ประสาทวิทยาการรู้คิด
ประสาทวิทยาการรู้คิดศึกษาว่าสมองก่อให้เกิดกระบวนการทางจิตใจได้อย่างไร เช่น การรับรู้ ความจำ ความใส่ใจ ภาษา และการตัดสินใจ โดยเชื่อมโยงระดับพฤติกรรมและการรู้คิดเข้ากับระดับของเซลล์ประสาท วงจรประสาท และเครือข่ายสมองขนาดใหญ่ โดยอาศัยการศึกษาจากรอยโรค การสร้างภาพสมองทางระบบประสาท สรีรวิทยาไฟฟ้า และการสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณ เพื่อตอบคำถามว่ากิจกรรมทางกายภาพของสมองก่อให้เกิดจิตใจได้อย่างไร
Definition
ประสาทวิทยาการรู้คิดคือการศึกษาแบบสหวิทยาการเกี่ยวกับกลไกทางระบบประสาทที่เป็นรากฐานของการรู้คิด โดยบูรณาการจิตวิทยา ชีววิทยาประสาท และวิธีการคำนวณและการสร้างภาพ เพื่อเชื่อมโยงการทำงานทางจิตใจเข้ากับกิจกรรมในระบบสมองที่สามารถระบุได้
Scope
สาขาวิชานี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจประสาทวิทยาการรู้คิดในฐานะสาขาวิชาอ้างอิงภายในสาขาประสาทวิทยา โดยจะแนะนำคำถามนำ วิธีการหลัก และขอบเขตการรู้คิดที่สำคัญที่กล่าวถึงในหัวข้อรอง ได้แก่ ระบบความจำและการรวมความจำ การทำงานของผู้บริหารและสมองส่วนหน้า เครือข่ายภาษาและการพูด รางวัลและการตัดสินใจ และการรู้คิดเชิงพื้นที่และการนำทาง นี่คือแผนที่ย่อของสาขาวิชา ไม่ใช่การอธิบายอย่างละเอียดของระบบใดระบบหนึ่ง
Sub-topics
Core questions
- บริเวณสมองที่เฉพาะเจาะจงและเครือข่ายที่กระจายตัวสนับสนุนการทำงานของการรู้คิดที่แตกต่างกันอย่างไร เช่น ความจำ ภาษา และการตัดสินใจ?
- วิธีการใดบ้างที่ช่วยให้สามารถอนุมานจากกิจกรรมสมองที่สังเกตได้ไปยังกระบวนการทางจิตใจที่สังเกตไม่ได้ และข้อจำกัดของวิธีการเหล่านั้นคืออะไร?
- ผลการวิจัยเกี่ยวกับการรู้คิดปกติให้ข้อมูลในการทำความเข้าใจความผิดปกติทางระบบประสาทและจิตเวชได้อย่างไร?
Key concepts
- การแปลตำแหน่งหน้าที่และการประมวลผลแบบกระจาย
- เครือข่ายสมองขนาดใหญ่
- เครือข่ายโหมดเริ่มต้น
- การอนุมานความบกพร่องจากรอยโรค
- การสร้างภาพสมองเชิงหน้าที่ (fMRI, PET)
- สรีรวิทยาไฟฟ้า (EEG, MEG, การบันทึกเซลล์ประสาทเดี่ยว)
- การจับคู่โครงสร้าง-หน้าที่
- ความสามารถในการทำซ้ำและการอนุมานทางสถิติในการสร้างภาพสมองทางระบบประสาท
Mechanisms
ประสาทวิทยาการรู้คิดเชื่อมโยงการรู้คิดเข้ากับสมองในหลายระดับ การศึกษาความบกพร่องจากรอยโรคแบบดั้งเดิมอนุมานการทำงานของบริเวณหนึ่งจากความบกพร่องที่เกิดขึ้นหลังความเสียหายของบริเวณนั้น; วิธีการสร้างภาพสมองทางระบบประสาท เช่น fMRI และ PET จะแสดงการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับงานในกิจกรรมของบริเวณนั้น; และวิธีการทางสรีรวิทยาไฟฟ้า เช่น EEG, MEG และการบันทึกเซลล์ประสาทเดี่ยวจะจับพลวัตของเซลล์ประสาทในระดับเวลาที่ละเอียดขึ้น แนวคิดหลักร่วมสมัยคือการรู้คิดไม่ได้เกิดขึ้นจากบริเวณที่แยกกัน แต่เกิดจากกิจกรรมที่ประสานกันในเครือข่ายขนาดใหญ่ที่กระจายตัวทางกายวิภาค ซึ่งสามารถอธิบายโครงสร้างได้ด้วยเครื่องมือทฤษฎีกราฟ (Bullmore & Sporns, 2009; Bressler & Menon, 2010) ตัวอย่างเช่น เครือข่ายโหมดเริ่มต้น (default mode network) คือชุดของบริเวณที่ทำงานมากขึ้นในระหว่างการคิดที่มุ่งเน้นภายในมากกว่าในงานภายนอกหลายอย่าง (Buckner et al., 2008)
