Γνωστικό ιστορικό νευροεπιστημών, πεδία σπουδών και εφαρμογές

Το νοητική νευροεπιστήμη είναι μια πειθαρχία που μελετά τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος λαμβάνει, ενσωματώνει και επεξεργάζεται πληροφορίες. Αναλύστε επιστημονικά τις υποκείμενες διαδικασίες πνευματικής δραστηριότητας.

Συγκεκριμένα, εστιάζεται στον τρόπο με τον οποίο οι νευρωνικοί μηχανισμοί δημιουργούν γνωστικές και ψυχολογικές λειτουργίες, οι οποίες εκδηλώνονται με συμπεριφορά.

Από την ανάλυση αυτή προσπαθεί να εξηγήσει τόσο τη σχέση του θέματος με το περιβάλλον του, όσο και άλλες υποκείμενες πτυχές: συναισθήματα, επίλυση προβλημάτων, νοημοσύνη και σκέψη.

Η σχέση μεταξύ του εγκεφάλου και του νου είναι ένα από τα πιο σημαντικά φιλοσοφικά ερωτήματα όλων των εποχών. Η γνωστική νευρολογία προσπαθεί να απαντήσει σε μια θεμελιώδη ερώτηση: Πώς μπορεί μια νοητική κατάσταση να προκύπτει από ένα σύνολο κυττάρων με ορισμένες ηλεκτροφυσιολογικές και χημικές ιδιότητες?

Αυτή η πειθαρχία μελετά τη λειτουργία του εγκεφάλου από επιστημονική και ανοικτή προοπτική. Μέρος της κυτταρικής και μοριακής ανάλυσης για την κατανόηση ανώτερων λειτουργιών όπως η γλώσσα και η μνήμη.

Η γνωστική νευροεπιστήμη είναι μια σχετικά πρόσφατη πειθαρχία, που προκύπτει από τη σύγκλιση της νευροεπιστήμης και της γνωσιακής ψυχολογίας. Οι επιστημονικές εξελίξεις, ειδικά η ανάπτυξη τεχνικών νευροαπεικόνισης, επέτρεψαν την εμφάνιση μιας διεπιστημονικής επιστήμης στην οποία συμπληρώνεται η γνώση.

Στην πραγματικότητα, καλύπτει τη γνώση από διαφορετικούς κλάδους όπως η φιλοσοφία, η ψυχοβιολογία, η νευρολογία, η φυσική, η γλωσσολογία κ.λπ..

Το αντικείμενο της μελέτης της γνωστικής νευροεπιστήμης έχει γίνει όλο και πιο ξυπνήσει το ενδιαφέρον της κοινωνίας. Αυτό αντανακλάται στην αύξηση των ερευνητικών ομάδων αφιερωμένων σε αυτόν τον τομέα, με την επακόλουθη αύξηση των επιστημονικών δημοσιεύσεων.

Ιστορικό υπόβαθρο

Η προέλευση της γνωστικής νευροεπιστήμης θα μπορούσε να βρίσκεται στην αρχαία φιλοσοφία, μια περίοδο κατά την οποία οι στοχαστές είχαν μεγάλη ανησυχία για το μυαλό.

Ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ο εγκέφαλος ήταν ένα άχρηστο όργανο και ότι χρησίμευε μόνο για να κρυώσει το αίμα. Αυτός ο φιλόσοφος αποδίδει στην καρδιά την προέλευση της ψυχικής λειτουργίας.

Φαίνεται να είναι ότι ήταν ο Γαληνός στο δεύτερο αιώνα μ.Χ. ο οποίος δήλωσε ότι ο εγκέφαλος ήταν η πηγή της νοητικής δραστηριότητας. Αν και πίστευε ότι η προσωπικότητα και το συναίσθημα δημιουργήθηκαν σε άλλα όργανα.

Ωστόσο, ήταν η ολλανδική γιατρό Ανδρέα Vesalius στο δέκατο έκτο αιώνα, ο οποίος δήλωσε ότι ο εγκέφαλος και το νευρικό σύστημα είναι η εστίαση του νου και των συναισθημάτων. Αυτές οι ιδέες είχαν μεγάλη επιρροή στην ψυχολογία και με τη σειρά τους συνέβαλαν στην ανάπτυξη της γνωσιακής νευρολογίας.

