علوم اعصاب شناختی: تعریف، ساختارها و عملکردهای مغز | EMOTIV
به اشتراک گذاری:
عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی یک زیرشاخه از عصبشناسی است که فرآیندهای بیولوژیکی زیرین شناخت انسانی را مطالعه میکند، به ویژه در رابطه بین ساختارهای مغز، فعالیت و عملکردهای شناختی. هدف تعیین چگونگی عملکرد مغز و دستیابی به کارایی است. عصبشناسی شناختی به عنوان یکی از شاخههای روانشناسی و عصبشناسی محسوب میشود، زیرا علوم بیولوژیکی را با علوم رفتاری مانند روانپزشکی و روانشناسی ترکیب میکند. فناوریهایی که فعالیت مغز را اندازهگیری میکنند، مانند تصویربرداری عصبی کاربردی، میتوانند Insight به مشاهدات رفتاری ارائه کنند وقتی که دادههای رفتاری ناکافی هستند. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند بیولوژیکی است که بر شناخت تأثیر میگذارد.
سؤالات متداول درباره عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی چیست؟
خود اصطلاح به زیرشاخهای از عصبشناسی اشاره دارد که فرآیندهای بیولوژیکی زیرین شناخت انسانی را مطالعه میکند. این حوزه ارتباطات عصبی درون مغز انسانی را مطالعه میکند. این کمک میکند تا چگونگی دستیابی مغز به عملکردهایی که اجرا میکند، تعیین شود. عصبشناسی شناختی به عنوان یک حوزه میاندانشی محسوب میشود زیرا علوم بیولوژیکی را با علوم رفتاری ترکیب میکند. فناوری تحقیقاتی عصبشناسی، مانند تصویربرداری عصبی، میتواند Insight به مناطق خاصی از رفتار ارائه کند وقتی که دادههای رفتاری ناکافی هستند.
نمونهای از عصبشناسی شناختی
بررسی آزمایشهای عصبشناسی شناختی به فهم این حوزه در عمل کمک میکند. یک آزمایش برنده جایزه اخیر، نقش دوپامین، یک انتقالدهنده عصبی مرتبط با احساس رضایت، عملکرد مغز و تصمیمگیری را بررسی کرد. انسانها باید بتوانند تصمیماتی بگیرند که برای بقا به آنها سود رسانند. وقتی که یک تصمیم منجر به پاداش میشود، سطح فعالیت نورونهای دوپامین افزایش مییابد - و در نهایت این پاسخ حتی در انتظار یک پاداش رخ میدهد.
این فرآیند بیولوژیکی دلیل جستجو برای پاداشهای بیشتر و بیشتر است، مانند ارتقاءها یا درجات، زیرا تعداد بیشتری از پاداشها با احتمال بیشتر بقا مرتبط است. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند بیولوژیکی است که فرآیندهای شناختی را تحت تأثیر قرار میدهد.
عصبشناسی شناختی و رفتاری
عصبشناسی رفتاری با اعمال علوم عصبی و عصبیفیزیولوژی به مطالعه فیزیولوژی، ژنتیک و مکانیسمهای توسعهای، چگونگی تأثیر مغز بر رفتار را کشف میکند. همانطور که از نام آن پیداست، این زیرشاخه ارتباط بین عصبشناسی و رفتار است. عصبشناسی رفتاری بر روی سلولهای عصبی، انتقالدهندههای عصبی و مدارهای عصبی متمرکز است تا فرآیندهای بیولوژیکی زیرین هم رفتارهای عادی و هم رفتارهای غیرعادی را بررسی کند.
یکی از اهداف اصلی عصبشناسی شناختی شناسایی نواقص در سیستمهای عصبی است که بیماریهای روانپزشکی و اختلالات عصبتخریبی مختلف را مشخص میکنند. عصبشناسان شناختی تمایل دارند که سابقهای در روانشناسی تجربی، عصبشناسی، عصبشناسی، فیزیک و ریاضیات داشته باشند.
علم شناختی در مقابل عصبشناسی
علم شناختی مطالعه علمی تفکر، یادگیری و ذهن انسانی است. این یک حوزه میاندانشی است که ایدهها و روشهای عصبشناسی، روانشناسی عصبی، روانشناسی، علوم کامپیوتر، زبانشناسی و فلسفه را ترکیب میکند. این حوزه از توسعههای تحقیقاتی در عصبشناسی استفاده میکند. هدف گسترده علم شناختی توصیف ماهیت دانش انسانی، اشکال و محتوای آن، و چگونگی استفاده، پردازش و کسب آن دانش است. این حوزه از سطوح مختلف تحلیل، از مکانیزمهای یادگیری و تصمیمگیری سطح پایین تا منطق و برنامهریزی سطح بالا، از مدارهای عصبی تا سازماندهی مدولار مغز را پوشش میدهد.