Clinical relevance
ข้อมูลเชิงลึกจากประสาทวิทยาการรู้คิดช่วยให้แพทย์และนักวิจัยเข้าใจผลกระทบทางปัญญาของโรคหลอดเลือดสมอง การบาดเจ็บที่สมอง ภาวะสมองเสื่อม และภาวะทางจิตเวช รวมถึงวิธีที่การทดสอบทางปัญญาเชื่อมโยงกับระบบสมองที่ได้รับผลกระทบ บทความนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางการศึกษาที่อธิบายว่าการรู้คิดเกี่ยวข้องกับสมองอย่างไร ไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัยหรือแนวทางการรักษาสำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง
Evidence & guidelines
ผลการวิจัยที่สรุปไว้ในที่นี้อ้างอิงจากหลักฐานที่หลากหลายจากการศึกษาจากรอยโรค การสร้างภาพสมองทางระบบประสาท และสรีรวิทยาไฟฟ้า ซึ่งรวบรวมไว้ในตำรามาตรฐาน (Gazzaniga et al., 2018) และบทวิจารณ์ร่วมสมัย สาขาวิชานี้ยังได้มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันกับคำถามเกี่ยวกับพลังทางสถิติและความสามารถในการทำซ้ำ ซึ่งเห็นได้จากความพยายามในการทำซ้ำขนาดใหญ่ในสาขาจิตวิทยาที่เกี่ยวข้อง (Open Science Collaboration, 2015); การถกเถียงทางระเบียบวิธีเหล่านี้ได้ถูกกล่าวถึงในหัวข้อรองที่เกี่ยวข้อง
History
รากฐานของประสาทวิทยาการรู้คิดอยู่ในประสาทวิทยาคลินิกในศตวรรษที่สิบเก้า เมื่อการศึกษาจากรอยโรคโดย Paul Broca และ Carl Wernicke เชื่อมโยงภาษากับบริเวณเปลือกสมองที่เฉพาะเจาะจง คำนี้ถูกบัญญัติขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1970 เมื่อจิตวิทยาการรู้คิดและประสาทวิทยามาบรรจบกัน การถือกำเนิดของการสร้างภาพสมองเชิงหน้าที่ในทศวรรษ 1980 และ 1990 ควบคู่ไปกับการพัฒนาในสรีรวิทยาไฟฟ้าและการสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณ ได้เปลี่ยนสาขาวิชานี้จากที่ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการอนุมานจากรอยโรค ไปสู่สาขาที่สามารถสังเกตสมองที่แข็งแรงขณะทำงาน และล่าสุดได้พัฒนาไปสู่กรอบแนวคิดเครือข่ายและการเชื่อมโยง (connectomics framework)
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
- ประสาทวิทยาการรู้คิดแตกต่างจากจิตวิทยาการรู้คิดอย่างไร?
- จิตวิทยาการรู้คิดอธิบายกระบวนการทางจิตใจส่วนใหญ่ผ่านพฤติกรรม ในขณะที่ประสาทวิทยาการรู้คิดยังถามด้วยว่ากระบวนการเหล่านั้นถูกนำไปใช้ในสมองอย่างไร โดยใช้การสร้างภาพสมองทางระบบประสาท สรีรวิทยาไฟฟ้า และการศึกษาจากรอยโรคเพื่อเชื่อมโยงการรู้คิดเข้ากับระบบประสาท
- การศึกษาภาพสมองเพียงอย่างเดียวสามารถพิสูจน์ได้หรือไม่ว่าบริเวณใด 'ทำหน้าที่' การรู้คิด?
- ไม่ การสร้างภาพแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของบริเวณหนึ่งมีความสัมพันธ์กับงาน ซึ่งจำเป็นแต่ไม่เพียงพอสำหรับการอ้างเหตุผลเชิงสาเหตุ จำเป็นต้องมีหลักฐานที่หลากหลายจากการศึกษาจากรอยโรค การกระตุ้น และสรีรวิทยาไฟฟ้าเพื่อสนับสนุนบทบาทเชิงสาเหตุ