علم الأعصاب المعرفي: التعريف والهياكل والوظائف الدماغية | EMOTIV
شارك:
علم الأعصاب الإدراكي
علم الأعصاب الإدراكي هو فرع من علم الأعصاب الذي يدرس العمليات البيولوجية التي تستند إليها الإدراك البشري، خاصة فيما يتعلق بالعلاقة بين هياكل الدماغ، النشاط، والوظائف الإدراكية. الغرض منه هو تحديد كيف يعمل الدماغ ويحقق الأداء. يعتبر علم الأعصاب الإدراكي فرعًا من علم النفس وعلم الأعصاب، لأنه يجمع بين العلوم البيولوجية والعلوم السلوكية، مثل الطب النفسي وعلم النفس. يمكن للتقنيات التي تقيس نشاط الدماغ، مثل تصوير الأعصاب الوظيفي، أن توفر Insight في الملاحظات السلوكية عندما تكون البيانات السلوكية غير كافية. صنع القرار هو مثال على عملية بيولوجية تؤثر في الإدراك.
الأسئلة المتكررة حول علم الأعصاب الإدراكي
ما هو علم الأعصاب الإدراكي؟
يشير المصطلح نفسه إلى فرع من علم الأعصاب الذي يدرس العمليات البيولوجية التي تستند إليها الإدراك البشري. يدرس هذا المجال الروابط العصبية في الدماغ البشري. يساعد في تحديد كيفية تحقيق الدماغ للوظائف التي يؤديها. يعتبر علم الأعصاب الإدراكي مجالًا متعدد التخصصات لأنه يجمع بين العلوم البيولوجية والعلوم السلوكية. يمكن لتقنيات البحث في علم الأعصاب، مثل تصوير الأعصاب، توفير Insight في مناطق محددة من السلوك عندما تكون البيانات السلوكية غير كافية.
مثال على علم الأعصاب الإدراكي
إن فحص تجارب علم الأعصاب الإدراكي يساعد في فهم هذا الفرع في العمل. استكشفت تجربة حديثة فائزة بجائزة دور الدوبامين، وهو ناقل عصبي مرتبط بمشاعر الرضا، وظيفة الدماغ، وصنع القرار. يحتاج البشر إلى القدرة على اتخاذ قرارات تعود بالنفع عليهم للبقاء. عندما نتخذ قرارًا يؤدي إلى مكافأة، يزداد مستوى نشاط خلايا الدوبامين العصبية — وفي النهاية يحدث هذا الاستجابة حتى عند توقع مكافأة.
هذه العملية البيولوجية هي السبب في سعينا للحصول على مكافآت أكبر وأكبر، مثل الترقيات أو الشهادات، حيث يرتبط عدد أكبر من المكافآت بفرصة أعلى للبقاء. صنع القرار هو مثال على عملية بيولوجية تؤثر في العمليات الإدراكية.
علم الأعصاب الإدراكي والسلوكي
علم الأعصاب السلوكي يكشف كيف يؤثر الدماغ على السلوك من خلال تطبيق علم الأحياء العصبي وعلم وظائف الأعضاء العصبية على دراسة علم وظائف الأعضاء، علم الوراثة، وآليات النمو. كما يشير الاسم، هذا الفرع هو الوصلة بين علم الأعصاب والسلوك. يركز علم الأعصاب السلوكي على خلايا الأعصاب، والناقلات العصبية، والدوائر العصبية للتحقيق في العمليات البيولوجية التي تستند إليها السلوكيات الطبيعية وغير الطبيعية.
أحد الأهداف الرئيسية لعلم الأعصاب الإدراكي هو تحديد أوجه النقص داخل الأنظمة العصبية التي تحدد مختلف اضطرابات الطب النفسي والتنكس العصبي. يميل العلماء المتخصصون في علم الأعصاب الإدراكي إلى امتلاك خلفية في علم النفس التجريبي، علم الأحياء العصبي، علم الأعصاب، الفيزياء، والرياضيات.
علم الإدراك مقابل علم الأعصاب
علم الإدراك هو الدراسة العلمية للفكر، التعلم، والعقل البشري. إنه مجال متعدد التخصصات يجمع بين الأفكار والأساليب من علم الأعصاب، علم النفس العصبي، علم النفس، علم الكمبيوتر، اللغويات، والفلسفة. يستمد من تطورات البحث في علم الأعصاب. الهدف العام لعلم الإدراك هو تمييز طبيعة المعرفة البشرية - أشكالها ومحتواها - وكيفية استخدام تلك المعرفة ومعالجتها واكتسابها. يمتد عبر مستويات عديدة من التحليل، من آليات التعلم وصنع القرار ذات المستوى المنخفض إلى المنطق والتخطيط ذا المستوى العالي؛ من الدوائر العصبية إلى تنظيم الدماغ المعياري.
علم الأعصاب هو الدراسة العلمية للجهاز العصبي. تطور كفرع من فروع علم الأحياء، لكنه نما بسرعة ليصبح مجالًا متعدد التخصصات يستمد من تخصصات مثل علم النفس، علم الكمبيوتر، الإحصاء، الفيزياء، الفلسفة، والطب. توسع نطاق علم الأعصاب. إنه يشمل الآن نهجًا مختلفة تُستخدم لدراسة النماذج الجزيئية، النمائية، الهيكلية، الوظيفية، التطورية، الطبية، والحاسوبية للجهاز العصبي.
قبل ثمانينيات القرن العشرين، كان التفاعل بين علم الأعصاب وعلم الإدراك نادرًا. ساعدت الدراسات البحثية متعددة التخصصات التي منحت جائزة الدماغ 2014، جائزة نوبل 2014، وجائزة الدماغ 2017 في تقدم قبول مساهمات هذين المجالين المشتركة لبعضهما البعض.
تاريخ علم الأعصاب الإدراكي
علم الأعصاب الإدراكي هو مجال دراسة متعدد التخصصات نشأ من علم الأعصاب وعلم النفس. كانت هناك مراحل عدة في هذه التخصصات غيرت طريقة تعامل الباحثين مع تحقيقاتهم وأدت إلى تأسيس المجال بشكل كامل.