عصبشناسی مطالعه علمی سیستم عصبی است. این حوزه به عنوان شاخهای از زیستشناسی توسعه یافت، اما به سرعت به یک حوزه میاندانشی رشد کرد که از رشتههایی مانند روانشناسی، علوم کامپیوتر، آمار، فیزیک، فلسفه و پزشکی استفاده میکند. دامنه عصبشناسی گستردهتر شده است. اکنون شامل روشهای مختلفی که برای مطالعه مدلهای مولکولی، توسعهای، ساختاری، عملکردی، تکاملی، پزشکی و محاسباتی سیستم عصبی استفاده میشوند، است.
قبل از دهه 1980، تعامل بین عصبشناسی و علم شناختی نادر بود. مطالعات تحقیقاتی میاندانشی که جایزه مغز در سال 2014، جایزه نوبل در سال 2014 و جایزه مغز در سال 2017 را کسب کردند، به پذیرش مشارکتهای مشترک این دو حوزه به یکدیگر کمک کردند.
تاریخچه عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی یک حوزه میاندانشی است که از عصبشناسی و روانشناسی به وجود آمده است. چندین مرحله در این رشتهها وجود داشت که نحوهٔ نزدیک شدن محققان به تحقیقات خود را تغییر داد و منجر به تثبیت کامل این حوزه شد.
هرچند وظیفهی آن توصیف چگونگی ایجاد ذهن توسط مغز است، از نظر تاریخی با تحقیق در مورد چگونگی حمایت یک منطقه خاص از مغز از یک قابلیت ذهنی معین پیشرفت کرده است.
جنبش فرنولوژی نتوانست پایه علمی برای نظریههای خود ارائه دهد و از آن زمان به بعد رد شده است. دیدگاه میدان تجمیعی، به این معنی که همه مناطق مغز در همه رفتارها شرکت میکنند، نیز به دلیل ترسیم نقشه مغزی رد شده است. شاید اولین تلاش جدی برای محلیسازی عملکردهای ذهنی به مناطق خاص در مغز انسان توسط بروکا و ورنیکه صورت گرفت. این بیشتر با مطالعه تأثیرات آسیبدیدگیهای مختلف قسمتهای مغز بر عملکردهای روانشناختی حاصل شد. این مطالعات مبنای روانشناسی عصبی را تشکیل دادند، یکی از مناطق مرکزی تحقیقاتی که پیوندهایی بین رفتار و زیرلایههای عصبی آن ایجاد کردند.
ترسیم نقشه مغزی با تجربیات هیتزیگ و فریتش آغاز شد که در سال 1870 منتشر شد. این مطالعات پایه تحقیقاتی را تشکیل دادند که از طریق روشهایی مانند توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی کاربردی (fMRI) توسعه یافت. جایزه نوبل سال 1906 کار بنیادی گولگی و کاخال را بر روی دکترین نورون مورد تقدیر قرار داد.
چندین یافته در قرن بیستم به ادامهٔ پیشرفت این حوزه کمک کردند. یافتههایی مانند کشف ستونهای ترجیحی چشم، ضبط سلولهای عصبی منفرد در حیوانات، و هماهنگی حرکات چشم و سر از جمله مشارکتهای مهم بودند. روانشناسی تجربی در پایهگذاری عصبشناسی شناختی نقش مؤثری داشت. یافتهها شامل نمایش اینکه برخی از وظایف از طریق مراحل پردازش مجزا انجام شدهاند، مطالعه توجه، و ذهنیت که دادههای رفتاری به تنهایی اطلاعات کافی برای توضیح فرآیندهای ذهنی ارائه نمیدهند میباشد. به همین دلیل، برخی از روانشناسان تجربی شروع به بررسی پایههای عصبی رفتار کردند.
کتاب سال 1967 به نام روانشناسی شناختی توسط اولریک نیسر به بحث جلسات سال 1956 در موسسه فناوری ماساچوست گزارش داد، جایی که جورج ای. میلر، نوام چامسکی، و نیول و سیمون مقالات مهمی را ارائه کردند. در این زمان، اصطلاح "روانشناسی" در حال از مد افتادن بود و محققان بیشتر به "علم شناختی" اشاره میکردند. اصطلاح عصبشناسی شناختی توسط مایکل گزانیگا و روانشناس شناختی جورج آرمیتیج میلر ابداع شد، به صورت جالب، هنگامی که در حال یک سفر تاکسی بودند در سال 1976.
عصبشناسی شناختی شروع به ادغام پایه نظری جدید در علم شناختی کرد، که بین دهههای 1950 و 1960 ظهور کرد، با روشهای روانشناسی تجربی، روانشناسی عصبی و عصبشناسی. عصبشناسی به عنوان یک رشته متحد در سال 1971 به طور رسمی شناخته شد. در قرن بیستم، فناوریهای جدیدی توسعه یافتند که اکنون اصل روشی عصبشناسی شناختی هستند، از جمله EEG (EEG انسانی 1920)، MEG (1968)، TMS (1985) و fMRI (1991).
