Kognitivní neurověda

Kognitivní neurověda  je věda, která studuje vztah mezi aktivitou mozku a dalšími aspekty nervového systému s kognitivními procesy a chováním . Kognitivní neurověda věnuje zvláštní pozornost studiu nervového základu myšlenkových procesů. Kognitivní neurověda je odvětvím jak psychologie , tak neurovědy , překrývající se s kognitivní psychologií a neuropsychologií .

Kognitivní neurověda využívá experimentální metody z psychofyziky , kognitivní psychologie, funkčního neurozobrazení, elektrofyziologie , psychogenetiky . Důležitou oblastí kognitivní neurovědy je studium lidí s duševními poruchami v důsledku poškození mozku.

Souvislost mezi strukturou neuronů a kognitivními schopnostmi je potvrzena takovými skutečnostmi, jako je zvýšení počtu a velikosti synapsí v mozku krys v důsledku jejich tréninku, snížení účinnosti přenosu nervového vzruchu přes synapse . , pozorované u lidí trpících Alzheimerovou chorobou .

Jedním z prvních myslitelů, kteří tvrdili, že myšlení probíhá v mozku, byl Hippokrates . V devatenáctém století se vědci jako Johann Peter Müller pokusili studovat funkční strukturu mozku z hlediska lokalizace mentálních a behaviorálních funkcí v oblastech mozku.

Techniky a metody

Tomografie

Struktura mozku je studována pomocí počítačové tomografie , magnetické rezonance , angiografie . Počítačová tomografie a angiografie mají nižší rozlišení zobrazení mozku než zobrazení magnetickou rezonancí.

Studium aktivity mozkových zón na základě analýzy metabolismu umožňuje provádět pozitronovou emisní tomografii a funkční magnetickou rezonanci .

• Pozitronová emisní tomografie skenuje zvýšené vychytávání glukózy v aktivních oblastech mozku. Intenzita spotřeby podané radioaktivní formy glukózy je považována za parametr vyšší aktivity buněk v dané oblasti mozku.
• Funkční magnetická rezonance snímá intenzitu spotřeby kyslíku . Kyslík je fixován v důsledku uvedení částic atomu kyslíku v silném magnetickém poli do nestabilního stavu. Výhodou tohoto typu tomografie je větší časová přesnost oproti pozitronové emisní tomografii, tedy možnost zaznamenat změny, které netrvají déle než několik sekund.

Elektroencefalogram

Elektroencefalogram vám umožňuje studovat procesy probíhající v mozku živého nosiče, a tak analyzovat mozkovou aktivitu jako reakci na určité podněty v reálném čase. Výhodou této metody je možnost studovat činnost mozku danou přesným časem. Nevýhodou této metody studia mozkové aktivity je nemožnost dosáhnout přesného prostorového rozlišení – nemožnost určit, které neurony nebo skupiny neuronů, nebo dokonce části mozku, reagují na daný podnět. Pro dosažení přesnosti v prostorovém rozlišení je elektroencefalogram kombinován s pozitronovou emisní tomografií .

Části mozku a duševní činnost

Přední mozek

• Mozková kůra hraje důležitou roli v duševní činnosti. Mozková kůra plní funkci zpracování informací přijatých prostřednictvím smyslů, provádění myšlení a dalších kognitivních funkcí. Mozková kůra se funkčně skládá ze tří zón: senzorické, motorické a asociativní zóny. Funkcí asociační zóny je propojit činnost senzorických a motorických zón. Asociativní zóna má přijímat a zpracovávat informace ze senzorické zóny a iniciovat účelné smysluplné chování. Brocovo centrum a Wernickeho oblast se nacházejí v asociačních oblastech kůry. Asociativní zóna čelních laloků mozkové kůry má být zodpovědná za logické myšlení, úsudky a úsudky prováděné osobou.

• Čelní lalok mozkové kůry  - plánování, řízení a provádění pohybů ( motorická (motorická) oblast mozkové kůry - precentrální gyrus ), řeč, abstraktní myšlení, úsudek.