على الرغم من أن مهمته هي وصف كيف يخلق الدماغ العقل، إلا أنه تقدم تاريخيًا من خلال التحقيق في كيفية دعم منطقة معينة من الدماغ لمهارة عقلية معينة.
فشلت حركة الفيروسية في توفير أساس علمي لنظرياتها ومن ثم تم رفضها. كما تم رفض وجه نظر الحقل المجمع، بمعنى أن جميع مناطق الدماغ تشارك في جميع السلوكيات، نتيجة لرسم الخرائط الدماغية. ربما كان أول محاولة جدية لتوطين الوظائف العقلية في مناطق محددة في الدماغ البشري من قبل بروكا وورنكي. تم تحقيق ذلك بشكل رئيسي من خلال دراسة تأثيرات الإصابات على أجزاء مختلفة من الدماغ على الوظائف النفسية. شكلت هذه الدراسات أساس علم النفس العصبي، أحد المجالات المركزية للبحث، الذي بدأ في إقامة روابط بين السلوك وركائزه العصبية.
بدأ رسم الخرائط الدماغية بتجارب هيتزيغ وفريتش التي نشرت في عام 1870. شكلت هذه الدراسات البحث الذي تم تطويره بشكل أكبر من خلال طرق مثل التصوير المقطعي بالإصدار البيزوتروني (PET) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). اعترف جائزة نوبل لعام 1906 بالأعمال الأساسية لغولجي وكاجال على مذهب الخلايا العصبية.
واصلت عدة اكتشافات في القرن العشرين تقدم المجال. شملت الاكتشافات مثل اكتشاف أعمدة هيمنة العين، تسجيل الخلايا العصبية المفردة في الحيوانات، وتنسيق حركات العين والرأس كانت مساهمات رئيسية. كان علم النفس التجريبي ذو أهمية في تأسيس علم الأعصاب الإدراكي. تشمل الاكتشافات إثبات أن بعض المهام تُنجز عبر مراحل معالجة منفصلة، دراسة الانتباه، والفكرة أن البيانات السلوكية لا توفر معلومات كافية بمفردها لشرح العمليات العقلية. نتيجة لذلك، بدأ بعض علماء النفس التجريبي في التحقيق في الأسس العصبية للسلوك.
كتاب عام 1967 بعنوان علم النفس الإدراكي للكاتب أولريك نيسر أبلغ عن مناقشة لقاء عام 1956 في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حيث قدم جورج أ. ميلر، نوام تشومسكي، ونويل وسيمون أوراق بحثية مهمة. في ذلك الوقت، كان مصطلح "علم النفس" يفقد رواجه، وكان الباحثون أكثر ميلًا للإشارة إلى "علم الإدراك." تم صياغة مصطلح علم الأعصاب الإدراكي نفسه بواسطة مايكل جازانيجا وعالم النفس الإدراكي جورج أرمتيج ميلر، بشكل مثير للاهتمام أثناء مشاركة تاكسي في عام 1976.
بدأ علم الأعصاب الإدراكي في دمج الأسس النظرية الجديدة في علم الإدراك، التي ظهرت بين الخمسينيات والستينيات، مع نهج في علم النفس التجريبي، علم النفس العصبي، وعلم الأعصاب. تم الاعتراف علم الأعصاب رسميًا كتخصص موحد في عام 1971. في القرن العشرين، تطورت تكنولوجيات جديدة أصبحت الآن الركيزة الأساسية للمنهجية في علم الأعصاب الإدراكي، بما في ذلك التخطيط الكهربائي للدماغ EEG (EEG البشري عام 1920) وMEG (عام 1968) وTMS (عام 1985) وfMRI (عام 1991).
مؤخرًا توسع التركيز في البحث من توطين مناطق الدماغ الوظيفية لمهام محددة في الدماغ البالغ باستخدام تقنية واحدة. تدرس الدراسات التفاعلات بين مناطق الدماغ المختلفة، باستخدام تقنيات متعددة ونهج لفهم وظائف الدماغ، واستخدام نهج حسابية. أدت التقدمات في تصوير الأعصاب الوظيفي غير جراحي وطرق تحليل البيانات المصاحبة لها إلى إمكانية استخدام محفزات ومهام طبيعية للغاية في دراسات علم الأعصاب الإدراكي.
ما هو علم النفس الإدراكي العصبي؟
علم الأعصاب الإدراكي هو دراسة كيف يمكّن الدماغ العقل. يستكشف علم الدماغ كيفية عمل الخلايا العصبية الفردية والتواصل لتكوين هياكل عصبية معقدة تشكل الدماغ البشري. يستخدم علم الإدراك طرق التجريب في علم النفس الإدراكي والذكاء الاصطناعي لإنشاء واختبار نماذج للإدراك العالي المستوى، مثل التفكير واللغة. يجسر علم الأعصاب الإدراكي هذين المجالين. يرسم وظائف الإدراك العالي المستوى إلى هياكل الدماغ المعروفة وأساليب معالجة الخلايا العصبية المعروفة. ترى أحد أهداف البحث أن الباحثين يستخدمون مهمات علم النفس الإدراكي لفهم المرضى الذين يعانون من تلف في الدماغ، وكيف يتغير الدماغ الصحي مع تقدمنا في العمر.
هل تقدم EMOTIV منتجات لعلم الأعصاب الإدراكي؟
تقدم EMOTIV عدة منتجات لعلماء الأعصاب الإدراكيين، أبحاث المستهلك، الأداء الإدراكي، تصوير الأعصاب، وتطبيقات التكنولوجيا التي يتم التحكم فيها عن طريق الدماغ. تشمل حلول علم الأعصاب من EMOTIV برامج علم الأعصاب الإدراكي الحسابية، برامج BCI وتكنولوجيا أجهزة التصوير الدماغي القائم على EEG.
emotivpro هو حل برمجي لعلم الأعصاب الإدراكي والتعليم، يتيح للمستخدمين تحليل بيانات EEG، عرض تسجيلات EEG في الوقت الحقيقي ووضع علامات الأحداث. EmotivBCI هو برنامج واجهة الدماغ الحاسوبي الذي يمكن استخدامه لتنفيذ BCI مباشرة ضمن جهاز الكمبيوتر. تقدم EMOTIV أيضًا أداة إضافية أخرى — برنامج التصور الدماغي brainviz.