Ένα άλλο σημείο καμπής στην ιστορία της γνωστικής νευροεπιστήμης ήταν η εμφάνιση της φρενολογίας στις αρχές του 19ου αιώνα. Σύμφωνα με αυτή την ψευδοεπιστήμη, η ανθρώπινη συμπεριφορά θα μπορούσε να καθοριστεί από το σχήμα του κρανίου.

Οι κυριότεροι εκθέτες του, ο Franz Joseph Gall και ο J.G. Ο Spurzheim ισχυρίστηκε ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαιρέθηκε σε 35 διαφορετικά τμήματα. Η φρενολογία έχει επικριθεί γιατί οι χώροι της δεν έχουν αποδειχθεί επιστημονικά.

Από αυτές τις ιδέες, δημιουργήθηκαν δύο ρεύματα σκέψης που ονομάζονταν localizists και αντι-εντοπισμός (aggregate field theory). Σύμφωνα με την πρώτη, οι ψυχικές λειτουργίες βρίσκονται σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου.

Οι συνεισφορές του Broca και Wernicke ήταν απαραίτητη για τη γνωστική νευροεπιστήμη. Μελετούσαν τις περιοχές που ελέγχουν τη γλώσσα και πώς οι βλάβες σε αυτές μπορούν να παράγουν αφασία. Χάρη σε αυτά, επεκτάθηκε ένα όραμα τοπικοποίησης.

Σύμφωνα με τη θεωρία πεδίων αντι-εντοπισμού ή συσσωρευμένου πεδίου, όλες οι περιοχές του εγκεφάλου συμμετέχουν σε ψυχικές λειτουργίες. Γαλλικά φυσιολόγος Jean Pierre Flourens διεξάγονται διάφορα πειράματα με ζώα που επέτρεψαν να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η εγκεφαλική λειτουργία φλοιός, παρεγκεφαλίδα και το εγκεφαλικό στέλεχος ως σύνολο.

Σε αυτή την εξέλιξη, το δόγμα του νευρώνα που αναπτύχθηκε από τον Santiago Ramón y Cajal είναι θεμελιώδες. Σύμφωνα με αυτό το δόγμα, οι νευρώνες είναι το πιο βασικό μέρος του νευρικού συστήματος. Αυτά είναι διακεκριμένα κύτταρα, δηλαδή, δεν συνδέονται για να σχηματίσουν ιστό, αλλά είναι γενετικά και μεταβολικά διαφορετικά από τα άλλα κύτταρα.

Τον 20ο αιώνα, η πρόοδος στην πειραματική ψυχολογία ήταν επίσης πολύ σημαντική για τη γνωστική νευροεπιστήμη. Ειδικά η απόδειξη ότι ορισμένες εργασίες εκτελούνται μέσω διακριτών φάσεων επεξεργασίας.

Ομοίως, οι μελέτες περί φροντίδας είναι σχετικές. Σε αυτή την περίοδο, άρχισε να πιστεύεται ότι η παρατηρήσιμη συμπεριφορά δεν ήταν αρκετή για να μελετήσει πλήρως τις γνωστικές λειτουργίες. Μάλλον, ήταν απαραίτητο να διερευνηθούν περισσότερα σχετικά με τη λειτουργία του νευρικού συστήματος, τους μηχανισμούς που αποτελούν τη βάση της συμπεριφοράς.

Οι θεωρητικές παραδοχές αυτής της πειθαρχίας έγιναν μεταξύ 1950 και 1960 από τις προσεγγίσεις της πειραματικής ψυχολογίας, νευροψυχολογίας και νευροεπιστήμης.

Ο όρος «γνωστική νευροεπιστήμη» επινοήθηκε από τον George Miller και ο Michael Gazzaniga στα τέλη του 1970. Καταγόταν από μια πορεία που διοργανώθηκε στο Cornell Medical College στη βιολογική βάση της ανθρώπινης νόησης.

Στόχος του ήταν να αναδείξει την κατανόηση αυτού, υποστηρίζοντας ότι η καλύτερη προσέγγιση ήταν να μελετήσει υγιή άτομα με τεχνικές και την επιστήμη του εγκεφάλου και τη γνωστική επιστήμη, την ίδια στιγμή.