Umělá stimulace motorické oblasti mozkové kůry způsobuje pohyb odpovídající části těla. Řízení pohybu části těla se provádí kontralaterálně k odpovídající zóně motorické oblasti mozkové kůry odpovědné za pohyb této části těla. Horní části těla jsou ovládány spodními částmi motorického kortexu.

• Parietální lalok mozkové kůry  – somatosenzorické funkce. V postcentrálním gyru končí aferentní dráhy povrchové a hluboké citlivosti . Vývoj motorických a senzorických funkcí mozkové kůry určil velkou oblast těch zón, které odpovídají částem těla, které jsou nejvýznamnější v chování a přijímání informací z vnějšího světa. Elektrická stimulace postcentrálního gyru vyvolává pocit doteku v odpovídající části těla.

• Týlní lalok mozkové kůry  je vizuální funkcí. Vlákna, která přenášejí vizuální informace do mozkové kůry, jsou směrována kontralaterálně i ipsilaterálně. (Optický Chiasm)

• Spánkový lalok mozkové kůry  je sluchová funkce.

• Talamus směruje signály ze smyslů, s výjimkou čichu, do konkrétních oblastí mozkové kůry. Čtyři hlavní jádra thalamu, odpovídající čtyřem typům informací přijímaných smysly ( vizuální , sluchový , hmatový , smysl pro rovnováhu a rovnováhu), posílají informace do určitých oblastí mozkové kůry ke zpracování.
• Hypotalamus , interagující s limbickým systémem, reguluje základní behaviorální dovednosti jednotlivce spojené s přežitím druhu: boj, krmení, útěk, hledání manželského partnera.
• Limbický systém je spojen s pamětí , čichem , emocemi a motivací . Nevyvinutí limbického systému např. u zvířat hovoří o převládající instinktivní regulaci chování. Limbický systém amygdaly je spojen s agresí a strachovými reakcemi . Ukázalo se, že odstranění nebo poškození amygdaly vede k maladaptivnímu nedostatku strachu [1] . Poškození amygdaly vede ke zvýšení sexuální touhy [2] . Přepážka mozku je spojena s emocemi strachu a hněvu.
• Hipokampus hraje důležitou roli v procesu zapamatování nových informací. Narušení hipokampu znemožňuje zapamatovat si nové informace, ačkoli dříve naučené informace zůstávají v paměti a člověk je může operovat. Předpokládá se, že Korsakoffův syndrom, spojený s poruchou funkce paměti, je způsoben dysfunkcí hipokampu. Další funkcí hipokampu je určovat prostorové uspořádání věcí, určovat jejich vzájemnou polohu. Podle jedné hypotézy tvoří hipokampus senzorickou mapu pro orientaci v prostředí [3] .
• Bazální jádra plní motorické funkce.

Střední mozek

Střední mozek vykonává důležité funkce kontroly pohybu očí a koordinaci.

• Retikulární aktivační systém ( retikulární formace ) , zasahující až do telencephalon, je systém neuronů, který hraje důležitou roli v procesech vědomí. Retikulární formace je zodpovědná za procesy probouzení / usínání, filtrování sekundárních podnětů vstupujících do mozku. Retikulární formace spolu s thalamem zajišťuje, že si jedinec uvědomuje vlastní existenci, oddělenou od vnějších podnětů.
• Centrální šedá hmota mozku (periakvaduktální šedá hmota v mozku) , která se nachází v mozkovém kmeni a obklopuje akvadukt Sylvia ze středního mozku, je spojena s adaptivním chováním jedince.

Zadní mozek

V dřeni se nervy z pravé strany těla spojují s levou hemisférou a nervy z levé strany těla se spojují s hemisférou pravou. Některé informace přenášené nervy jsou ipsilaterální.

Neurotransmitery a duševní činnost

Neurotransmitery jsou zodpovědné za interakci neuronů v nervovém systému.