تعتبر منتجات EMOTIV لقياس علم الأعصاب الإدراكي الأكثر فعالية من حيث التكلفة والمصداقية، مع أفضل سماعات EEG المحمولة واللاسلكية في السوق. للاستخدام التجاري، توفر سماعة EMOTIV EPOC X بيانات دماغية ذات درجة احترافية. توفر قبعة EMOTIV EPOC FLEX تغطية عالية الكثافة ومستشعرات تخطيط كهربية الدماغ قابلة للتحريك مثالية للعلم الأعصاب الإدراكي الحسابي واكتشاف النشاط في الأنظمة العصبية.
ما هي الأساليب والأدوات المستخدمة في علم الأعصاب الإدراكي؟
يستخدم علم الأعصاب الإدراكي مزيجًا من التجارب السلوكية، تقنيات تصوير الدماغ، والنمذجة الحسابية لدراسة كيفية تنفيذ العمليات الإدراكية في الدماغ. تتيح هذه الأساليب للباحثين ملاحظة هيكل الدماغ، قياس النشاط العصبي، وربط هذا النشاط بوظائف عقلية محددة.
تشمل الأدوات الشائعة تقنيات تصوير الأعصاب غير الغازية مثل التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)، الذي يقيس النشاط الكهربائي على طول فروة الرأس، والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، الذي يكتشف تغيرات في تدفق الدم المرتبط بالنشاط العصبي. يُستخدم أيضًا قياس الشدة المغناطيسية للدماغ (MEG) لقياس المجالات المغناطيسية الناتجة عن الإشارات العصبية بدقة زمنية عالية.
بالإضافة إلى التصوير، يستخدم الباحثون التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لتغيير النشاط العصبي مؤقتًا في مناطق محددة من الدماغ، مما يساعد على إنشاء علاقات سببية بين مناطق الدماغ والوظائف الإدراكية. تُجمع المهمات السلوكية، قياسات الزمن الاستجابة، وتحليل الخطأ مع البيانات العصبية لتفسير كيف يدعم الدماغ الإدراك، الذاكرة، الانتباه، اللغة، وصنع القرار. بشكل متزايد، تُستخدم النماذج الحسابية وتقنيات التعلم الآلة لتحليل مجموعات البيانات الكبيرة ومحاكاة العمليات الإدراكية.
ما الذي يمكن استخدام علم الأعصاب الإدراكي له؟
لدى علم الأعصاب الإدراكي تطبيقات عملية في الرعاية الصحية، التعليم، التكنولوجيا، وأداء الإنسان. في السياقات السريرية، يساعد على تحسين تشخيص وعلاج الاضطرابات العصبية والنفسية مثل مرض الزهايمر، مرض باركنسون، الاكتئاب، اضطراب نقص الانتباه وفرط الحركة (ADHD)، وانفصام الشخصية من خلال تحديد الاضطرابات في الأنظمة العصبية التي تستند إليها الإدراك.
في التعليم، توفر Insights من علم الأعصاب الإدراكي استراتيجيات تعلم قائمة على الأدلة، تقنيات احتفاظ بالذاكرة، وتدخلات لاضطرابات التعلم. في التكنولوجيا وتفاعل الإنسان مع الكمبيوتر، يساهم علم الأعصاب الإدراكي في تطوير واجهات الدماغ الحاسوبي (BCIs)، واجهات المستخدم التكيفية، والتقنيات العصبية التي تستجيب لمستوى الجهد الإدراكي أو الاهتمام.
يُطبق المجال أيضًا في أبحاث المستهلك، علم الرياضة، والأداء المهني لفهم بشكل أفضل اتخاذ القرار، التحفيز، التعب، والتركيز. من خلال ربط النشاط الدماغي بالسلوك الواقعي، يوفر علم الأعصاب الإدراكي أساسًا علميًا لتحسين كيفية تعلم البشر، عملهم، وتفاعلهم مع التكنولوجيا.
علم الأعصاب الإدراكي
علم الأعصاب الإدراكي هو فرع من علم الأعصاب الذي يدرس العمليات البيولوجية التي تستند إليها الإدراك البشري، خاصة فيما يتعلق بالعلاقة بين هياكل الدماغ، النشاط، والوظائف الإدراكية. الغرض منه هو تحديد كيف يعمل الدماغ ويحقق الأداء. يعتبر علم الأعصاب الإدراكي فرعًا من علم النفس وعلم الأعصاب، لأنه يجمع بين العلوم البيولوجية والعلوم السلوكية، مثل الطب النفسي وعلم النفس. يمكن للتقنيات التي تقيس نشاط الدماغ، مثل تصوير الأعصاب الوظيفي، أن توفر Insight في الملاحظات السلوكية عندما تكون البيانات السلوكية غير كافية. صنع القرار هو مثال على عملية بيولوجية تؤثر في الإدراك.
الأسئلة المتكررة حول علم الأعصاب الإدراكي
ما هو علم الأعصاب الإدراكي؟
يشير المصطلح نفسه إلى فرع من علم الأعصاب الذي يدرس العمليات البيولوجية التي تستند إليها الإدراك البشري. يدرس هذا المجال الروابط العصبية في الدماغ البشري. يساعد في تحديد كيفية تحقيق الدماغ للوظائف التي يؤديها. يعتبر علم الأعصاب الإدراكي مجالًا متعدد التخصصات لأنه يجمع بين العلوم البيولوجية والعلوم السلوكية. يمكن لتقنيات البحث في علم الأعصاب، مثل تصوير الأعصاب، توفير Insight في مناطق محددة من السلوك عندما تكون البيانات السلوكية غير كافية.
