Kognitiv neurovidenskab

Kognitiv neurovidenskab  er en videnskab, der studerer forholdet mellem hjernens aktivitet og andre aspekter af nervesystemet med kognitive processer og adfærd . Kognitiv neurovidenskab lægger særlig vægt på studiet af det neurale grundlag for tankeprocesser. Kognitiv neurovidenskab er en gren af ​​både psykologi og neurovidenskab , der overlapper med kognitiv psykologi og neuropsykologi .

Kognitiv neurovidenskab bruger eksperimentelle metoder fra psykofysik , kognitiv psykologi, funktionel neuroimaging, elektrofysiologi , psykogenetik . Et vigtigt område inden for kognitiv neurovidenskab er studiet af mennesker med psykiske lidelser på grund af hjerneskade.

Forbindelsen mellem strukturen af ​​neuroner og kognitive evner bekræftes af sådanne fakta som en stigning i antallet og størrelsen af ​​synapser i hjernen hos rotter som følge af deres træning, et fald i effektiviteten af ​​transmission af en nerveimpuls gennem synapser , observeret hos mennesker, der lider af Alzheimers sygdom .

En af de første tænkere, der argumenterede for, at tænkning foregår i hjernen, var Hippokrates . I det nittende århundrede gjorde videnskabsmænd som Johann Peter Müller forsøg på at studere hjernens funktionelle struktur med hensyn til lokaliseringen af ​​mentale og adfærdsmæssige funktioner i hjerneområder.

Teknikker og metoder

Tomografi

Hjernens struktur studeres ved hjælp af computertomografi , magnetisk resonansbilleddannelse , angiografi . Computertomografi og angiografi har lavere hjernebilleddannelsesopløsning end magnetisk resonansbilleddannelse.

Studiet af aktiviteten af ​​hjernezoner baseret på analyse af metabolisme gør det muligt at udføre positronemissionstomografi og funktionel magnetisk resonansbilleddannelse .

• Positron-emissionstomografi scanner for øget glukoseoptagelse i aktive områder af hjernen. Intensiteten af ​​forbruget af den administrerede radioaktive form for glucose betragtes som en parameter for en højere aktivitet af celler i et givet område af hjernen.
• Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse scanner intensiteten af ​​iltforbruget . Ilt fikseres som et resultat af at bringe iltatomets partikler i et stærkt magnetfelt i en ustabil tilstand. Fordelen ved denne type tomografi er større tidsmæssig nøjagtighed sammenlignet med positronemissionstomografi, dvs. evnen til at registrere ændringer, der ikke varer mere end et par sekunder.

Elektroencefalogram

Et elektroencefalogram giver dig mulighed for at studere de processer, der forekommer i hjernen på en levende bærer, og dermed analysere hjerneaktivitet som en reaktion på visse stimuli i realtid. Fordelen ved denne metode er evnen til at studere hjernens aktivitet givet det nøjagtige tidspunkt. Ulempen ved denne metode til at studere hjerneaktivitet er manglende evne til at opnå nøjagtig rumlig opløsning - manglende evne til at bestemme, hvilke neuroner eller grupper af neuroner, eller endda dele af hjernen, der reagerer på en given stimulus. For at opnå nøjagtighed i rumlig opløsning kombineres et elektroencefalogram med positronemissionstomografi .

Dele af hjernen og mental aktivitet

Forhjerne

• Cerebral cortex spiller en vigtig rolle i mental aktivitet. Cerebral cortex udfører funktionen med at behandle information modtaget gennem sanserne, implementering af tænkning og andre kognitive funktioner. Cerebral cortex består funktionelt af tre zoner: sensoriske, motoriske og associative zoner. Associationszonens funktion er at forbinde aktiviteten af ​​sensoriske og motoriske zoner. Den associative zone formodes at modtage og behandle information fra sansezonen og igangsætte målrettet meningsfuld adfærd. Brocas center og Wernickes område ligger i foreningsområderne i cortex. Den associative zone af frontallapperne i hjernebarken formodes at være ansvarlig for logisk tænkning, domme og slutninger udført af en person.