اخیراً تمرکز تحقیقات از محلیسازی مناطق مغزی برای عملکردهای خاص در مغز بالغ با استفاده از یک فناوری گسترش یافته است. مطالعات تعاملات بین مناطق مغزی مختلف، با استفاده از فناوریها و رویکردهای مختلف برای درک عملکردهای مغز، و استفاده از رویکردهای محاسباتی را بررسی میکنند. پیشرفتها در تصویربرداری عملکردی غیر تهاجمی و روشهای تحلیل دادههای مرتبط امکان استفاده از محرکها و وظایف بسیار طبیعی را در مطالعههای عصبشناسی شناختی فراهم کردهاند.
روانشناسی عصبشناسی شناختی چیست؟
عصبشناسی شناختی مطالعه چگونگی فعال شدن مغز است که به ذهن امکان پذیر میسازد. علم مغز چگونگی عملکرد نورونهای منفرد و ارتباط برای تشکیل معماریهای پیچیده نورونی که مغز انسانی را تشکیل میدهند بررسی میکند. علم شناختی از روشهای تجربی روانشناسی شناختی و هوش مصنوعی برای ایجاد و آزمایش مدلهای شناختی سطح بالاتر مانند فکر و زبان استفاده میکند. عصبشناسی شناختی این دو حوزه را به یکدیگر میپیوندد. این زمینه عملکردهای شناختی سطح بالا را به معماریهای مغزی شناخته شده و روشهای شناخته شده پردازش نورونی میچسباند. یکی از تمرکزهای تحقیقاتی محققان استفاده از وظایف روانشناسی شناختی برای درک بهتر بیماران با آسیب مغزی و چگونگی تغییرات مغز سالم به مرور زمان است.
آیا EMOTIV محصولات برای عصبشناسی شناختی ارائه میدهد؟
EMOTIV محصولات متعددی برای عصبشناسان شناختی، تحقیقات مصرفکننده، عملکرد شناختی، تصویربرداری عصبی و کاربردهای فناوری کنترل مغز ارائه میدهد. راهحلهای عصبشناسی EMOTIV شامل نرمافزار عصبشناسی شناختی محاسباتی، نرمافزار BCI و فناوری سختافزار EEG میشود.
EmotivPro یک راهحل نرمافزاری برای عصبشناسی شناختی و آموزش است که به کاربران امکان میدهد دادههای EEG را تحلیل کنند، ضبطهای EEG را به صورت زنده نمایش دهند و رویدادها را علامتگذاری کنند. EmotivBCI یک نرمافزار رابط مغز و کامپیوتر است که میتواند مستقیماً یک BCI را درون یک کامپیوتر پیادهسازی کند. EMOTIV همچنین ابزاری اضافی دیگر دارد - نرمافزار تجسم مغزی BrainViz.
محصولات EMOTIV برای اندازهگیری عصبشناسی شناختی به عنوان اقتصادیترین و معتبرترین با بهترین هدستهای EEG موبایل و بیسیم موجود در بازار در نظر گرفته میشوند. برای استفاده تجاری، هدست EMOTIV EPOC X دادههای مغزی حرفهای ارائه میدهد. کلاه EMOTIV EPOC FLEX پوشش با چگالی بالا ارائه میدهد و سنسورهای الکتروانسفالوگرام قابل حرکت بهینه برای عصبشناسی شناختی محاسباتی و تشخیص فعالیت در سیستمهای عصبی هستند.
چه روشها و ابزارهایی در عصبشناسی شناختی استفاده میشود؟
عصبشناسی شناختی از ترکیبی از آزمایشهای رفتاری، فناوریهای تصویربرداری مغزی، و مدلسازی محاسباتی برای مطالعه چگونگی اجرای فرآیندهای شناختی در مغز استفاده میکند. این روشها به محققان امکان مشاهده ساختار مغز، اندازهگیری فعالیت عصبی، و پیوند آن فعالیت به عملکردهای ذهنی خاص را میدهند.
ابزارهای رایج شامل تکنیکهای تصویربرداری عصبی غیرتهاجمی مانند الکتروآنسفالوگرافی (EEG) که فعالیت الکتریکی در طول مغز را اندازهگیری میکند، و تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) که تغییرات جریان خون مرتبط با فعالیت عصبی را تشخیص میدهد، میشود. مغناطیسانسفالوگرافی (MEG) نیز برای اندازهگیری میدانهای مغناطیسی تولیدشده توسط سیگنالهای عصبی با دقت بالا به کار میرود.
علاوه بر تصویربرداری، محققان از تحریک مغناطیسی ترانسکرانی (TMS) برای تغییر موقتی فعالیت عصبی در نواحی هدف مغز استفاده میکنند تا روابط علّی بین نواحی مغزی و عملکردهای شناختی برقرار کنند. وظایف رفتاری، اندازهگیری زمان واکنش و تحلیل خطا با دادههای عصبی ترکیب میشوند تا تفسیر کنند که چگونه مغز از توجه، حافظه، زبان و تصمیمگیری پشتیبانی میکند. به طور فزاینده، مدلهای محاسباتی و تکنیکهای یادگیری ماشین برای تحلیل مجموعه دادههای بزرگ و شبیهسازی فرآیندهای شناختی استفاده میشوند.