مثال على علم الأعصاب الإدراكي
إن فحص تجارب علم الأعصاب الإدراكي يساعد في فهم هذا الفرع في العمل. استكشفت تجربة حديثة فائزة بجائزة دور الدوبامين، وهو ناقل عصبي مرتبط بمشاعر الرضا، وظيفة الدماغ، وصنع القرار. يحتاج البشر إلى القدرة على اتخاذ قرارات تعود بالنفع عليهم للبقاء. عندما نتخذ قرارًا يؤدي إلى مكافأة، يزداد مستوى نشاط خلايا الدوبامين العصبية — وفي النهاية يحدث هذا الاستجابة حتى عند توقع مكافأة.
هذه العملية البيولوجية هي السبب في سعينا للحصول على مكافآت أكبر وأكبر، مثل الترقيات أو الشهادات، حيث يرتبط عدد أكبر من المكافآت بفرصة أعلى للبقاء. صنع القرار هو مثال على عملية بيولوجية تؤثر في العمليات الإدراكية.
علم الأعصاب الإدراكي والسلوكي
علم الأعصاب السلوكي يكشف كيف يؤثر الدماغ على السلوك من خلال تطبيق علم الأحياء العصبي وعلم وظائف الأعضاء العصبية على دراسة علم وظائف الأعضاء، علم الوراثة، وآليات النمو. كما يشير الاسم، هذا الفرع هو الوصلة بين علم الأعصاب والسلوك. يركز علم الأعصاب السلوكي على خلايا الأعصاب، والناقلات العصبية، والدوائر العصبية للتحقيق في العمليات البيولوجية التي تستند إليها السلوكيات الطبيعية وغير الطبيعية.
أحد الأهداف الرئيسية لعلم الأعصاب الإدراكي هو تحديد أوجه النقص داخل الأنظمة العصبية التي تحدد مختلف اضطرابات الطب النفسي والتنكس العصبي. يميل العلماء المتخصصون في علم الأعصاب الإدراكي إلى امتلاك خلفية في علم النفس التجريبي، علم الأحياء العصبي، علم الأعصاب، الفيزياء، والرياضيات.
علم الإدراك مقابل علم الأعصاب
علم الإدراك هو الدراسة العلمية للفكر، التعلم، والعقل البشري. إنه مجال متعدد التخصصات يجمع بين الأفكار والأساليب من علم الأعصاب، علم النفس العصبي، علم النفس، علم الكمبيوتر، اللغويات، والفلسفة. يستمد من تطورات البحث في علم الأعصاب. الهدف العام لعلم الإدراك هو تمييز طبيعة المعرفة البشرية - أشكالها ومحتواها - وكيفية استخدام تلك المعرفة ومعالجتها واكتسابها. يمتد عبر مستويات عديدة من التحليل، من آليات التعلم وصنع القرار ذات المستوى المنخفض إلى المنطق والتخطيط ذا المستوى العالي؛ من الدوائر العصبية إلى تنظيم الدماغ المعياري.
علم الأعصاب هو الدراسة العلمية للجهاز العصبي. تطور كفرع من فروع علم الأحياء، لكنه نما بسرعة ليصبح مجالًا متعدد التخصصات يستمد من تخصصات مثل علم النفس، علم الكمبيوتر، الإحصاء، الفيزياء، الفلسفة، والطب. توسع نطاق علم الأعصاب. إنه يشمل الآن نهجًا مختلفة تُستخدم لدراسة النماذج الجزيئية، النمائية، الهيكلية، الوظيفية، التطورية، الطبية، والحاسوبية للجهاز العصبي.
قبل ثمانينيات القرن العشرين، كان التفاعل بين علم الأعصاب وعلم الإدراك نادرًا. ساعدت الدراسات البحثية متعددة التخصصات التي منحت جائزة الدماغ 2014، جائزة نوبل 2014، وجائزة الدماغ 2017 في تقدم قبول مساهمات هذين المجالين المشتركة لبعضهما البعض.
تاريخ علم الأعصاب الإدراكي
علم الأعصاب الإدراكي هو مجال دراسة متعدد التخصصات نشأ من علم الأعصاب وعلم النفس. كانت هناك مراحل عدة في هذه التخصصات غيرت طريقة تعامل الباحثين مع تحقيقاتهم وأدت إلى تأسيس المجال بشكل كامل.
على الرغم من أن مهمته هي وصف كيف يخلق الدماغ العقل، إلا أنه تقدم تاريخيًا من خلال التحقيق في كيفية دعم منطقة معينة من الدماغ لمهارة عقلية معينة.
فشلت حركة الفيروسية في توفير أساس علمي لنظرياتها ومن ثم تم رفضها. كما تم رفض وجه نظر الحقل المجمع، بمعنى أن جميع مناطق الدماغ تشارك في جميع السلوكيات، نتيجة لرسم الخرائط الدماغية. ربما كان أول محاولة جدية لتوطين الوظائف العقلية في مناطق محددة في الدماغ البشري من قبل بروكا وورنكي. تم تحقيق ذلك بشكل رئيسي من خلال دراسة تأثيرات الإصابات على أجزاء مختلفة من الدماغ على الوظائف النفسية. شكلت هذه الدراسات أساس علم النفس العصبي، أحد المجالات المركزية للبحث، الذي بدأ في إقامة روابط بين السلوك وركائزه العصبية.
بدأ رسم الخرائط الدماغية بتجارب هيتزيغ وفريتش التي نشرت في عام 1870. شكلت هذه الدراسات البحث الذي تم تطويره بشكل أكبر من خلال طرق مثل التصوير المقطعي بالإصدار البيزوتروني (PET) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). اعترف جائزة نوبل لعام 1906 بالأعمال الأساسية لغولجي وكاجال على مذهب الخلايا العصبية.
واصلت عدة اكتشافات في القرن العشرين تقدم المجال. شملت الاكتشافات مثل اكتشاف أعمدة هيمنة العين، تسجيل الخلايا العصبية المفردة في الحيوانات، وتنسيق حركات العين والرأس كانت مساهمات رئيسية. كان علم النفس التجريبي ذو أهمية في تأسيس علم الأعصاب الإدراكي. تشمل الاكتشافات إثبات أن بعض المهام تُنجز عبر مراحل معالجة منفصلة، دراسة الانتباه، والفكرة أن البيانات السلوكية لا توفر معلومات كافية بمفردها لشرح العمليات العقلية. نتيجة لذلك، بدأ بعض علماء النفس التجريبي في التحقيق في الأسس العصبية للسلوك.