• Hjernebarkens frontallap  - planlægning, kontrol og udførelse af bevægelser ( motorisk (motorisk) område af hjernebarken - præcentral gyrus ), tale, abstrakt tænkning, dømmekraft.

Kunstig stimulering af det motoriske område af hjernebarken forårsager bevægelsen af ​​den tilsvarende del af kroppen. Styringen af ​​bevægelsen af ​​en kropsdel ​​udføres kontralateralt til den tilsvarende zone i det motoriske område af hjernebarken, der er ansvarlig for bevægelsen af ​​denne del af kroppen. De øverste dele af kroppen styres af de underliggende dele af den motoriske cortex.

• Hjernebarkens parietallap  - somatosensoriske funktioner. I den postcentrale gyrus ender de afferente veje for overfladisk og dyb følsomhed . Udviklingen af ​​de motoriske og sensoriske funktioner i hjernebarken bestemte et stort område af de zoner, der svarer til de dele af kroppen, der er mest betydningsfulde i adfærd og modtagelse af information fra omverdenen. Elektrisk stimulering af den postcentrale gyrus forårsager en følelse af berøring i den tilsvarende del af kroppen.

• Occipitallappen i hjernebarken  er en visuel funktion. Fibrene, der fører visuel information til hjernebarken, er rettet både kontralateralt og ipsilateralt (Optic Chiasm)

• Den tindingelappen i hjernebarken  er en auditiv funktion.

• Thalamus dirigerer signaler fra sanserne, med undtagelse af lugt, til bestemte områder af hjernebarken. De fire hovedkerner i thalamus, svarende til de fire typer af information modtaget af sanserne ( visuel , auditiv , taktil , en følelse af balance og balance), sender information til visse områder af hjernebarken til behandling.
• Hypothalamus , der interagerer med det limbiske system, regulerer de grundlæggende adfærdsmæssige færdigheder hos individet, der er forbundet med artens overlevelse: at kæmpe, spise, flygte, søge efter en ægtefælle.
• Det limbiske system er forbundet med hukommelse , lugtesans , følelser og motivation . Underudviklingen af ​​det limbiske system, for eksempel hos dyr, taler om den fremherskende instinktive regulering af adfærd. Det limbiske amygdala -system er forbundet med aggression og frygtreaktioner . Fjernelse eller beskadigelse af amygdala har vist sig at resultere i en utilpasset mangel på frygt [1] . Beskadigelse af amygdala fører til øget sexlyst [2] . Hjernens septum er forbundet med følelser af frygt og vrede.
• Hippocampus spiller en vigtig rolle i processen med at huske ny information. Krænkelse af hippocampus gør det umuligt at huske ny information, selvom den information, der blev lært før, forbliver i hukommelsen, og en person kan operere på den. Korsakoffs syndrom, forbundet med nedsat funktion af hukommelsen, antages at skyldes dysfunktion af hippocampus. En anden funktion af hippocampus er at bestemme tingenes rumlige arrangement, at bestemme deres placering i forhold til hinanden. Ifølge en hypotese danner hippocampus et sensorisk kort til orientering i miljøet [3] .
• Basalkernerne udfører motoriske funktioner.

Midbrain

Mellemhjernen udfører vigtige funktioner i øjenbevægelseskontrol og koordination.

• Det retikulære aktiverende system ( retikulær dannelse ) , der strækker sig til telencephalon, er et system af neuroner, der spiller en vigtig rolle i bevidsthedsprocesserne. Den retikulære dannelse er ansvarlig for processerne med at vågne / falde i søvn, filtrere sekundære stimuli, der kommer ind i hjernen. Sammen med thalamus sikrer den retikulære dannelse, at individet er bevidst om sin egen eksistens, adskilt fra ydre stimuli.
• Den centrale grå substans i hjernen (periakvæduktal grå substans i hjernen) , placeret i hjernestammen og omkring akvædukten af ​​Sylvius i mellemhjernen, er forbundet med individets adaptive adfærd.