عصبشناسی شناختی برای چه چیزی میتواند استفاده شود؟
عصبشناسی شناختی کاربردهای عملی در سراسر حوزههای مراقبتهای بهداشتی، آموزش، فناوری و عملکرد انسانی دارد. در تنظیمات بالینی، این حوزه بهبود شناسایی و درمان اختلالات عصبی و روانپزشکی مانند بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، افسردگی، ADHD و اسکیزوفرنی با شناسایی اخلالات در سیستمهای عصبی زیرین شناخت را کمک میکند.
در آموزش، Insightهای حاصل از عصبشناسی شناختی استراتژیهای یادگیری مبتنی بر شواهد، تکنیکهای حفظ حافظه و مداخلات برای اختلالات یادگیری را اطلاعرسانی میکنند. در فناوری و تعامل انسان-کامپیوتر، عصبشناسی شناختی به توسعه رابطهای مغز و کامپیوتر (BCIs)، رابطهای کاربری تطبیقی و فناوری عصبی که به سطوح بار شناختی یا توجه پاسخ میدهد، کمک میکند.
این حوزه همچنین در تحقیق مصرفکننده، علوم ورزش، و عملکرد شغلی به کار میرود تا تصمیمگیری، انگیزش، خستگی و تمرکز را بهتر درک کند. با پیوند فعالیت مغزی با رفتار واقعی، عصبشناسی شناختی پایه علمی ارائه میدهد برای بهینه کردن چگونگی یادگیری، کار و تعامل انسانها با فناوری.
عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی یک زیرشاخه از عصبشناسی است که فرآیندهای بیولوژیکی زیرین شناخت انسانی را مطالعه میکند، به ویژه در رابطه بین ساختارهای مغز، فعالیت و عملکردهای شناختی. هدف تعیین چگونگی عملکرد مغز و دستیابی به کارایی است. عصبشناسی شناختی به عنوان یکی از شاخههای روانشناسی و عصبشناسی محسوب میشود، زیرا علوم بیولوژیکی را با علوم رفتاری مانند روانپزشکی و روانشناسی ترکیب میکند. فناوریهایی که فعالیت مغز را اندازهگیری میکنند، مانند تصویربرداری عصبی کاربردی، میتوانند Insight به مشاهدات رفتاری ارائه کنند وقتی که دادههای رفتاری ناکافی هستند. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند بیولوژیکی است که بر شناخت تأثیر میگذارد.
سؤالات متداول درباره عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی چیست؟
خود اصطلاح به زیرشاخهای از عصبشناسی اشاره دارد که فرآیندهای بیولوژیکی زیرین شناخت انسانی را مطالعه میکند. این حوزه ارتباطات عصبی درون مغز انسانی را مطالعه میکند. این کمک میکند تا چگونگی دستیابی مغز به عملکردهایی که اجرا میکند، تعیین شود. عصبشناسی شناختی به عنوان یک حوزه میاندانشی محسوب میشود زیرا علوم بیولوژیکی را با علوم رفتاری ترکیب میکند. فناوری تحقیقاتی عصبشناسی، مانند تصویربرداری عصبی، میتواند Insight به مناطق خاصی از رفتار ارائه کند وقتی که دادههای رفتاری ناکافی هستند.
نمونهای از عصبشناسی شناختی
بررسی آزمایشهای عصبشناسی شناختی به فهم این حوزه در عمل کمک میکند. یک آزمایش برنده جایزه اخیر، نقش دوپامین، یک انتقالدهنده عصبی مرتبط با احساس رضایت، عملکرد مغز و تصمیمگیری را بررسی کرد. انسانها باید بتوانند تصمیماتی بگیرند که برای بقا به آنها سود رسانند. وقتی که یک تصمیم منجر به پاداش میشود، سطح فعالیت نورونهای دوپامین افزایش مییابد - و در نهایت این پاسخ حتی در انتظار یک پاداش رخ میدهد.
این فرآیند بیولوژیکی دلیل جستجو برای پاداشهای بیشتر و بیشتر است، مانند ارتقاءها یا درجات، زیرا تعداد بیشتری از پاداشها با احتمال بیشتر بقا مرتبط است. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند بیولوژیکی است که فرآیندهای شناختی را تحت تأثیر قرار میدهد.
عصبشناسی شناختی و رفتاری
عصبشناسی رفتاری با اعمال علوم عصبی و عصبیفیزیولوژی به مطالعه فیزیولوژی، ژنتیک و مکانیسمهای توسعهای، چگونگی تأثیر مغز بر رفتار را کشف میکند. همانطور که از نام آن پیداست، این زیرشاخه ارتباط بین عصبشناسی و رفتار است. عصبشناسی رفتاری بر روی سلولهای عصبی، انتقالدهندههای عصبی و مدارهای عصبی متمرکز است تا فرآیندهای بیولوژیکی زیرین هم رفتارهای عادی و هم رفتارهای غیرعادی را بررسی کند.
یکی از اهداف اصلی عصبشناسی شناختی شناسایی نواقص در سیستمهای عصبی است که بیماریهای روانپزشکی و اختلالات عصبتخریبی مختلف را مشخص میکنند. عصبشناسان شناختی تمایل دارند که سابقهای در روانشناسی تجربی، عصبشناسی، عصبشناسی، فیزیک و ریاضیات داشته باشند.
