علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب شناختی به مطالعه چگونگی ایجاد فرآیندهای ذهنی مانند ادراک، حافظه، توجه، زبان و تصمیمگیری توسط مغز میپردازد. این حوزه، سطح رفتار و شناخت را به سطح نورونها، مدارهای عصبی و شبکههای مغزی در مقیاس بزرگ مرتبط میسازد و با بهرهگیری از مطالعات ضایعهای، تصویربرداری عصبی، الکتروفیزیولوژی و مدلسازی محاسباتی، به این پرسش میپردازد که چگونه فعالیت فیزیکی مغز، ذهن را تولید میکند.
Definition
علوم اعصاب شناختی مطالعه میانرشتهای مکانیسمهای عصبی زیربنای شناخت است که روانشناسی، نوروبیولوژی و روشهای محاسباتی و تصویربرداری را برای مرتبط ساختن عملکردهای ذهنی با فعالیت در سیستمهای مغزی قابل شناسایی، یکپارچه میکند.
Scope
این بخش خواننده را با علوم اعصاب شناختی به عنوان یک حوزه مرجع در علوم اعصاب آشنا میکند. این بخش به معرفی پرسش راهنمای آن، روشهای اصلی آن و حوزههای شناختی عمدهای که در موضوعات فرعی مورد بررسی قرار میگیرند، میپردازد: سیستمهای حافظه و تحکیم، عملکرد اجرایی و قشر پیشپیشانی، شبکههای زبان و گفتار، پاداش و تصمیمگیری، و شناخت فضایی و ناوبری. این یک نقشه کوتاه از این حوزه است تا یک گزارش جامع از هر یک از سیستمها.
Sub-topics
Core questions
- چگونه مناطق خاص مغز و شبکههای توزیعشده از عملکردهای شناختی متمایز مانند حافظه، زبان و تصمیمگیری پشتیبانی میکنند؟
- چه روشهایی امکان استنتاج از فعالیت مغزی قابل مشاهده به فرآیندهای ذهنی غیرقابل مشاهده را فراهم میکنند و محدودیتهای آنها چیست؟
- چگونه یافتهها در مورد شناخت طبیعی، درک اختلالات عصبی و روانپزشکی را روشن میکنند؟
Key concepts
- محلیسازی عملکردی و پردازش توزیعشده
- شبکههای مغزی در مقیاس بزرگ
- شبکه حالت پیشفرض
- استنتاج ضایعه-نقص
- تصویربرداری عصبی عملکردی (fMRI, PET)
- الکتروفیزیولوژی (EEG, MEG, ثبت تکواحدی)
- نگاشت ساختار-عملکرد
- قابلیت تکرارپذیری و استنتاج آماری در تصویربرداری عصبی
Mechanisms
علوم اعصاب شناختی، شناخت را در چندین سطح به مغز مرتبط میسازد. مطالعات کلاسیک ضایعه-نقص، عملکرد یک ناحیه را از نقایصی که به دنبال آسیب آن ایجاد میشود، استنباط میکنند؛ روشهای تصویربرداری عصبی مانند fMRI و PET تغییرات مرتبط با وظیفه را در فعالیت منطقهای ترسیم میکنند؛ و روشهای الکتروفیزیولوژیکی مانند EEG، MEG و ثبت تکواحدی، دینامیک عصبی را در مقیاسهای زمانی دقیقتر ثبت میکنند. یک موضوع محوری معاصر این است که شناخت نه از نواحی مجزا، بلکه از فعالیت هماهنگ در شبکههای مغزی در مقیاس بزرگ و توزیعشده از نظر آناتومیکی پدید میآید که سازماندهی آنها را میتوان با ابزارهای نظریه گراف مشخص کرد (Bullmore & Sporns, 2009; Bressler & Menon, 2010). به عنوان مثال، شبکه حالت پیشفرض، مجموعهای از نواحی است که در طول تفکر هدایتشده درونی، فعالتر از بسیاری از وظایف بیرونی هستند (Buckner et al., 2008).
Clinical relevance
بینشهای حاصل از علوم اعصاب شناختی به پزشکان و محققان کمک میکند تا پیامدهای شناختی سکته مغزی، آسیب مغزی تروماتیک، زوال عقل و بیماریهای روانپزشکی را درک کنند و بفهمند که چگونه آزمایشهای شناختی با سیستمهای مغزی آسیبدیده مرتبط میشوند. این مدخل یک مرجع آموزشی است که چگونگی ارتباط شناخت با مغز را توصیف میکند؛ این مدخل معیارهای تشخیصی یا راهنمایی درمانی برای هیچ فردی ارائه نمیدهد.
Evidence & guidelines
یافتههای خلاصهشده در اینجا بر شواهد همگرا از مطالعات ضایعهای، تصویربرداری عصبی و الکتروفیزیولوژی استوار است که در متون استاندارد (Gazzaniga et al., 2018) و بررسیهای معاصر تثبیت شدهاند. این حوزه همچنین به طور فعال با مسائل قدرت آماری و قابلیت تکرارپذیری درگیر بوده است، که نمونه آن تلاشهای بزرگ تکرار در علوم روانشناختی مجاور است (Open Science Collaboration, 2015)؛ این بحثهای روششناختی در موضوعات فرعی مرتبط ذکر شدهاند.
History
ریشههای علوم اعصاب شناختی در نورولوژی بالینی قرن نوزدهم نهفته است، زمانی که مطالعات ضایعهای توسط پل بروکا و کارل ورنیکه، زبان را به مناطق خاصی از قشر مغز مرتبط کردند. این اصطلاح در اواخر دهه ۱۹۷۰ با همگرایی روانشناسی شناختی و علوم اعصاب ابداع شد. ظهور تصویربرداری عصبی عملکردی در دهههای ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، همراه با پیشرفتها در الکتروفیزیولوژی و مدلسازی محاسباتی، این حوزه را از حوزهای که عمدتاً بر استنتاج ضایعهای متکی بود، به حوزهای تبدیل کرد که قادر به مشاهده مغزهای سالم در حال کار است، و اخیراً به یک چارچوب شبکه و کانکتومیکس تبدیل شده است.
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
- علوم اعصاب شناختی چه تفاوتی با روانشناسی شناختی دارد؟
- روانشناسی شناختی فرآیندهای ذهنی را عمدتاً از طریق رفتار مشخص میکند، در حالی که علوم اعصاب شناختی علاوه بر آن، به این پرسش میپردازد که چگونه این فرآیندها در مغز پیادهسازی میشوند، با استفاده از تصویربرداری عصبی، الکتروفیزیولوژی و مطالعات ضایعهای برای اتصال شناخت به سیستمهای عصبی.
- آیا یک مطالعه تصویربرداری مغزی به تنهایی میتواند ثابت کند که یک ناحیه «عملکرد» شناختی خاصی را انجام میدهد؟
- خیر. تصویربرداری نشان میدهد که فعالیت یک ناحیه با یک وظیفه همبستگی دارد، که برای ادعاهای علّی ضروری است اما کافی نیست؛ شواهد همگرا از مطالعات ضایعهای، تحریک و الکتروفیزیولوژیکی برای حمایت از نقش علّی مورد نیاز است.