Εντούτοις, δεν ήταν πιθανότατα μέχρι το 1982, όταν δημοσιεύθηκε η πρώτη γραφή με τον όρο αυτό. Ονομάστηκε "Γνωστική Νευροεπιστήμη: εξελίξεις προς μια επιστήμη της σύνθεσης" του Posner, του Pea και του Volpe.

Η επιστήμη των υπολογιστών έχει συμβάλει σημαντικά στη γνωστική νευροεπιστήμη. Συγκεκριμένα, η τεχνητή νοημοσύνη έχει δώσει αυτή την πειθαρχία τη γλώσσα για επεξηγήσεις της λειτουργίας του εγκεφάλου.

Δεδομένου ότι ο στόχος της τεχνητής νοημοσύνης είναι η κατασκευή μηχανημάτων με ευφυή συμπεριφορά, το πρώτο βήμα για να επιτευχθεί αυτό είναι να καθορίσει τις διαδικασίες του ευφυούς συμπεριφοράς για να προγραμματίσετε την ιεραρχία αυτών των διαδικασιών.

Ο υπολογισμός σχετίζεται στενά με την χαρτογράφηση του εγκεφάλου. Ως εκ τούτου, η εμφάνιση της τεχνολογίας χαρτογράφησης εγκεφάλου ήταν μια θεμελιώδης πτυχή στην πρόοδο της μεθοδολογίας της γνωσιακής νευρολογίας. Πάνω από όλα, η ανάπτυξη λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας και τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων.

Αυτό επέτρεψε στους γνωστικούς ψυχολόγους να δημιουργήσουν νέες πειραματικές στρατηγικές για να μελετήσουν τη λειτουργία του εγκεφάλου.

Νευροεπιστήμες και γνωσιακή ψυχολογία

Η γνωστική ψυχολογία εμφανίστηκε στα μέσα του εικοστού αιώνα ως αντίδραση στον επικρατούμενο συμπεριφορισμό. Ο Συμπεριφορισμός υποστήριξε ότι, αν και οι διανοητικές διαδικασίες δεν μπορούσαν να παρατηρηθούν, αν μπορούσαν να μελετηθούν επιστημονικά έμμεσα μέσω συγκεκριμένων πειραμάτων.

Ορισμένες μεταβλητές, όπως η απόδοση επί καθηκόντων ή χρόνων αντίδρασης, παρήγαγαν στοιχεία σχετικά με τις ψυχικές λειτουργίες. Από αυτό δημιουργείται μια πηγή γνώσης που εξελίσσεται από διαφορετικά θεωρητικά μοντέλα.

Για κάποιο διάστημα, η γνωστική νευροψυχολογία και η νευροεπιστήμη προχωρούσαν με διαφορετικούς τρόπους. Δεδομένου ότι το πρώτο επικεντρώθηκε στο πώς και όχι στο σημείο, αφήνοντας τη μελέτη των ανατομικών δομών στα χέρια των νευροφυσιολόγων.

Το Redolar (2013) δηλώνει ότι αυτή η διάκριση είναι παρόμοια με εκείνη μεταξύ λογισμικού και υλικού σε ένα σύστημα υπολογιστή. Ένα πρόγραμμα υπολογιστή έχει λογική λειτουργίας ανεξάρτητη από το υλικό ή το υλικό σύστημα στο οποίο κατασκευάζεται.

Το ίδιο πρόγραμμα υπολογιστή μπορεί να εγκατασταθεί σε διαφορετικούς υπολογιστές, χωρίς τη φύση του υλικού που περιγράφει τη λειτουργία του λογισμικού. Αυτή η άποψη είναι πολύ απλοϊκή και έχει οδηγήσει ορισμένους ψυχολόγους να πιστεύουν ότι η ανάλυση των νευρωνικών συστημάτων δεν παρέχει καμία πληροφορία σχετικά με την ψυχολογική λειτουργία.

Αυτή η προοπτική έχει παραμορφωθεί από τις τελευταίες επιστημονικές εξελίξεις. Επί του παρόντος επιβεβαιώνεται ότι ένα πολυεπιστημονικό όραμα της γνωστικής νευροεπιστήμης οδηγεί σε μεγαλύτερη ανάπτυξή της. Η νευροεπιστήμη και η γνωστική ψυχολογία είναι συμπληρωματικοί και όχι αποκλειστικοί κλάδοι.