علم شناختی در مقابل عصبشناسی
علم شناختی مطالعه علمی تفکر، یادگیری و ذهن انسانی است. این یک حوزه میاندانشی است که ایدهها و روشهای عصبشناسی، روانشناسی عصبی، روانشناسی، علوم کامپیوتر، زبانشناسی و فلسفه را ترکیب میکند. این حوزه از توسعههای تحقیقاتی در عصبشناسی استفاده میکند. هدف گسترده علم شناختی توصیف ماهیت دانش انسانی، اشکال و محتوای آن، و چگونگی استفاده، پردازش و کسب آن دانش است. این حوزه از سطوح مختلف تحلیل، از مکانیزمهای یادگیری و تصمیمگیری سطح پایین تا منطق و برنامهریزی سطح بالا، از مدارهای عصبی تا سازماندهی مدولار مغز را پوشش میدهد.
عصبشناسی مطالعه علمی سیستم عصبی است. این حوزه به عنوان شاخهای از زیستشناسی توسعه یافت، اما به سرعت به یک حوزه میاندانشی رشد کرد که از رشتههایی مانند روانشناسی، علوم کامپیوتر، آمار، فیزیک، فلسفه و پزشکی استفاده میکند. دامنه عصبشناسی گستردهتر شده است. اکنون شامل روشهای مختلفی که برای مطالعه مدلهای مولکولی، توسعهای، ساختاری، عملکردی، تکاملی، پزشکی و محاسباتی سیستم عصبی استفاده میشوند، است.
قبل از دهه 1980، تعامل بین عصبشناسی و علم شناختی نادر بود. مطالعات تحقیقاتی میاندانشی که جایزه مغز در سال 2014، جایزه نوبل در سال 2014 و جایزه مغز در سال 2017 را کسب کردند، به پذیرش مشارکتهای مشترک این دو حوزه به یکدیگر کمک کردند.
تاریخچه عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی یک حوزه میاندانشی است که از عصبشناسی و روانشناسی به وجود آمده است. چندین مرحله در این رشتهها وجود داشت که نحوهٔ نزدیک شدن محققان به تحقیقات خود را تغییر داد و منجر به تثبیت کامل این حوزه شد.
هرچند وظیفهی آن توصیف چگونگی ایجاد ذهن توسط مغز است، از نظر تاریخی با تحقیق در مورد چگونگی حمایت یک منطقه خاص از مغز از یک قابلیت ذهنی معین پیشرفت کرده است.
جنبش فرنولوژی نتوانست پایه علمی برای نظریههای خود ارائه دهد و از آن زمان به بعد رد شده است. دیدگاه میدان تجمیعی، به این معنی که همه مناطق مغز در همه رفتارها شرکت میکنند، نیز به دلیل ترسیم نقشه مغزی رد شده است. شاید اولین تلاش جدی برای محلیسازی عملکردهای ذهنی به مناطق خاص در مغز انسان توسط بروکا و ورنیکه صورت گرفت. این بیشتر با مطالعه تأثیرات آسیبدیدگیهای مختلف قسمتهای مغز بر عملکردهای روانشناختی حاصل شد. این مطالعات مبنای روانشناسی عصبی را تشکیل دادند، یکی از مناطق مرکزی تحقیقاتی که پیوندهایی بین رفتار و زیرلایههای عصبی آن ایجاد کردند.
ترسیم نقشه مغزی با تجربیات هیتزیگ و فریتش آغاز شد که در سال 1870 منتشر شد. این مطالعات پایه تحقیقاتی را تشکیل دادند که از طریق روشهایی مانند توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی کاربردی (fMRI) توسعه یافت. جایزه نوبل سال 1906 کار بنیادی گولگی و کاخال را بر روی دکترین نورون مورد تقدیر قرار داد.
چندین یافته در قرن بیستم به ادامهٔ پیشرفت این حوزه کمک کردند. یافتههایی مانند کشف ستونهای ترجیحی چشم، ضبط سلولهای عصبی منفرد در حیوانات، و هماهنگی حرکات چشم و سر از جمله مشارکتهای مهم بودند. روانشناسی تجربی در پایهگذاری عصبشناسی شناختی نقش مؤثری داشت. یافتهها شامل نمایش اینکه برخی از وظایف از طریق مراحل پردازش مجزا انجام شدهاند، مطالعه توجه، و ذهنیت که دادههای رفتاری به تنهایی اطلاعات کافی برای توضیح فرآیندهای ذهنی ارائه نمیدهند میباشد. به همین دلیل، برخی از روانشناسان تجربی شروع به بررسی پایههای عصبی رفتار کردند.
کتاب سال 1967 به نام روانشناسی شناختی توسط اولریک نیسر به بحث جلسات سال 1956 در موسسه فناوری ماساچوست گزارش داد، جایی که جورج ای. میلر، نوام چامسکی، و نیول و سیمون مقالات مهمی را ارائه کردند. در این زمان، اصطلاح "روانشناسی" در حال از مد افتادن بود و محققان بیشتر به "علم شناختی" اشاره میکردند. اصطلاح عصبشناسی شناختی توسط مایکل گزانیگا و روانشناس شناختی جورج آرمیتیج میلر ابداع شد، به صورت جالب، هنگامی که در حال یک سفر تاکسی بودند در سال 1976.
