Ilmu Saraf Kognitif

Ilmu saraf kognitif mempelajari bagaimana otak memunculkan proses mental seperti persepsi, memori, atensi, bahasa, dan pengambilan keputusan. Bidang ini menghubungkan tingkat perilaku dan kognisi dengan tingkat neuron, sirkuit, dan jaringan otak berskala besar, dengan memanfaatkan studi lesi, pencitraan saraf, elektrofisiologi, dan pemodelan komputasi untuk menanyakan bagaimana aktivitas fisik otak menghasilkan pikiran.

Definition

Ilmu saraf kognitif adalah studi interdisipliner tentang mekanisme saraf yang mendasari kognisi, mengintegrasikan psikologi, neurobiologi, serta metode komputasi dan pencitraan untuk menghubungkan fungsi mental dengan aktivitas dalam sistem otak yang dapat diidentifikasi.

Scope

Area ini mengarahkan pembaca pada ilmu saraf kognitif sebagai bidang referensi dalam ilmu saraf. Ini memperkenalkan pertanyaan panduan, metode utama, dan domain kognitif utama yang dibahas dalam topik anak: sistem memori dan konsolidasi, fungsi eksekutif dan korteks prefrontal, jaringan bahasa dan bicara, penghargaan dan pengambilan keputusan, serta kognisi spasial dan navigasi. Ini adalah peta singkat bidang ini daripada penjelasan lengkap tentang satu sistem tertentu.

Sub-topics

• Executive Function and Prefrontal Cortex
• Language and Speech Networks
• Memory Systems and Consolidation
• Reward and Decision-Making
• Spatial Cognition and Navigation

Core questions

• Bagaimana daerah otak spesifik dan jaringan terdistribusi mendukung fungsi kognitif yang berbeda seperti memori, bahasa, dan pengambilan keputusan?
• Metode apa yang memungkinkan inferensi dari aktivitas otak yang dapat diamati ke proses mental yang tidak dapat diamati, dan apa batasannya?
• Bagaimana temuan tentang kognisi normal menginformasikan pemahaman tentang gangguan neurologis dan kejiwaan?

Key concepts

• Lokalisasi fungsional dan pemrosesan terdistribusi
• Jaringan otak berskala besar
• Jaringan mode default
• Inferensi lesi-defisit
• Pencitraan saraf fungsional (fMRI, PET)
• Elektrofisiologi (EEG, MEG, perekaman unit tunggal)
• Pemetaan struktur-fungsi
• Reproduktibilitas dan inferensi statistik dalam pencitraan saraf

Mechanisms

Ilmu saraf kognitif menghubungkan kognisi dengan otak pada beberapa tingkatan. Studi lesi-defisit klasik menyimpulkan fungsi suatu daerah dari defisit yang mengikuti kerusakannya; metode pencitraan saraf seperti fMRI fungsional dan PET memetakan perubahan terkait tugas dalam aktivitas regional; dan metode elektrofisiologis seperti EEG, MEG, dan perekaman unit tunggal menangkap dinamika saraf pada skala temporal yang lebih halus. Tema sentral kontemporer adalah bahwa kognisi muncul bukan dari daerah yang terisolasi tetapi dari aktivitas terkoordinasi dalam jaringan berskala besar yang terdistribusi secara anatomis yang organisasinya dapat dicirikan dengan alat teori graf (Bullmore & Sporns, 2009; Bressler & Menon, 2010). Jaringan mode default, misalnya, adalah serangkaian daerah yang lebih aktif selama pemikiran yang berorientasi internal daripada selama banyak tugas eksternal (Buckner et al., 2008).

Clinical relevance

Wawasan dari ilmu saraf kognitif menginformasikan bagaimana dokter dan peneliti memahami konsekuensi kognitif dari stroke, cedera otak traumatis, demensia, dan kondisi kejiwaan, serta bagaimana pengujian kognitif memetakan sistem otak yang terpengaruh. Entri ini adalah referensi edukasi yang menjelaskan bagaimana kognisi berhubungan dengan otak; ini tidak memberikan kriteria diagnostik atau panduan pengobatan untuk individu mana pun.

Evidence & guidelines

Temuan yang dirangkum di sini didasarkan pada bukti konvergen dari studi lesi, pencitraan saraf, dan elektrofisiologi yang dikonsolidasikan dalam teks standar (Gazzaniga et al., 2018) dan tinjauan kontemporer. Bidang ini juga telah secara aktif terlibat dengan pertanyaan tentang kekuatan statistik dan reproduktibilitas, yang dicontohkan oleh upaya replikasi besar dalam ilmu psikologi yang berdekatan (Open Science Collaboration, 2015); perdebatan metodologis ini dicatat dalam topik anak yang relevan.

History

Akar ilmu saraf kognitif terletak pada neurologi klinis abad kesembilan belas, ketika studi lesi oleh Paul Broca dan Carl Wernicke menghubungkan bahasa dengan daerah kortikal tertentu. Istilah itu sendiri diciptakan pada akhir tahun 1970-an ketika psikologi kognitif dan ilmu saraf bertemu. Munculnya pencitraan saraf fungsional pada tahun 1980-an dan 1990-an, bersama dengan perkembangan dalam elektrofisiologi dan pemodelan komputasi, mengubah bidang ini dari yang sebagian besar didasarkan pada inferensi lesi menjadi bidang yang mampu mengamati otak sehat saat bekerja, dan baru-baru ini menjadi kerangka kerja jaringan dan konektomik.

Key figures

• Michael Gazzaniga
• Brenda Milner
• Endel Tulving
• Marcus Raichle
• Stanislas Dehaene

Seminal works

• bullmore-sporns-2009
• buckner-2008
• bressler-menon-2010

Frequently asked questions

Bagaimana ilmu saraf kognitif berbeda dari psikologi kognitif?

Psikologi kognitif mencirikan proses mental terutama melalui perilaku, sementara ilmu saraf kognitif juga menanyakan bagaimana proses tersebut diimplementasikan di otak, menggunakan pencitraan saraf, elektrofisiologi, dan studi lesi untuk menghubungkan kognisi dengan sistem saraf.

Dapatkah studi pencitraan otak dengan sendirinya membuktikan bahwa suatu daerah 'melakukan' fungsi kognitif?

Tidak. Pencitraan menunjukkan bahwa aktivitas suatu daerah berkorelasi dengan suatu tugas, yang diperlukan tetapi tidak cukup untuk klaim kausal; bukti konvergen dari studi lesi, stimulasi, dan elektrofisiologi diperlukan untuk mendukung peran kausal.