• Acetylcholin  – tento neurotransmiter je považován za zapojený do paměťových procesů, protože jeho vysoké koncentrace se nacházejí v hipokampu [4] .
• Dopamin  – souvisí s regulací pohybu, pozornosti a učení.
• Adrenalin  – ovlivňuje pocit bdělosti.
• Serotonin  - souvisí s regulací probouzení, usínání, nálady.
• GABA  – ovlivňuje mechanismy učení a paměti [5] .

Kognitivní schopnosti

Pozor

Teorie integrace rysů , která vysvětluje rané procesy vizuálního vnímání spojeného s pozorností , našla neurobiologický základ ve studiích Davida Hubela a Torstena Wiesela. Vědci objevili neurální základ mechanismu vyhledávání rysů . Neurony mozkové kůry reagovaly různými způsoby na zrakové podněty spojené s určitou prostorovou orientací (vertikální, horizontální, nakloněná pod úhlem) [6] . Další výzkum řady vědců ukázal, že různá stádia zrakového vnímání jsou spojena s různou aktivitou neuronů v mozkové kůře. Jedna činnost odpovídá raným fázím zrakového podnětu a zpracování podnětu, druhá činnost odpovídá pozdním fázím percepce, vyznačující se ohniskovou pozorností, syntézou a integrací rysů [7] .

Vnímání

Kanadský vědec Donald Hebb ve své práci The Organization of Behavior (1949) navrhl teorii nervových souborů k vysvětlení mechanismů vnímání reality mozkem . Hebbova teorie vysvětlila, proč se vnímání vyskytuje v samostatných významných fragmentech [8] [a]

Poznámky

Komentáře

1. ↑ Hebbova teorie také vysvětlila odolnost mozku vůči poškození [8] .

Zdroje

1. ↑ Adolphs R. , Tranel D. , Damasio H. , Damasio A. Zhoršené rozpoznání emocí ve výrazech obličeje po bilaterálním poškození lidské amygdaly.  (anglicky)  // Nature. - 1994. - 15. prosince ( roč. 372 , č. 6507 ). - S. 669-672 . - doi : 10.1038/372669a0 . — PMID 7990957 .
2. ↑ Steffanaci, L. Amygdala, primát. V R. A. Wilson & F. C. Keil (Eds.), The MIT Encyclopedia of the cognitive sciences (str. 15-17). Cambridge, MA: MIT Press , 1999
3. ↑ O'Keefe, JA, & Nadel, L. Hipokampus jako kognitivní mapa. New York: Oxford University Press . 1978
4. ↑ Squire, LR (1987). paměti a mozku. New York: Oxford University Press .
5. ↑ Izquierdo I. , Medina JH Korelace mezi farmakologií dlouhodobé potenciace a farmakologií paměti.  (anglicky)  // Neurobiology Of Learning And Memory. - 1995. - Leden ( roč. 63 , č. 1 ). - str. 19-32 . - doi : 10.1006/nlme.1995.1002 . — PMID 7663877 .
6. ↑ Hubel DH , Wiesel TN Mozkové mechanismy vidění.  (anglicky)  // Scientific American. - 1979. - září ( roč. 241 , č. 3 ). - S. 150-162 . - doi : 10.1038/scientificamerican0979-150 . — PMID 91195 .
7. ↑ Bachevalier J. , Mishkin M. Porucha rozpoznání zraku následuje ventromediální, ale ne dorzolaterální prefrontální léze u opic.  (anglicky)  // Behavioral Brain Research. - 1986. - Červen ( roč. 20 , č. 3 ). - str. 249-261 . - doi : 10.1016/0166-4328(86)90225-1 . — PMID 3741586 .
8. ↑ 1 2 Masland, 2021 , str. 157.