عصبشناسی شناختی شروع به ادغام پایه نظری جدید در علم شناختی کرد، که بین دهههای 1950 و 1960 ظهور کرد، با روشهای روانشناسی تجربی، روانشناسی عصبی و عصبشناسی. عصبشناسی به عنوان یک رشته متحد در سال 1971 به طور رسمی شناخته شد. در قرن بیستم، فناوریهای جدیدی توسعه یافتند که اکنون اصل روشی عصبشناسی شناختی هستند، از جمله EEG (EEG انسانی 1920)، MEG (1968)، TMS (1985) و fMRI (1991).
اخیراً تمرکز تحقیقات از محلیسازی مناطق مغزی برای عملکردهای خاص در مغز بالغ با استفاده از یک فناوری گسترش یافته است. مطالعات تعاملات بین مناطق مغزی مختلف، با استفاده از فناوریها و رویکردهای مختلف برای درک عملکردهای مغز، و استفاده از رویکردهای محاسباتی را بررسی میکنند. پیشرفتها در تصویربرداری عملکردی غیر تهاجمی و روشهای تحلیل دادههای مرتبط امکان استفاده از محرکها و وظایف بسیار طبیعی را در مطالعههای عصبشناسی شناختی فراهم کردهاند.
روانشناسی عصبشناسی شناختی چیست؟
عصبشناسی شناختی مطالعه چگونگی فعال شدن مغز است که به ذهن امکان پذیر میسازد. علم مغز چگونگی عملکرد نورونهای منفرد و ارتباط برای تشکیل معماریهای پیچیده نورونی که مغز انسانی را تشکیل میدهند بررسی میکند. علم شناختی از روشهای تجربی روانشناسی شناختی و هوش مصنوعی برای ایجاد و آزمایش مدلهای شناختی سطح بالاتر مانند فکر و زبان استفاده میکند. عصبشناسی شناختی این دو حوزه را به یکدیگر میپیوندد. این زمینه عملکردهای شناختی سطح بالا را به معماریهای مغزی شناخته شده و روشهای شناخته شده پردازش نورونی میچسباند. یکی از تمرکزهای تحقیقاتی محققان استفاده از وظایف روانشناسی شناختی برای درک بهتر بیماران با آسیب مغزی و چگونگی تغییرات مغز سالم به مرور زمان است.
آیا EMOTIV محصولات برای عصبشناسی شناختی ارائه میدهد؟
EMOTIV محصولات متعددی برای عصبشناسان شناختی، تحقیقات مصرفکننده، عملکرد شناختی، تصویربرداری عصبی و کاربردهای فناوری کنترل مغز ارائه میدهد. راهحلهای عصبشناسی EMOTIV شامل نرمافزار عصبشناسی شناختی محاسباتی، نرمافزار BCI و فناوری سختافزار EEG میشود.
EmotivPro یک راهحل نرمافزاری برای عصبشناسی شناختی و آموزش است که به کاربران امکان میدهد دادههای EEG را تحلیل کنند، ضبطهای EEG را به صورت زنده نمایش دهند و رویدادها را علامتگذاری کنند. EmotivBCI یک نرمافزار رابط مغز و کامپیوتر است که میتواند مستقیماً یک BCI را درون یک کامپیوتر پیادهسازی کند. EMOTIV همچنین ابزاری اضافی دیگر دارد - نرمافزار تجسم مغزی BrainViz.
محصولات EMOTIV برای اندازهگیری عصبشناسی شناختی به عنوان اقتصادیترین و معتبرترین با بهترین هدستهای EEG موبایل و بیسیم موجود در بازار در نظر گرفته میشوند. برای استفاده تجاری، هدست EMOTIV EPOC X دادههای مغزی حرفهای ارائه میدهد. کلاه EMOTIV EPOC FLEX پوشش با چگالی بالا ارائه میدهد و سنسورهای الکتروانسفالوگرام قابل حرکت بهینه برای عصبشناسی شناختی محاسباتی و تشخیص فعالیت در سیستمهای عصبی هستند.
چه روشها و ابزارهایی در عصبشناسی شناختی استفاده میشود؟
عصبشناسی شناختی از ترکیبی از آزمایشهای رفتاری، فناوریهای تصویربرداری مغزی، و مدلسازی محاسباتی برای مطالعه چگونگی اجرای فرآیندهای شناختی در مغز استفاده میکند. این روشها به محققان امکان مشاهده ساختار مغز، اندازهگیری فعالیت عصبی، و پیوند آن فعالیت به عملکردهای ذهنی خاص را میدهند.
