede Solujen neurotiede Connectomics Molekyylinen neurotiede Neurobiotekniikka Neurobiologia Neurobiootit neurogenetiikka neurotekniikka neuroinformatiikka Neuroviestintä Neurotietokoneen käyttöliittymä neurometria neuroplastisuus Neurorobotiikka Neuroteknologia Neurotoksiini Neurofysiikka Neurofysiologia neurokemia Neurochip neuroembryologia Neuroendokrinologia Neuroetologia hermoverkko Signaalinkäsittely paleoneurologia Käyttäytymisepigenetiikka Psykogenetiikka Synogenetiikka evoluution neurotiede
Kliininen neurotiede	Kliininen neurofysiologia Neurologia neurootologia neuroanatomia Neurokuvantaminen Neurovirologia Neurogastroenterologia neurodegeneratiivinen sairaus Neuroimmunologia Neurointensiivinen hoito Neurokardiologia neuromodulaatio Neuromonitorointi Neuromorfologia Neuroonkologia Neuro-oftalmologia Neuropatologia Neuroproteesit Neuropsykiatria Neuroradiologia Neurodiversiteetti neurorehabilitaatio Neurofarmakologia Neurokirurgia Neuroepidemiologia Hermoromahdus Behavioristinen neurotiede Psykiatria Hermoston kehitys Hermokudoksen uudistaminen
Kognitiivinen neurotiede	affektiivinen neurologia biopsykologia Kulttuurinen neurotiede Molekyylisolujen kognitio moottoriohjaus neurolingvistiikka Neuropsykologia Koulutuksellinen neurotiede sensorinen neurotiede Systeeminen psykofysiologia sosiaalinen neurotiede Kronobiologia
Muut alueet	Neuropsykoanalyysi neuroantropologia Neurokriminologia Neurokulttuuri Neurohistoria hermoston hallinta Neuromarkkinointi Neuronet neuropolitiikka neurolaki Neurososiologia neuroteologia Neurofenomenologia neurofilosofia Neurotaloustiede Neuroepistemologia neuroestetiikka neuroetiikka
Kategoria Wikimedia Commons

Sanakirjat ja tietosanakirjat	iso kiinalainen Hienoa norjalaista Universalis Universalis Universalis
Bibliografisissa luetteloissa	BNF : 12315836k GND : 7666103-9 J9U : 987007537083105171 LCCN : sh91005166