Bilişsel Sinirbilim
Bilişsel sinirbilim, beynin algı, bellek, dikkat, dil ve karar verme gibi zihinsel süreçleri nasıl ortaya çıkardığını incelemektedir. Fiziksel beyin aktivitesinin zihni nasıl ürettiğini sorgulamak için lezyon çalışmaları, nörogörüntüleme, elektrofizyoloji ve hesaplamalı modellemeden yararlanarak davranış ve biliş düzeyini nöronlar, devreler ve geniş ölçekli beyin ağları düzeyine bağlamaktadır.
Tanım
Bilişsel sinirbilim, bilişin altında yatan nöral mekanizmaların disiplinlerarası bir çalışmasıdır; zihinsel işlevleri tanımlanabilir beyin sistemlerindeki aktiviteyle ilişkilendirmek için psikoloji, nörobiyoloji ile hesaplamalı ve görüntüleme yöntemlerini bütünleştirmektedir.
Kapsam
Bu alan, okuyucuyu sinirbilimler içinde bir referans alanı olarak bilişsel sinirbilime yönlendirmektedir. Kılavuz sorusunu, temel yöntemlerini ve alt başlıklarda ele alınan başlıca bilişsel alanları tanıtmaktadır: bellek sistemleri ve konsolidasyon, yönetici işlev ve prefrontal korteks, dil ve konuşma ağları, ödül ve karar verme ile uzamsal biliş ve navigasyon. Herhangi bir sistemin kapsamlı bir açıklaması olmaktan ziyade, alanın kısa bir haritasını sunmaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Belirli beyin bölgeleri ve dağılmış ağlar, bellek, dil ve karar verme gibi farklı bilişsel işlevleri nasıl desteklemektedir?
- Gözlemlenebilir beyin aktivitesinden gözlemlenemeyen zihinsel süreçlere çıkarım yapmayı sağlayan yöntemler nelerdir ve bunların sınırları nelerdir?
- Normal biliş hakkındaki bulgular, nörolojik ve psikiyatrik bozuklukların anlaşılmasına nasıl katkıda bulunmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Fonksiyonel lokalizasyon ve dağıtılmış işleme
- Geniş ölçekli beyin ağları
- Varsayılan mod ağı (Default mode network)
- Lezyon-defisit çıkarımı
- Fonksiyonel nörogörüntüleme (fMRI, PET)
- Elektrofizyoloji (EEG, MEG, tek ünite kaydı)
- Yapı-işlev eşlemesi
- Nörogörüntülemede tekrarlanabilirlik ve istatistiksel çıkarım
Mekanizmalar
Bilişsel sinirbilim, bilişi beyinle çeşitli düzeylerde ilişkilendirmektedir. Klasik lezyon-defisit çalışmaları, bir bölgenin işlevini hasarını takiben ortaya çıkan defisitlerden çıkarmaktadır; fonksiyonel MRI ve PET gibi nörogörüntüleme yöntemleri, bölgesel aktivitedeki görevle ilişkili değişiklikleri haritalamaktadır; ve EEG, MEG ve tek ünite kaydı gibi elektrofizyolojik yöntemler, nöral dinamikleri daha ince zamansal ölçeklerde yakalamaktadır. Merkezi bir çağdaş tema, bilişin izole bölgelerden değil, organizasyonu graf teorik araçlarla karakterize edilebilen geniş ölçekli, anatomik olarak dağılmış ağlardaki koordineli aktiviteden ortaya çıkmasıdır (Bullmore & Sporns, 2009; Bressler & Menon, 2010). Örneğin, varsayılan mod ağı (default mode network), birçok harici görev sırasında olduğundan daha çok içe dönük düşünce sırasında aktif olan bir dizi bölgedir (Buckner et al., 2008).
Klinik önem
Bilişsel sinirbilimden elde edilen bilgiler, klinisyenlerin ve araştırmacıların inme, travmatik beyin hasarı, demans ve psikiyatrik durumların bilişsel sonuçlarını ve bilişsel testlerin etkilenen beyin sistemleriyle nasıl eşleştiğini anlamalarına yardımcı olmaktadır. Bu madde, bilişin beyinle nasıl ilişkili olduğunu açıklayan eğitsel bir referanstır; herhangi bir birey için tanı kriterleri veya tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Burada özetlenen bulgular, standart metinlerde (Gazzaniga et al., 2018) ve çağdaş derlemelerde pekiştirilmiş lezyon çalışmaları, nörogörüntüleme ve elektrofizyolojiden elde edilen yakınsak kanıtlara dayanmaktadır. Alan ayrıca, komşu psikolojik bilimlerdeki büyük replikasyon çabalarıyla (Open Science Collaboration, 2015) örneklendirilen istatistiksel güç ve tekrarlanabilirlik sorularıyla aktif olarak ilgilenmiştir; bu metodolojik tartışmalar ilgili alt başlıklarda belirtilmektedir.
Tarihçe
Bilişsel sinirbilimin kökleri, Paul Broca ve Carl Wernicke'nin lezyon çalışmalarının dili belirli kortikal bölgelerle ilişkilendirdiği on dokuzuncu yüzyıl klinik nörolojisine dayanmaktadır. Terimin kendisi, bilişsel psikoloji ve sinirbilimlerin yakınlaşmasıyla 1970'lerin sonlarında ortaya atılmıştır. 1980'ler ve 1990'larda fonksiyonel nörogörüntülemenin ortaya çıkışı, elektrofizyoloji ve hesaplamalı modellemedeki gelişmelerle birlikte, alanı büyük ölçüde lezyon çıkarımına dayalı bir alandan, sağlıklı beyinleri çalışırken gözlemleyebilen ve daha yakın zamanda bir ağ ve konektomik çerçevesine dönüştürmüştür.
Öne çıkan isimler
- Michael Gazzaniga
- Brenda Milner
- Endel Tulving
- Marcus Raichle
- Stanislas Dehaene
İlgili konular
Temel eserler
- bullmore-sporns-2009
- buckner-2008
- bressler-menon-2010
Sıkça sorulan sorular
- Bilişsel sinirbilim, bilişsel psikolojiden nasıl farklılaşmaktadır?
- Bilişsel psikoloji zihinsel süreçleri esas olarak davranış yoluyla karakterize ederken, bilişsel sinirbilim ek olarak bu süreçlerin beyinde nasıl uygulandığını, bilişi nöral sistemlere bağlamak için nörogörüntüleme, elektrofizyoloji ve lezyon çalışmalarını kullanarak sorgulamaktadır.
- Bir beyin görüntüleme çalışması tek başına bir bölgenin bilişsel bir işlevi 'yaptığını' kanıtlayabilir mi?
- Hayır. Görüntüleme, bir bölgenin aktivitesinin bir görevle ilişkili olduğunu göstermektedir ki bu, nedensel iddialar için gerekli ancak yeterli değildir; nedensel bir rolü desteklemek için lezyon, stimülasyon ve elektrofizyolojik çalışmalardan elde edilen yakınsak kanıtlara ihtiyaç duyulmaktadır.