كتاب عام 1967 بعنوان علم النفس الإدراكي للكاتب أولريك نيسر أبلغ عن مناقشة لقاء عام 1956 في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حيث قدم جورج أ. ميلر، نوام تشومسكي، ونويل وسيمون أوراق بحثية مهمة. في ذلك الوقت، كان مصطلح "علم النفس" يفقد رواجه، وكان الباحثون أكثر ميلًا للإشارة إلى "علم الإدراك." تم صياغة مصطلح علم الأعصاب الإدراكي نفسه بواسطة مايكل جازانيجا وعالم النفس الإدراكي جورج أرمتيج ميلر، بشكل مثير للاهتمام أثناء مشاركة تاكسي في عام 1976.
بدأ علم الأعصاب الإدراكي في دمج الأسس النظرية الجديدة في علم الإدراك، التي ظهرت بين الخمسينيات والستينيات، مع نهج في علم النفس التجريبي، علم النفس العصبي، وعلم الأعصاب. تم الاعتراف علم الأعصاب رسميًا كتخصص موحد في عام 1971. في القرن العشرين، تطورت تكنولوجيات جديدة أصبحت الآن الركيزة الأساسية للمنهجية في علم الأعصاب الإدراكي، بما في ذلك التخطيط الكهربائي للدماغ EEG (EEG البشري عام 1920) وMEG (عام 1968) وTMS (عام 1985) وfMRI (عام 1991).
مؤخرًا توسع التركيز في البحث من توطين مناطق الدماغ الوظيفية لمهام محددة في الدماغ البالغ باستخدام تقنية واحدة. تدرس الدراسات التفاعلات بين مناطق الدماغ المختلفة، باستخدام تقنيات متعددة ونهج لفهم وظائف الدماغ، واستخدام نهج حسابية. أدت التقدمات في تصوير الأعصاب الوظيفي غير جراحي وطرق تحليل البيانات المصاحبة لها إلى إمكانية استخدام محفزات ومهام طبيعية للغاية في دراسات علم الأعصاب الإدراكي.
ما هو علم النفس الإدراكي العصبي؟
علم الأعصاب الإدراكي هو دراسة كيف يمكّن الدماغ العقل. يستكشف علم الدماغ كيفية عمل الخلايا العصبية الفردية والتواصل لتكوين هياكل عصبية معقدة تشكل الدماغ البشري. يستخدم علم الإدراك طرق التجريب في علم النفس الإدراكي والذكاء الاصطناعي لإنشاء واختبار نماذج للإدراك العالي المستوى، مثل التفكير واللغة. يجسر علم الأعصاب الإدراكي هذين المجالين. يرسم وظائف الإدراك العالي المستوى إلى هياكل الدماغ المعروفة وأساليب معالجة الخلايا العصبية المعروفة. ترى أحد أهداف البحث أن الباحثين يستخدمون مهمات علم النفس الإدراكي لفهم المرضى الذين يعانون من تلف في الدماغ، وكيف يتغير الدماغ الصحي مع تقدمنا في العمر.
هل تقدم EMOTIV منتجات لعلم الأعصاب الإدراكي؟
تقدم EMOTIV عدة منتجات لعلماء الأعصاب الإدراكيين، أبحاث المستهلك، الأداء الإدراكي، تصوير الأعصاب، وتطبيقات التكنولوجيا التي يتم التحكم فيها عن طريق الدماغ. تشمل حلول علم الأعصاب من EMOTIV برامج علم الأعصاب الإدراكي الحسابية، برامج BCI وتكنولوجيا أجهزة التصوير الدماغي القائم على EEG.
emotivpro هو حل برمجي لعلم الأعصاب الإدراكي والتعليم، يتيح للمستخدمين تحليل بيانات EEG، عرض تسجيلات EEG في الوقت الحقيقي ووضع علامات الأحداث. EmotivBCI هو برنامج واجهة الدماغ الحاسوبي الذي يمكن استخدامه لتنفيذ BCI مباشرة ضمن جهاز الكمبيوتر. تقدم EMOTIV أيضًا أداة إضافية أخرى — برنامج التصور الدماغي brainviz.
تعتبر منتجات EMOTIV لقياس علم الأعصاب الإدراكي الأكثر فعالية من حيث التكلفة والمصداقية، مع أفضل سماعات EEG المحمولة واللاسلكية في السوق. للاستخدام التجاري، توفر سماعة EMOTIV EPOC X بيانات دماغية ذات درجة احترافية. توفر قبعة EMOTIV EPOC FLEX تغطية عالية الكثافة ومستشعرات تخطيط كهربية الدماغ قابلة للتحريك مثالية للعلم الأعصاب الإدراكي الحسابي واكتشاف النشاط في الأنظمة العصبية.
ما هي الأساليب والأدوات المستخدمة في علم الأعصاب الإدراكي؟
يستخدم علم الأعصاب الإدراكي مزيجًا من التجارب السلوكية، تقنيات تصوير الدماغ، والنمذجة الحسابية لدراسة كيفية تنفيذ العمليات الإدراكية في الدماغ. تتيح هذه الأساليب للباحثين ملاحظة هيكل الدماغ، قياس النشاط العصبي، وربط هذا النشاط بوظائف عقلية محددة.
تشمل الأدوات الشائعة تقنيات تصوير الأعصاب غير الغازية مثل التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)، الذي يقيس النشاط الكهربائي على طول فروة الرأس، والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، الذي يكتشف تغيرات في تدفق الدم المرتبط بالنشاط العصبي. يُستخدم أيضًا قياس الشدة المغناطيسية للدماغ (MEG) لقياس المجالات المغناطيسية الناتجة عن الإشارات العصبية بدقة زمنية عالية.