Baghjerne

I medulla forbinder nerver fra højre side af kroppen til venstre hjernehalvdel, og nerver fra venstre side af kroppen forbinder højre hjernehalvdel. Nogle af de informationer, der overføres af nerver, er ipsilaterale.

Neurotransmittere og mental aktivitet

Neurotransmittere er ansvarlige for interaktionen mellem neuroner i nervesystemet.

• Acetylcholin  - denne neurotransmitter menes at være involveret i hukommelsesprocesser, da dens høje koncentrationer findes i hippocampus [4] .
• Dopamin  - forbundet med regulering af bevægelse, opmærksomhed og læring.
• Adrenalin  – påvirker følelsen af ​​årvågenhed.
• Serotonin  - forbundet med reguleringen af ​​opvågning, fald i søvn, humør.
• GABA  - påvirker mekanismerne for indlæring og hukommelse [5] .

Kognitive evner

Bemærk

Funktionsintegrationsteorien , som forklarer de tidlige processer af visuel perception forbundet med opmærksomhed , fandt et neurobiologisk grundlag i studierne af David Hubel og Torsten Wiesel. Forskere har opdaget det neurale grundlag for funktionssøgningsmekanismen . Neuronerne i hjernebarken reagerede på forskellige måder på visuelle stimuli forbundet med en bestemt rumlig orientering (lodret, vandret, skråtstillet) [6] . Yderligere forskning udført af en række videnskabsmænd viste, at forskellige stadier af visuel perception er forbundet med forskellige aktivitet af neuroner i hjernebarken. Den ene aktivitet svarer til de tidlige stadier af visuel stimulus og stimulusbehandling, den anden aktivitet svarer til de sene stadier af perception, karakteriseret ved fokal opmærksomhed, syntese og integration af funktioner [7] .

Perception

Den canadiske videnskabsmand Donald Hebb foreslog i sit arbejde The Organization of Behavior (1949) teorien om neurale ensembler for at forklare mekanismerne for opfattelse af virkeligheden af ​​hjernen . Hebbs teori forklarede, hvorfor perception forekommer i separate signifikante fragmenter [8] [a]

Noter

Kommentarer

1. ↑ Hebbs teori forklarede også hjernens modstand mod skader [8] .

Kilder

1. ↑ Adolphs R. , Tranel D. , Damasio H. , Damasio A. Forringet genkendelse af følelser i ansigtsudtryk efter bilateral skade på den menneskelige amygdala.  (engelsk)  // Nature. - 1994. - 15. december ( bd. 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 (s. 15-17). Cambridge, MA: MIT Press , 1999
3. ↑ O'Keefe, JA, & Nadel, L. Hippocampus som et kognitivt kort. New York: Oxford University Press . 1978
4. ↑ Squire, LR (1987). hukommelsen og hjernen. New York: Oxford University Press .
5. ↑ Izquierdo I. , Medina JH Korrelation mellem farmakologien af ​​langsigtet potensering og hukommelsens farmakologi.  (engelsk)  // Neurobiologi af læring og hukommelse. - 1995. - Januar ( bind 63 , nr. 1 ). - S. 19-32 . - doi : 10.1006/nlme.1995.1002 . — PMID 7663877 .
6. ↑ Hubel DH , Wiesel TN Hjernemekanismer for syn.  (engelsk)  // Scientific American. - 1979. - September ( bind 241 , nr. 3 ). - S. 150-162 . - doi : 10.1038/scientificamerican0979-150 . — PMID 91195 .
7. ↑ Bachevalier J. , Mishkin M. Synsgenkendelsessvækkelse følger ventromediale, men ikke dorsolaterale præfrontale læsioner hos aber.  (engelsk)  // Behavioural Brain Research. - 1986. - Juni ( bind 20 , nr. 3 ). - S. 249-261 . - doi : 10.1016/0166-4328(86)90225-1 . — PMID 3741586 .
8. ↑ 1 2 Masland, 2021 , s. 157.