Literatura

• Richard Musland. Jak to vidíme? Neurobiologie zrakového vnímání = Richard Masland. Víme to, když to vidíme: Co nám neurobiologie vidění říká o tom, jak myslíme. — M .: Alpina Publisher , 2021. — 304 s. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Baars, BJ, Gage, NM (2010). „Kognice, mozek a vědomí: Úvod do kognitivní neurovědy“ (2. vydání)
• Bear, M. F., Connors, B. W. & Paradiso M. A. (2007). "Neuroscience: Exploring the Brain" (3. vydání). str. 10–11. Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 0-7817-6003-8
• Churchland, PS & Sejnowski, TJ(1992). Počítačový mozek, The MIT Press , ISBN 0-262-03188-4 .
• Code, C. (1996). Klasické případy: starověké a moderní milníky ve vývoji neuropsychologické vědy . In: Code, C. et al. Klasické případy v neuropsychologii .
• Enersen, OD (2009). John Hughlings Jackson. In: Kdo to pojmenoval? .
• Gallistel, R. (2009). "Paměť a výpočetní mozek: Proč kognitivní věda transformuje neurovědu." Wiley-Blackwell ISBN 978-1-4051-2287-0 .
• Gazzaniga MS , Ivry RB & Mangun GR (2002). Kognitivní neurověda: Biologie mysli (2. vydání). New York: W. W. Norton.
• Gazzaniga, MS, The Cognitive Neurosciences III , (2004), The MIT Press , ISBN 0-262-07254-8
• Gazzaniga, MS, Ed. (1999). Conversations in the Cognitive Neurosciences , The MIT Press , ISBN 0-262-57117-X .
• Sternberg, Eliezer J. Jste stroj? Mozek, mysl a co to znamená být člověkem. Amherst, NY: Knihy Prometheus.
• Ward, Jamie. Studentský průvodce kognitivní neurovědou  (neopr.) . — 3. - Psychology Press , 2015. - ISBN 978-1848722729 .

Neurověda
Základní věda	vizuální genetika Integrativní neurověda Buněčná neurověda Connectomics Molekulární neurověda Neurobioinženýrství Neurobiologie Neurobiotika neurogenetika neuroinženýrství neuroinformatika Neurokomunikace Neuropočítačové rozhraní neurometrie neuroplasticita Neurorobotika Neurotechnologie Neurotoxin Neurofyzika Neurofyziologie neurochemie Neuročip neuroembryologie Neuroendokrinologie Neuroetologie nervová síť Zpracování signálu paleoneurologie Behaviorální epigenetika Psychogenetika Synogenetika evoluční neurověda
Klinická neurověda	Klinická neurofyziologie Neurologie neurootologie neuroanatomie Neurozobrazování Neurovirologie Neurogastroenterologie neurodegenerativní onemocnění Neuroimunologie Neurointenzivní léčba Neurokardiologie neuromodulace Neuromonitoring Neuromorfologie Neuroonkologie Neurooftalmologie Neuropatologie Neuroprotetika Neuropsychiatrie Neuroradiologie Neurodiverzita neurorehabilitace Neurofarmakologie Neurochirurgie Neuroepidemiologie Nervové zhroucení Behaviorální neurověda Psychiatrie Vývoj nervového systému Regenerace nervové tkáně
Kognitivní neurověda	afektivní neurologie biopsychologie Kulturní neurověda Molekulární buněčná kognice ovládání motoru neurolingvistika Neuropsychologie Pedagogická neurověda senzorická neurověda Systémová psychofyziologie sociální neurověda Chronobiologie
Ostatní oblasti	Neuro-psychoanalýza neuroantropologie Neurokriminologie Neurokultura Neurohistorie neuromanagement Neuromarketing Neuronet neuropolitika neurolaw Neurosociologie neuroteologie Neurofenomenologie neurofilozofie Neuroekonomie Neuroepistemologie neuroestetika neuroetika
Kategorie Wikimedia Commons

Slovníky a encyklopedie	velká čínština Skvělý norský Universalis Universalis Universalis
V bibliografických katalozích	BNF : 12315836k GND : 7666103-9 J9U : 987007537083105171 LCCN : sh91005166