بالإضافة إلى التصوير، يستخدم الباحثون التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لتغيير النشاط العصبي مؤقتًا في مناطق محددة من الدماغ، مما يساعد على إنشاء علاقات سببية بين مناطق الدماغ والوظائف الإدراكية. تُجمع المهمات السلوكية، قياسات الزمن الاستجابة، وتحليل الخطأ مع البيانات العصبية لتفسير كيف يدعم الدماغ الإدراك، الذاكرة، الانتباه، اللغة، وصنع القرار. بشكل متزايد، تُستخدم النماذج الحسابية وتقنيات التعلم الآلة لتحليل مجموعات البيانات الكبيرة ومحاكاة العمليات الإدراكية.
ما الذي يمكن استخدام علم الأعصاب الإدراكي له؟
لدى علم الأعصاب الإدراكي تطبيقات عملية في الرعاية الصحية، التعليم، التكنولوجيا، وأداء الإنسان. في السياقات السريرية، يساعد على تحسين تشخيص وعلاج الاضطرابات العصبية والنفسية مثل مرض الزهايمر، مرض باركنسون، الاكتئاب، اضطراب نقص الانتباه وفرط الحركة (ADHD)، وانفصام الشخصية من خلال تحديد الاضطرابات في الأنظمة العصبية التي تستند إليها الإدراك.
في التعليم، توفر Insights من علم الأعصاب الإدراكي استراتيجيات تعلم قائمة على الأدلة، تقنيات احتفاظ بالذاكرة، وتدخلات لاضطرابات التعلم. في التكنولوجيا وتفاعل الإنسان مع الكمبيوتر، يساهم علم الأعصاب الإدراكي في تطوير واجهات الدماغ الحاسوبي (BCIs)، واجهات المستخدم التكيفية، والتقنيات العصبية التي تستجيب لمستوى الجهد الإدراكي أو الاهتمام.
يُطبق المجال أيضًا في أبحاث المستهلك، علم الرياضة، والأداء المهني لفهم بشكل أفضل اتخاذ القرار، التحفيز، التعب، والتركيز. من خلال ربط النشاط الدماغي بالسلوك الواقعي، يوفر علم الأعصاب الإدراكي أساسًا علميًا لتحسين كيفية تعلم البشر، عملهم، وتفاعلهم مع التكنولوجيا.
علم الأعصاب الإدراكي
علم الأعصاب الإدراكي هو فرع من علم الأعصاب الذي يدرس العمليات البيولوجية التي تستند إليها الإدراك البشري، خاصة فيما يتعلق بالعلاقة بين هياكل الدماغ، النشاط، والوظائف الإدراكية. الغرض منه هو تحديد كيف يعمل الدماغ ويحقق الأداء. يعتبر علم الأعصاب الإدراكي فرعًا من علم النفس وعلم الأعصاب، لأنه يجمع بين العلوم البيولوجية والعلوم السلوكية، مثل الطب النفسي وعلم النفس. يمكن للتقنيات التي تقيس نشاط الدماغ، مثل تصوير الأعصاب الوظيفي، أن توفر Insight في الملاحظات السلوكية عندما تكون البيانات السلوكية غير كافية. صنع القرار هو مثال على عملية بيولوجية تؤثر في الإدراك.
الأسئلة المتكررة حول علم الأعصاب الإدراكي
ما هو علم الأعصاب الإدراكي؟
يشير المصطلح نفسه إلى فرع من علم الأعصاب الذي يدرس العمليات البيولوجية التي تستند إليها الإدراك البشري. يدرس هذا المجال الروابط العصبية في الدماغ البشري. يساعد في تحديد كيفية تحقيق الدماغ للوظائف التي يؤديها. يعتبر علم الأعصاب الإدراكي مجالًا متعدد التخصصات لأنه يجمع بين العلوم البيولوجية والعلوم السلوكية. يمكن لتقنيات البحث في علم الأعصاب، مثل تصوير الأعصاب، توفير Insight في مناطق محددة من السلوك عندما تكون البيانات السلوكية غير كافية.
مثال على علم الأعصاب الإدراكي
إن فحص تجارب علم الأعصاب الإدراكي يساعد في فهم هذا الفرع في العمل. استكشفت تجربة حديثة فائزة بجائزة دور الدوبامين، وهو ناقل عصبي مرتبط بمشاعر الرضا، وظيفة الدماغ، وصنع القرار. يحتاج البشر إلى القدرة على اتخاذ قرارات تعود بالنفع عليهم للبقاء. عندما نتخذ قرارًا يؤدي إلى مكافأة، يزداد مستوى نشاط خلايا الدوبامين العصبية — وفي النهاية يحدث هذا الاستجابة حتى عند توقع مكافأة.
هذه العملية البيولوجية هي السبب في سعينا للحصول على مكافآت أكبر وأكبر، مثل الترقيات أو الشهادات، حيث يرتبط عدد أكبر من المكافآت بفرصة أعلى للبقاء. صنع القرار هو مثال على عملية بيولوجية تؤثر في العمليات الإدراكية.
علم الأعصاب الإدراكي والسلوكي
علم الأعصاب السلوكي يكشف كيف يؤثر الدماغ على السلوك من خلال تطبيق علم الأحياء العصبي وعلم وظائف الأعضاء العصبية على دراسة علم وظائف الأعضاء، علم الوراثة، وآليات النمو. كما يشير الاسم، هذا الفرع هو الوصلة بين علم الأعصاب والسلوك. يركز علم الأعصاب السلوكي على خلايا الأعصاب، والناقلات العصبية، والدوائر العصبية للتحقيق في العمليات البيولوجية التي تستند إليها السلوكيات الطبيعية وغير الطبيعية.
أحد الأهداف الرئيسية لعلم الأعصاب الإدراكي هو تحديد أوجه النقص داخل الأنظمة العصبية التي تحدد مختلف اضطرابات الطب النفسي والتنكس العصبي. يميل العلماء المتخصصون في علم الأعصاب الإدراكي إلى امتلاك خلفية في علم النفس التجريبي، علم الأحياء العصبي، علم الأعصاب، الفيزياء، والرياضيات.