Τα δεδομένα που λαμβάνονται από τις τεχνικές νευροαπεικόνισης είναι μεταβλητές που παράγουν περισσότερη αξία από αυτές που υπάρχουν ήδη. Έτσι, όταν μελετάτε μια ψυχική λειτουργία, διατίθενται αξίες όπως η ηλεκτρομυογραφική απόκριση των μυών, η ηλεκτρική συνδεσιμότητα του δέρματος κλπ..

Η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων και η λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού παρέχουν την αξιολόγηση των αιμοδυναμικών αλλαγών στον εγκέφαλο. Εκτός από άλλα δεδομένα που παρέχονται από τεχνικές μαγνητοεγκεφαλογραφίας.

Ομοίως, έχει αποδειχθεί ότι η παραδοσιακή γνωστική προσέγγιση είναι ανεπαρκής για να περιγράψει ολόκληρη τη σύνθετη ψυχική λειτουργία. Επομένως, δεν είναι δυνατόν να γίνει μια ριζική διάκριση μεταξύ λογισμικού και υλικού, δεδομένου ότι υπάρχουν πολλές σχέσεις που καθιστούν αναγκαία την πολυεπιστημονική προσέγγιση που παρέχεται από τη γνωστική νευροεπιστήμη.

Με τον ίδιο τρόπο, η γνωστική ψυχολογία έχει πολλά να συμβάλει στη νευροεπιστήμη. Εμπλουτίζει και συμβάλλει στη θεωρητική προσέγγιση των δεδομένων που λαμβάνονται από τη σάρωση του εγκεφάλου.

Γνωστική νευροεπιστήμη δεν το κάνει, τότε, μόνο μια ανατομική και φυσιολογική μελέτη του εγκεφάλου. Αντίθετα, στόχος του είναι να περιγράψει την υλική βάση των γνωστικών και συναισθηματικών διαδικασιών.

Η ψυχολογία έχει σπουδαία εργαλεία και θεωρητικά μοντέλα για να εξηγήσει την ανθρώπινη συμπεριφορά και την ψυχική δραστηριότητα, η οποία μπορεί να συμβάλει σημαντικά στη νευροεπιστήμη. Έτσι, ολόκληρο το σύνολο δεδομένων μπορεί να εξηγηθεί από μια συνεκτική θεωρία, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε νέες υποθέσεις που χρησιμεύουν ως μελέτη.

Πεδία μελέτης της γνωστικής νευρολογίας

- Μοριακή ανάλυση: Προκειμένου να γνωρίζουμε λεπτομερώς τη λειτουργία των πνευματικών διεργασιών, είναι απαραίτητο να μελετήσουμε το ρόλο των μορίων και τις αλληλεπιδράσεις τους. Γνωστική νευροεπιστήμη επιδιώκει να περιγράψει την μοριακή βάση των νευρικών ερεθισμάτων, νευροδιαβιβαστές φυσιολογία και μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται στην εθιστικές ουσίες.

- Κυτταρική ανάλυση: Η νοητική νευροεπιστήμη έχει τον νευρώνα ως κύριο κύτταρο μελέτης. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε στη συνέχεια τη λειτουργία του, τους τύπους του, την αλληλεπίδρασή του με άλλους νευρώνες, τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται καθ 'όλη τη ζωή κ.λπ..

- Ανάλυση των νευρωνικών δικτύων: είναι η μελέτη του συνόλου των νευρώνων που αποτελούν δίκτυα δραστηριότητας, τα οποία αποτελούν τη βάση των γνωστικών και συναισθηματικών διαδικασιών. Αναλύονται τα νευρικά κυκλώματα που σχετίζονται με τα κυκλοφορικά, οπτικά, ακουστικά, κινητικά, κλπ. Συστήματα.

- Ανάλυση συμπεριφοράς: Εδώ περιγράφουμε τη λειτουργία των νευρωνικών συστημάτων που επιτρέπουν σύνθετες συμπεριφορές, όπως μνήμη, συμπεριφορές κίνητρα όπως η πείνα ή το σεξ, οι καταστάσεις συναγερμού ή ύπνου κλπ..

- Γνωστική ανάλυση: Αυτή η ανάλυση περιλαμβάνει την κατανόηση των νευρικών διεργασιών που επιτρέπουν την πραγματοποίηση υψηλότερων ψυχικών λειτουργιών όπως η γλώσσα, η συλλογιστική, ο εκτελεστικός έλεγχος, η φαντασία κλπ..