ابزارهای رایج شامل تکنیکهای تصویربرداری عصبی غیرتهاجمی مانند الکتروآنسفالوگرافی (EEG) که فعالیت الکتریکی در طول مغز را اندازهگیری میکند، و تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) که تغییرات جریان خون مرتبط با فعالیت عصبی را تشخیص میدهد، میشود. مغناطیسانسفالوگرافی (MEG) نیز برای اندازهگیری میدانهای مغناطیسی تولیدشده توسط سیگنالهای عصبی با دقت بالا به کار میرود.
علاوه بر تصویربرداری، محققان از تحریک مغناطیسی ترانسکرانی (TMS) برای تغییر موقتی فعالیت عصبی در نواحی هدف مغز استفاده میکنند تا روابط علّی بین نواحی مغزی و عملکردهای شناختی برقرار کنند. وظایف رفتاری، اندازهگیری زمان واکنش و تحلیل خطا با دادههای عصبی ترکیب میشوند تا تفسیر کنند که چگونه مغز از توجه، حافظه، زبان و تصمیمگیری پشتیبانی میکند. به طور فزاینده، مدلهای محاسباتی و تکنیکهای یادگیری ماشین برای تحلیل مجموعه دادههای بزرگ و شبیهسازی فرآیندهای شناختی استفاده میشوند.
عصبشناسی شناختی برای چه چیزی میتواند استفاده شود؟
عصبشناسی شناختی کاربردهای عملی در سراسر حوزههای مراقبتهای بهداشتی، آموزش، فناوری و عملکرد انسانی دارد. در تنظیمات بالینی، این حوزه بهبود شناسایی و درمان اختلالات عصبی و روانپزشکی مانند بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، افسردگی، ADHD و اسکیزوفرنی با شناسایی اخلالات در سیستمهای عصبی زیرین شناخت را کمک میکند.
در آموزش، Insightهای حاصل از عصبشناسی شناختی استراتژیهای یادگیری مبتنی بر شواهد، تکنیکهای حفظ حافظه و مداخلات برای اختلالات یادگیری را اطلاعرسانی میکنند. در فناوری و تعامل انسان-کامپیوتر، عصبشناسی شناختی به توسعه رابطهای مغز و کامپیوتر (BCIs)، رابطهای کاربری تطبیقی و فناوری عصبی که به سطوح بار شناختی یا توجه پاسخ میدهد، کمک میکند.
این حوزه همچنین در تحقیق مصرفکننده، علوم ورزش، و عملکرد شغلی به کار میرود تا تصمیمگیری، انگیزش، خستگی و تمرکز را بهتر درک کند. با پیوند فعالیت مغزی با رفتار واقعی، عصبشناسی شناختی پایه علمی ارائه میدهد برای بهینه کردن چگونگی یادگیری، کار و تعامل انسانها با فناوری.
عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی یک زیرشاخه از عصبشناسی است که فرآیندهای بیولوژیکی زیرین شناخت انسانی را مطالعه میکند، به ویژه در رابطه بین ساختارهای مغز، فعالیت و عملکردهای شناختی. هدف تعیین چگونگی عملکرد مغز و دستیابی به کارایی است. عصبشناسی شناختی به عنوان یکی از شاخههای روانشناسی و عصبشناسی محسوب میشود، زیرا علوم بیولوژیکی را با علوم رفتاری مانند روانپزشکی و روانشناسی ترکیب میکند. فناوریهایی که فعالیت مغز را اندازهگیری میکنند، مانند تصویربرداری عصبی کاربردی، میتوانند Insight به مشاهدات رفتاری ارائه کنند وقتی که دادههای رفتاری ناکافی هستند. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند بیولوژیکی است که بر شناخت تأثیر میگذارد.
سؤالات متداول درباره عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی چیست؟
خود اصطلاح به زیرشاخهای از عصبشناسی اشاره دارد که فرآیندهای بیولوژیکی زیرین شناخت انسانی را مطالعه میکند. این حوزه ارتباطات عصبی درون مغز انسانی را مطالعه میکند. این کمک میکند تا چگونگی دستیابی مغز به عملکردهایی که اجرا میکند، تعیین شود. عصبشناسی شناختی به عنوان یک حوزه میاندانشی محسوب میشود زیرا علوم بیولوژیکی را با علوم رفتاری ترکیب میکند. فناوری تحقیقاتی عصبشناسی، مانند تصویربرداری عصبی، میتواند Insight به مناطق خاصی از رفتار ارائه کند وقتی که دادههای رفتاری ناکافی هستند.
نمونهای از عصبشناسی شناختی
بررسی آزمایشهای عصبشناسی شناختی به فهم این حوزه در عمل کمک میکند. یک آزمایش برنده جایزه اخیر، نقش دوپامین، یک انتقالدهنده عصبی مرتبط با احساس رضایت، عملکرد مغز و تصمیمگیری را بررسی کرد. انسانها باید بتوانند تصمیماتی بگیرند که برای بقا به آنها سود رسانند. وقتی که یک تصمیم منجر به پاداش میشود، سطح فعالیت نورونهای دوپامین افزایش مییابد - و در نهایت این پاسخ حتی در انتظار یک پاداش رخ میدهد.