علم الإدراك مقابل علم الأعصاب
علم الإدراك هو الدراسة العلمية للفكر، التعلم، والعقل البشري. إنه مجال متعدد التخصصات يجمع بين الأفكار والأساليب من علم الأعصاب، علم النفس العصبي، علم النفس، علم الكمبيوتر، اللغويات، والفلسفة. يستمد من تطورات البحث في علم الأعصاب. الهدف العام لعلم الإدراك هو تمييز طبيعة المعرفة البشرية - أشكالها ومحتواها - وكيفية استخدام تلك المعرفة ومعالجتها واكتسابها. يمتد عبر مستويات عديدة من التحليل، من آليات التعلم وصنع القرار ذات المستوى المنخفض إلى المنطق والتخطيط ذا المستوى العالي؛ من الدوائر العصبية إلى تنظيم الدماغ المعياري.
علم الأعصاب هو الدراسة العلمية للجهاز العصبي. تطور كفرع من فروع علم الأحياء، لكنه نما بسرعة ليصبح مجالًا متعدد التخصصات يستمد من تخصصات مثل علم النفس، علم الكمبيوتر، الإحصاء، الفيزياء، الفلسفة، والطب. توسع نطاق علم الأعصاب. إنه يشمل الآن نهجًا مختلفة تُستخدم لدراسة النماذج الجزيئية، النمائية، الهيكلية، الوظيفية، التطورية، الطبية، والحاسوبية للجهاز العصبي.
قبل ثمانينيات القرن العشرين، كان التفاعل بين علم الأعصاب وعلم الإدراك نادرًا. ساعدت الدراسات البحثية متعددة التخصصات التي منحت جائزة الدماغ 2014، جائزة نوبل 2014، وجائزة الدماغ 2017 في تقدم قبول مساهمات هذين المجالين المشتركة لبعضهما البعض.
تاريخ علم الأعصاب الإدراكي
علم الأعصاب الإدراكي هو مجال دراسة متعدد التخصصات نشأ من علم الأعصاب وعلم النفس. كانت هناك مراحل عدة في هذه التخصصات غيرت طريقة تعامل الباحثين مع تحقيقاتهم وأدت إلى تأسيس المجال بشكل كامل.
على الرغم من أن مهمته هي وصف كيف يخلق الدماغ العقل، إلا أنه تقدم تاريخيًا من خلال التحقيق في كيفية دعم منطقة معينة من الدماغ لمهارة عقلية معينة.
فشلت حركة الفيروسية في توفير أساس علمي لنظرياتها ومن ثم تم رفضها. كما تم رفض وجه نظر الحقل المجمع، بمعنى أن جميع مناطق الدماغ تشارك في جميع السلوكيات، نتيجة لرسم الخرائط الدماغية. ربما كان أول محاولة جدية لتوطين الوظائف العقلية في مناطق محددة في الدماغ البشري من قبل بروكا وورنكي. تم تحقيق ذلك بشكل رئيسي من خلال دراسة تأثيرات الإصابات على أجزاء مختلفة من الدماغ على الوظائف النفسية. شكلت هذه الدراسات أساس علم النفس العصبي، أحد المجالات المركزية للبحث، الذي بدأ في إقامة روابط بين السلوك وركائزه العصبية.
بدأ رسم الخرائط الدماغية بتجارب هيتزيغ وفريتش التي نشرت في عام 1870. شكلت هذه الدراسات البحث الذي تم تطويره بشكل أكبر من خلال طرق مثل التصوير المقطعي بالإصدار البيزوتروني (PET) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). اعترف جائزة نوبل لعام 1906 بالأعمال الأساسية لغولجي وكاجال على مذهب الخلايا العصبية.
واصلت عدة اكتشافات في القرن العشرين تقدم المجال. شملت الاكتشافات مثل اكتشاف أعمدة هيمنة العين، تسجيل الخلايا العصبية المفردة في الحيوانات، وتنسيق حركات العين والرأس كانت مساهمات رئيسية. كان علم النفس التجريبي ذو أهمية في تأسيس علم الأعصاب الإدراكي. تشمل الاكتشافات إثبات أن بعض المهام تُنجز عبر مراحل معالجة منفصلة، دراسة الانتباه، والفكرة أن البيانات السلوكية لا توفر معلومات كافية بمفردها لشرح العمليات العقلية. نتيجة لذلك، بدأ بعض علماء النفس التجريبي في التحقيق في الأسس العصبية للسلوك.
كتاب عام 1967 بعنوان علم النفس الإدراكي للكاتب أولريك نيسر أبلغ عن مناقشة لقاء عام 1956 في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حيث قدم جورج أ. ميلر، نوام تشومسكي، ونويل وسيمون أوراق بحثية مهمة. في ذلك الوقت، كان مصطلح "علم النفس" يفقد رواجه، وكان الباحثون أكثر ميلًا للإشارة إلى "علم الإدراك." تم صياغة مصطلح علم الأعصاب الإدراكي نفسه بواسطة مايكل جازانيجا وعالم النفس الإدراكي جورج أرمتيج ميلر، بشكل مثير للاهتمام أثناء مشاركة تاكسي في عام 1976.
بدأ علم الأعصاب الإدراكي في دمج الأسس النظرية الجديدة في علم الإدراك، التي ظهرت بين الخمسينيات والستينيات، مع نهج في علم النفس التجريبي، علم النفس العصبي، وعلم الأعصاب. تم الاعتراف علم الأعصاب رسميًا كتخصص موحد في عام 1971. في القرن العشرين، تطورت تكنولوجيات جديدة أصبحت الآن الركيزة الأساسية للمنهجية في علم الأعصاب الإدراكي، بما في ذلك التخطيط الكهربائي للدماغ EEG (EEG البشري عام 1920) وMEG (عام 1968) وTMS (عام 1985) وfMRI (عام 1991).
مؤخرًا توسع التركيز في البحث من توطين مناطق الدماغ الوظيفية لمهام محددة في الدماغ البالغ باستخدام تقنية واحدة. تدرس الدراسات التفاعلات بين مناطق الدماغ المختلفة، باستخدام تقنيات متعددة ونهج لفهم وظائف الدماغ، واستخدام نهج حسابية. أدت التقدمات في تصوير الأعصاب الوظيفي غير جراحي وطرق تحليل البيانات المصاحبة لها إلى إمكانية استخدام محفزات ومهام طبيعية للغاية في دراسات علم الأعصاب الإدراكي.