Litteratur

• Richard Musland. Hvordan ser vi det? Neurobiologi af visuel perception = Richard Masland. Vi ved det, når vi ser det: Hvad synets neurobiologi fortæller os om, hvordan vi tænker. — M .: Alpina Publisher , 2021. — 304 s. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Baars, BJ, Gage, NM (2010). "Kognition, hjerne og bevidsthed: Introduktion til kognitiv neurovidenskab" (2. udg.)
• Bear, M.F., Connors, B.W. & Paradiso M.A. (2007). "Neuroscience: Exploring the Brain" (3. udgave). pp. 10-11. Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 0-7817-6003-8
• Churchland, PS & Sejnowski, TJ(1992). Beregningshjernen, The MIT Press , ISBN 0-262-03188-4 .
• Code, C. (1996). Klassiske tilfælde: ældgamle og moderne milepæle i udviklingen af ​​neuropsykologisk videnskab . I: Code, C. et al. Klassiske Cases i Neuropsykologi .
• Enersen, OD (2009). John Hughlings Jackson. I: Hvem har navngivet det? .
• Gallistel, R. (2009). "Hukommelse og beregningshjernen: Hvorfor kognitiv videnskab vil transformere neurovidenskab." Wiley-Blackwell ISBN 978-1-4051-2287-0 .
• Gazzaniga MS , Ivry RB & Mangun GR (2002). Kognitiv neurovidenskab: Sindets biologi (2. udgave). 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. Er du en maskine? Hjernen, sindet og hvad det vil sige at være menneske. Amherst, NY: Prometheus Books.
• Ward, Jamie. Elevens vejledning til kognitiv neurovidenskab  (neopr.) . — 3. - Psychology Press , 2015. - ISBN 978-1848722729 .

Neurovidenskab
Grundvidenskab	visuel genetik Integrativ neurovidenskab Cellulær neurovidenskab Connectomics Molekylær neurovidenskab Neurobioteknik Neurobiologi Neurobiotika neurogenetik neuroengineering neuroinformatik Neurokommunikation Neurocomputer interface neurometri neuroplasticitet Neurorobotik Neuroteknologi Neurotoksin Neurofysik Neurofysiologi neurokemi Neurochip neuroembryologi Neuroendokrinologi Neuroetologi neurale netværk Signalbehandling palæoneurologi Adfærdsmæssig epigenetik Psykogenetik Synogenetik evolutionær neurovidenskab
Klinisk neurovidenskab	Klinisk neurofysiologi Neurologi neurootologi neuroanatomi Neuroimaging Neurovirologi Neurogastroenterologi neurodegenerativ sygdom Neuroimmunologi Neurointensiv behandling Neurokardiologi neuromodulation Neuromonitorering Neuromorfologi Neuronkologi Neuro-oftalmologi Neuropatologi Neuroprotetik Neuropsykiatri Neuroradiologi Neurodiversitet neurorehabilitering Neurofarmakologi Neurokirurgi Neuroepidemiologi Nervesammenbrud Adfærdsmæssig neurovidenskab Psykiatri Udvikling af nervesystemet Regenerering af nervevæv
Kognitiv neurovidenskab	affektiv neurologi Biopsykologi Kulturel neurovidenskab Molekylær cellekognition motorstyring neurolingvistik Neuropsykologi Pædagogisk neurovidenskab sensorisk neurovidenskab Systemisk psykofysiologi social neurovidenskab Kronobiologi
Andre områder	Neuro-psykoanalyse neuroantropologi Neurokriminologi Neurokultur Neurohistorie neuromanagement Neuromarketing Neuronet neuropolitik neurolov Neurosociologi neuroteologi Neuropænomenologi neurofilosofi Neuroøkonomi Neuroepistemologi neuroæstetik neuroetik
Kategori Wikimedia Commons

Ordbøger og encyklopædier	stor kinesisk Fantastisk norsk Universalis Universalis Universalis
I bibliografiske kataloger	BNF : 12315836k GND : 7666103-9 J9U : 987007537083105171 LCCN : sh91005166