علم الأعصاب المعرفي
يدرس علم الأعصاب المعرفي كيف ينشئ الدماغ العمليات العقلية مثل الإدراك والذاكرة والانتباه واللغة واتخاذ القرار. ويربط هذا العلم مستوى السلوك والإدراك بمستوى الخلايا العصبية والدوائر والشبكات الدماغية واسعة النطاق، مستفيدًا من دراسات الآفات، والتصوير العصبي، والفيزيولوجيا الكهربائية، والنمذجة الحاسوبية، للإجابة عن سؤال كيف ينتج النشاط الدماغي الفيزيائي العقل.
Definition
علم الأعصاب المعرفي هو الدراسة متعددة التخصصات للآليات العصبية التي تكمن وراء الإدراك، حيث يدمج علم النفس، والبيولوجيا العصبية، والأساليب الحاسوبية والتصويرية لربط الوظائف العقلية بالنشاط في أنظمة دماغية قابلة للتحديد.
Scope
يوجه هذا المجال القارئ إلى علم الأعصاب المعرفي كحقل مرجعي ضمن علوم الأعصاب. ويقدم سؤاله التوجيهي، وأساليبه الرئيسية، والمجالات المعرفية الكبرى التي تتناولها المواضيع الفرعية: أنظمة الذاكرة وتوحيدها، والوظيفة التنفيذية والقشرة الأمامية الجبهية، وشبكات اللغة والكلام، والمكافأة واتخاذ القرار، والإدراك المكاني والملاحة. وهو يمثل خريطة موجزة للمجال بدلاً من كونه سرداً شاملاً لأي نظام بعينه.
Sub-topics
Core questions
- كيف تدعم مناطق الدماغ المحددة والشبكات الموزعة وظائف معرفية مميزة مثل الذاكرة واللغة واتخاذ القرار؟
- ما هي الأساليب التي تسمح بالاستدلال من النشاط الدماغي الملحوظ إلى العمليات العقلية غير الملحوظة، وما هي حدودها؟
- كيف تُفيد النتائج المتعلقة بالإدراك الطبيعي في فهم الاضطرابات العصبية والنفسية؟
Key concepts
- التوطين الوظيفي والمعالجة الموزعة
- الشبكات الدماغية واسعة النطاق
- شبكة الوضع الافتراضي
- الاستدلال من الآفة والعجز
- التصوير العصبي الوظيفي (fMRI, PET)
- الفيزيولوجيا الكهربائية (EEG, MEG, تسجيل الوحدة الواحدة)
- ربط البنية بالوظيفة
- قابلية التكرار والاستدلال الإحصائي في التصوير العصبي
Mechanisms
يربط علم الأعصاب المعرفي الإدراك بالدماغ على عدة مستويات. تستنتج دراسات الآفات والعجز الكلاسيكية وظيفة منطقة ما من العجز الذي يتبع تلفها؛ وتُظهر طرق التصوير العصبي مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) التغيرات المرتبطة بالمهام في النشاط الإقليمي؛ وتلتقط الطرق الفيزيولوجية الكهربائية مثل تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، وتخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG)، وتسجيل الوحدة الواحدة (single-unit recording) الديناميكيات العصبية على نطاقات زمنية أدق. ومن المواضيع المركزية المعاصرة أن الإدراك لا ينشأ من مناطق معزولة بل من نشاط منسق في شبكات واسعة النطاق وموزعة تشريحياً، يمكن وصف تنظيمها بأدوات نظرية الرسم البياني (Bullmore & Sporns, 2009; Bressler & Menon, 2010). على سبيل المثال، شبكة الوضع الافتراضي (default mode network) هي مجموعة من المناطق تكون أكثر نشاطاً أثناء التفكير الموجه داخلياً مقارنة بالعديد من المهام الخارجية (Buckner et al., 2008).
Clinical relevance
تُفيد الرؤى المستخلصة من علم الأعصاب المعرفي في فهم الأطباء والباحثين للعواقب المعرفية للسكتة الدماغية، وإصابات الدماغ الرضحية، والخرف، والحالات النفسية، وكيفية ارتباط الاختبارات المعرفية بالأنظمة الدماغية المتأثرة. هذا المدخل هو مرجع تعليمي يصف كيفية ارتباط الإدراك بالدماغ؛ ولا يقدم معايير تشخيصية أو إرشادات علاجية لأي فرد.
Evidence & guidelines
تستند النتائج الملخصة هنا إلى أدلة متقاربة من دراسات الآفات، والتصوير العصبي، والفيزيولوجيا الكهربائية، والتي تم توحيدها في نصوص قياسية (Gazzaniga et al., 2018) ومراجعات معاصرة. وقد انخرط المجال أيضاً بنشاط في مسائل القوة الإحصائية وقابلية التكرار، وهو ما يتجلى في جهود التكرار الكبيرة في العلوم النفسية المجاورة (Open Science Collaboration, 2015)؛ وتُشار إلى هذه النقاشات المنهجية في المواضيع الفرعية ذات الصلة.
History
تكمن جذور علم الأعصاب المعرفي في علم الأعصاب السريري في القرن التاسع عشر، عندما ربطت دراسات الآفات التي أجراها بول بروكا وكارل فيرنيكه اللغة بمناطق قشرية محددة. وقد صيغ المصطلح نفسه في أواخر السبعينيات مع تقارب علم النفس المعرفي وعلوم الأعصاب. أدى ظهور التصوير العصبي الوظيفي في الثمانينيات والتسعينيات، إلى جانب التطورات في الفيزيولوجيا الكهربائية والنمذجة الحاسوبية، إلى تحويل المجال من مجال يعتمد بشكل كبير على استنتاج الآفات إلى مجال قادر على مراقبة الأدمغة السليمة أثناء العمل، ومؤخراً إلى إطار عمل للشبكات والاتصال العصبي (connectomics).
Key figures
- Michael Gazzaniga
- Brenda Milner
- Endel Tulving
- Marcus Raichle
- Stanislas Dehaene
Related topics
Seminal works
- bullmore-sporns-2009
- buckner-2008
- bressler-menon-2010
Frequently asked questions
- كيف يختلف علم الأعصاب المعرفي عن علم النفس المعرفي؟
- يصف علم النفس المعرفي العمليات العقلية بشكل أساسي من خلال السلوك، بينما يسأل علم الأعصاب المعرفي بالإضافة إلى ذلك كيف تُنفذ تلك العمليات في الدماغ، باستخدام التصوير العصبي، والفيزيولوجيا الكهربائية، ودراسات الآفات لربط الإدراك بالأنظمة العصبية.
- هل يمكن لدراسة تصوير دماغي بمفردها أن تثبت أن منطقة ما 'تقوم' بوظيفة معرفية؟
- لا. يُظهر التصوير أن نشاط منطقة ما يرتبط بمهمة معينة، وهو أمر ضروري ولكنه غير كافٍ للمطالبات السببية؛ وهناك حاجة إلى أدلة متقاربة من دراسات الآفات، والتحفيز، والدراسات الفيزيولوجية الكهربائية لدعم الدور السببي.