ما هو علم النفس الإدراكي العصبي؟
علم الأعصاب الإدراكي هو دراسة كيف يمكّن الدماغ العقل. يستكشف علم الدماغ كيفية عمل الخلايا العصبية الفردية والتواصل لتكوين هياكل عصبية معقدة تشكل الدماغ البشري. يستخدم علم الإدراك طرق التجريب في علم النفس الإدراكي والذكاء الاصطناعي لإنشاء واختبار نماذج للإدراك العالي المستوى، مثل التفكير واللغة. يجسر علم الأعصاب الإدراكي هذين المجالين. يرسم وظائف الإدراك العالي المستوى إلى هياكل الدماغ المعروفة وأساليب معالجة الخلايا العصبية المعروفة. ترى أحد أهداف البحث أن الباحثين يستخدمون مهمات علم النفس الإدراكي لفهم المرضى الذين يعانون من تلف في الدماغ، وكيف يتغير الدماغ الصحي مع تقدمنا في العمر.
هل تقدم EMOTIV منتجات لعلم الأعصاب الإدراكي؟
تقدم EMOTIV عدة منتجات لعلماء الأعصاب الإدراكيين، أبحاث المستهلك، الأداء الإدراكي، تصوير الأعصاب، وتطبيقات التكنولوجيا التي يتم التحكم فيها عن طريق الدماغ. تشمل حلول علم الأعصاب من EMOTIV برامج علم الأعصاب الإدراكي الحسابية، برامج BCI وتكنولوجيا أجهزة التصوير الدماغي القائم على EEG.
emotivpro هو حل برمجي لعلم الأعصاب الإدراكي والتعليم، يتيح للمستخدمين تحليل بيانات EEG، عرض تسجيلات EEG في الوقت الحقيقي ووضع علامات الأحداث. EmotivBCI هو برنامج واجهة الدماغ الحاسوبي الذي يمكن استخدامه لتنفيذ BCI مباشرة ضمن جهاز الكمبيوتر. تقدم EMOTIV أيضًا أداة إضافية أخرى — برنامج التصور الدماغي brainviz.
تعتبر منتجات EMOTIV لقياس علم الأعصاب الإدراكي الأكثر فعالية من حيث التكلفة والمصداقية، مع أفضل سماعات EEG المحمولة واللاسلكية في السوق. للاستخدام التجاري، توفر سماعة EMOTIV EPOC X بيانات دماغية ذات درجة احترافية. توفر قبعة EMOTIV EPOC FLEX تغطية عالية الكثافة ومستشعرات تخطيط كهربية الدماغ قابلة للتحريك مثالية للعلم الأعصاب الإدراكي الحسابي واكتشاف النشاط في الأنظمة العصبية.
ما هي الأساليب والأدوات المستخدمة في علم الأعصاب الإدراكي؟
يستخدم علم الأعصاب الإدراكي مزيجًا من التجارب السلوكية، تقنيات تصوير الدماغ، والنمذجة الحسابية لدراسة كيفية تنفيذ العمليات الإدراكية في الدماغ. تتيح هذه الأساليب للباحثين ملاحظة هيكل الدماغ، قياس النشاط العصبي، وربط هذا النشاط بوظائف عقلية محددة.
تشمل الأدوات الشائعة تقنيات تصوير الأعصاب غير الغازية مثل التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)، الذي يقيس النشاط الكهربائي على طول فروة الرأس، والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، الذي يكتشف تغيرات في تدفق الدم المرتبط بالنشاط العصبي. يُستخدم أيضًا قياس الشدة المغناطيسية للدماغ (MEG) لقياس المجالات المغناطيسية الناتجة عن الإشارات العصبية بدقة زمنية عالية.
بالإضافة إلى التصوير، يستخدم الباحثون التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لتغيير النشاط العصبي مؤقتًا في مناطق محددة من الدماغ، مما يساعد على إنشاء علاقات سببية بين مناطق الدماغ والوظائف الإدراكية. تُجمع المهمات السلوكية، قياسات الزمن الاستجابة، وتحليل الخطأ مع البيانات العصبية لتفسير كيف يدعم الدماغ الإدراك، الذاكرة، الانتباه، اللغة، وصنع القرار. بشكل متزايد، تُستخدم النماذج الحسابية وتقنيات التعلم الآلة لتحليل مجموعات البيانات الكبيرة ومحاكاة العمليات الإدراكية.
ما الذي يمكن استخدام علم الأعصاب الإدراكي له؟
لدى علم الأعصاب الإدراكي تطبيقات عملية في الرعاية الصحية، التعليم، التكنولوجيا، وأداء الإنسان. في السياقات السريرية، يساعد على تحسين تشخيص وعلاج الاضطرابات العصبية والنفسية مثل مرض الزهايمر، مرض باركنسون، الاكتئاب، اضطراب نقص الانتباه وفرط الحركة (ADHD)، وانفصام الشخصية من خلال تحديد الاضطرابات في الأنظمة العصبية التي تستند إليها الإدراك.
في التعليم، توفر Insights من علم الأعصاب الإدراكي استراتيجيات تعلم قائمة على الأدلة، تقنيات احتفاظ بالذاكرة، وتدخلات لاضطرابات التعلم. في التكنولوجيا وتفاعل الإنسان مع الكمبيوتر، يساهم علم الأعصاب الإدراكي في تطوير واجهات الدماغ الحاسوبي (BCIs)، واجهات المستخدم التكيفية، والتقنيات العصبية التي تستجيب لمستوى الجهد الإدراكي أو الاهتمام.
يُطبق المجال أيضًا في أبحاث المستهلك، علم الرياضة، والأداء المهني لفهم بشكل أفضل اتخاذ القرار، التحفيز، التعب، والتركيز. من خلال ربط النشاط الدماغي بالسلوك الواقعي، يوفر علم الأعصاب الإدراكي أساسًا علميًا لتحسين كيفية تعلم البشر، عملهم، وتفاعلهم مع التكنولوجيا.
