Neurosciences cognitives
Les neurosciences cognitives étudient comment le cerveau donne naissance aux processus mentaux tels que la perception, la mémoire, l'attention, le langage et la prise de décision. Elles relient le niveau du comportement et de la cognition à celui des neurones, des circuits et des réseaux cérébraux à grande échelle, en s'appuyant sur les études de lésions, la neuro-imagerie, l'électrophysiologie et la modélisation computationnelle pour comprendre comment l'activité cérébrale physique produit l'esprit.
Definition
Les neurosciences cognitives sont l'étude interdisciplinaire des mécanismes neuronaux qui sous-tendent la cognition, intégrant la psychologie, la neurobiologie et les méthodes computationnelles et d'imagerie afin de relier les fonctions mentales à l'activité de systèmes cérébraux identifiables.
Scope
Cette section oriente le lecteur vers les neurosciences cognitives en tant que domaine de référence au sein des neurosciences. Elle présente sa question directrice, ses principales méthodes et les grands domaines cognitifs traités dans les sujets connexes : les systèmes de mémoire et leur consolidation, la fonction exécutive et le cortex préfrontal, les réseaux du langage et de la parole, la récompense et la prise de décision, ainsi que la cognition spatiale et la navigation. Il s'agit d'une brève cartographie du domaine plutôt que d'un exposé exhaustif d'un système particulier.
Sub-topics
Core questions
- Comment des régions cérébrales spécifiques et des réseaux distribués soutiennent-ils des fonctions cognitives distinctes telles que la mémoire, le langage et la prise de décision ?
- Quelles méthodes permettent d'inférer des processus mentaux inobservables à partir de l'activité cérébrale observable, et quelles sont leurs limites ?
- Comment les découvertes sur la cognition normale éclairent-elles la compréhension des troubles neurologiques et psychiatriques ?
Key concepts
- Localisation fonctionnelle et traitement distribué
- Réseaux cérébraux à grande échelle
- Réseau du mode par défaut
- Inférence lésion-déficit
- Neuro-imagerie fonctionnelle (IRMf, TEP)
- Électrophysiologie (EEG, MEG, enregistrement unitaire)
- Cartographie structure-fonction
- Reproductibilité et inférence statistique en neuro-imagerie
Mechanisms
Les neurosciences cognitives relient la cognition au cerveau à plusieurs niveaux. Les études classiques de lésions-déficits infèrent la fonction d'une région à partir des déficits qui suivent son endommagement ; les méthodes de neuro-imagerie telles que l'IRM fonctionnelle et la TEP cartographient les changements d'activité régionale liés à des tâches ; et les méthodes électrophysiologiques telles que l'EEG, la MEG et l'enregistrement unitaire capturent la dynamique neuronale à des échelles temporelles plus fines. Un thème contemporain central est que la cognition n'émerge pas de régions isolées mais d'une activité coordonnée au sein de réseaux à grande échelle, anatomiquement distribués, dont l'organisation peut être caractérisée à l'aide d'outils de théorie des graphes (Bullmore & Sporns, 2009 ; Bressler & Menon, 2010). Le réseau du mode par défaut, par exemple, est un ensemble de régions plus actives lors de pensées dirigées vers l'intérieur que lors de nombreuses tâches externes (Buckner et al., 2008).
Clinical relevance
Les découvertes des neurosciences cognitives éclairent la manière dont les cliniciens et les chercheurs comprennent les conséquences cognitives des accidents vasculaires cérébraux, des traumatismes crâniens, des démences et des affections psychiatriques, et comment les tests cognitifs se rapportent aux systèmes cérébraux affectés. Cette entrée est une référence éducative qui décrit comment la cognition est liée au cerveau ; elle ne fournit pas de critères de diagnostic ni de conseils de traitement pour un individu.
Evidence & guidelines
Les résultats résumés ici reposent sur des preuves convergentes issues d'études de lésions, de neuro-imagerie et d'électrophysiologie, consolidées dans des ouvrages de référence (Gazzaniga et al., 2018) et des revues contemporaines. Le domaine s'est également activement penché sur les questions de puissance statistique et de reproductibilité, comme en témoignent les efforts de réplication à grande échelle dans les sciences psychologiques adjacentes (Open Science Collaboration, 2015) ; ces débats méthodologiques sont abordés dans les sujets connexes pertinents.
History
Les racines des neurosciences cognitives se trouvent dans la neurologie clinique du XIXe siècle, lorsque les études de lésions de Paul Broca et Carl Wernicke ont lié le langage à des régions corticales spécifiques. Le terme lui-même a été inventé à la fin des années 1970, alors que la psychologie cognitive et les neurosciences convergeaient. L'avènement de la neuro-imagerie fonctionnelle dans les années 1980 et 1990, ainsi que les développements en électrophysiologie et en modélisation computationnelle, ont transformé le domaine, passant d'un champ basé largement sur l'inférence lésionnelle à un champ capable d'observer des cerveaux sains en activité, et plus récemment à un cadre de réseaux et de connectomique.
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
- En quoi les neurosciences cognitives diffèrent-elles de la psychologie cognitive ?
- La psychologie cognitive caractérise les processus mentaux principalement par le comportement, tandis que les neurosciences cognitives s'interrogent en outre sur la manière dont ces processus sont mis en œuvre dans le cerveau, en utilisant la neuro-imagerie, l'électrophysiologie et les études de lésions pour relier la cognition aux systèmes neuronaux.
- Une étude d'imagerie cérébrale peut-elle à elle seule prouver qu'une région « réalise » une fonction cognitive ?
- Non. L'imagerie montre que l'activité d'une région est corrélée à une tâche, ce qui est nécessaire mais non suffisant pour établir des relations causales ; des preuves convergentes issues d'études de lésions, de stimulation et d'électrophysiologie sont nécessaires pour étayer un rôle causal.