Η μελέτη των ασθενών με γνωστικά ελλείμματα που προκαλούνται από εγκεφαλικούς τραυματισμούς είναι επίσης θεμελιώδης για τη γνωστική νευροεπιστήμη. Αυτό χρησιμοποιείται για να συγκρίνει τους υγιείς εγκεφάλους με εκείνους που έχουν μια διαταραχή. Έτσι, μπορείτε να εξαγάγετε συμπεράσματα σχετικά με τις επηρεασμένες και άθικτες γνωστικές διαδικασίες και τα εμπλεκόμενα νευρικά κυκλώματα.

Εφαρμογές της γνωσιακής νευρολογίας

Η γνωστική νευροεπιστήμη διαδραματίζει θεμελιώδη ρόλο στην κατανόηση του ανθρώπινου νου.

Η γνώση των γνωστικών λειτουργιών που σχετίζονται με τη σωματική λειτουργία του εγκεφάλου και συμπληρώνεται από αυτό, μας επιτρέπουν να δημιουργούμε νέες θεωρίες για το πώς λειτουργεί το ανθρώπινο μυαλό.

Αυτό επιτρέπει να γνωρίζουμε τι συμβαίνει όταν εμφανίζεται μια συγκεκριμένη διαταραχή ή τραυματισμός που επηρεάζει μια γνωστική λειτουργία.

Αυτή η αύξηση της γνώσης επιτρέπει επίσης την τελειοποίηση των μεθόδων θεραπείας για διαταραχές όπως: μαθησιακές δυσκολίες, σχιζοφρένεια, άγχος, ψυχοπάθεια, διαταραχές ύπνου, διπολική διαταραχή, προβλήματα μνήμης κλπ..

Από την άλλη πλευρά, η γνωστική νευροεπιστήμη είναι χρήσιμη στην έρευνα απλά για να μάθει πώς παράγονται οι γνωστικές διαδικασίες και προσδιορίζεται η αλληλουχία τους.

Πολλοί επαγγελματίες χρησιμοποιούν αυτές τις γνώσεις για να προγραμματίσουν καλύτερες εκπαιδευτικές στρατηγικές στα σχολεία (νευροεκπαίδευση), να σχεδιάσουν τη διαφήμιση που μας αιχμαλωτίζει (neuromarketing) ή ακόμα και να βελτιώσουμε τις αθλητικές επιδόσεις.

Αναφορές

1. Γνωστική νευροεπιστήμη. (s.f.). Ανακτήθηκε στις 28 Φεβρουαρίου 2017, από τη Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. Corkin, S. (2006). Γνωστική Νευροεπιστήμη. Ανακτήθηκε από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης: MIT OpenCourseWare: ocw.mit.edu.
3. Eschera, C. (2004). Ιστορική και εννοιολογική προσέγγιση της γνωστικής νευροεπιστήμης. Cognitive, 16 (2), 141-61.
4. Kosslyn, S. Μ., & Koenig, Ο. (1992). Wet mind: Η νέα γνωστική νευροεπιστήμη. Νέα Υόρκη: Ο Ελεύθερος Τύπος.
5. Milner, Β., Squire, L.R. & Kandel, Ε. R. (1998). Γνωστική νευροεπιστήμη και μελέτη της μνήμης. Neuron, 20 (3), 445-468.
6. Poldrack, R.A., Kittur, Α., Kalar, D., Miller, Ε., Seppa, C., Gil, Υ., & Bilder, R.M. (2011). Ο γνωστικός άτλας: προς μια βάση γνώσης για τη γνωστική νευροεπιστήμη. Τα σύνορα στη νευροπληροφορική, 5, 17.
7. Redolar Ripoll, D. (2014). Γνωστική νευροεπιστήμη. Μπουένος Άιρες; Μαδρίτη: Εκδοτική Panamericana Médica.
8. Tudela, Ρ. & Bajo Molina, Μ. Τ. (2016). Το μυαλό και ο εγκέφαλος: Από την πειραματική ψυχολογία έως τη γνωστική νευροεπιστήμη: Pío Tudela, μια επιστημονική σταδιοδρομία. Μαδρίτη: Συντακτική Συμμαχία.