این فرآیند بیولوژیکی دلیل جستجو برای پاداشهای بیشتر و بیشتر است، مانند ارتقاءها یا درجات، زیرا تعداد بیشتری از پاداشها با احتمال بیشتر بقا مرتبط است. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند بیولوژیکی است که فرآیندهای شناختی را تحت تأثیر قرار میدهد.
عصبشناسی شناختی و رفتاری
عصبشناسی رفتاری با اعمال علوم عصبی و عصبیفیزیولوژی به مطالعه فیزیولوژی، ژنتیک و مکانیسمهای توسعهای، چگونگی تأثیر مغز بر رفتار را کشف میکند. همانطور که از نام آن پیداست، این زیرشاخه ارتباط بین عصبشناسی و رفتار است. عصبشناسی رفتاری بر روی سلولهای عصبی، انتقالدهندههای عصبی و مدارهای عصبی متمرکز است تا فرآیندهای بیولوژیکی زیرین هم رفتارهای عادی و هم رفتارهای غیرعادی را بررسی کند.
یکی از اهداف اصلی عصبشناسی شناختی شناسایی نواقص در سیستمهای عصبی است که بیماریهای روانپزشکی و اختلالات عصبتخریبی مختلف را مشخص میکنند. عصبشناسان شناختی تمایل دارند که سابقهای در روانشناسی تجربی، عصبشناسی، عصبشناسی، فیزیک و ریاضیات داشته باشند.
علم شناختی در مقابل عصبشناسی
علم شناختی مطالعه علمی تفکر، یادگیری و ذهن انسانی است. این یک حوزه میاندانشی است که ایدهها و روشهای عصبشناسی، روانشناسی عصبی، روانشناسی، علوم کامپیوتر، زبانشناسی و فلسفه را ترکیب میکند. این حوزه از توسعههای تحقیقاتی در عصبشناسی استفاده میکند. هدف گسترده علم شناختی توصیف ماهیت دانش انسانی، اشکال و محتوای آن، و چگونگی استفاده، پردازش و کسب آن دانش است. این حوزه از سطوح مختلف تحلیل، از مکانیزمهای یادگیری و تصمیمگیری سطح پایین تا منطق و برنامهریزی سطح بالا، از مدارهای عصبی تا سازماندهی مدولار مغز را پوشش میدهد.
عصبشناسی مطالعه علمی سیستم عصبی است. این حوزه به عنوان شاخهای از زیستشناسی توسعه یافت، اما به سرعت به یک حوزه میاندانشی رشد کرد که از رشتههایی مانند روانشناسی، علوم کامپیوتر، آمار، فیزیک، فلسفه و پزشکی استفاده میکند. دامنه عصبشناسی گستردهتر شده است. اکنون شامل روشهای مختلفی که برای مطالعه مدلهای مولکولی، توسعهای، ساختاری، عملکردی، تکاملی، پزشکی و محاسباتی سیستم عصبی استفاده میشوند، است.
قبل از دهه 1980، تعامل بین عصبشناسی و علم شناختی نادر بود. مطالعات تحقیقاتی میاندانشی که جایزه مغز در سال 2014، جایزه نوبل در سال 2014 و جایزه مغز در سال 2017 را کسب کردند، به پذیرش مشارکتهای مشترک این دو حوزه به یکدیگر کمک کردند.
تاریخچه عصبشناسی شناختی
عصبشناسی شناختی یک حوزه میاندانشی است که از عصبشناسی و روانشناسی به وجود آمده است. چندین مرحله در این رشتهها وجود داشت که نحوهٔ نزدیک شدن محققان به تحقیقات خود را تغییر داد و منجر به تثبیت کامل این حوزه شد.
هرچند وظیفهی آن توصیف چگونگی ایجاد ذهن توسط مغز است، از نظر تاریخی با تحقیق در مورد چگونگی حمایت یک منطقه خاص از مغز از یک قابلیت ذهنی معین پیشرفت کرده است.
جنبش فرنولوژی نتوانست پایه علمی برای نظریههای خود ارائه دهد و از آن زمان به بعد رد شده است. دیدگاه میدان تجمیعی، به این معنی که همه مناطق مغز در همه رفتارها شرکت میکنند، نیز به دلیل ترسیم نقشه مغزی رد شده است. شاید اولین تلاش جدی برای محلیسازی عملکردهای ذهنی به مناطق خاص در مغز انسان توسط بروکا و ورنیکه صورت گرفت. این بیشتر با مطالعه تأثیرات آسیبدیدگیهای مختلف قسمتهای مغز بر عملکردهای روانشناختی حاصل شد. این مطالعات مبنای روانشناسی عصبی را تشکیل دادند، یکی از مناطق مرکزی تحقیقاتی که پیوندهایی بین رفتار و زیرلایههای عصبی آن ایجاد کردند.
ترسیم نقشه مغزی با تجربیات هیتزیگ و فریتش آغاز شد که در سال 1870 منتشر شد. این مطالعات پایه تحقیقاتی را تشکیل دادند که از طریق روشهایی مانند توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی کاربردی (fMRI) توسعه یافت. جایزه نوبل سال 1906 کار بنیادی گولگی و کاخال را بر روی دکترین نورون مورد تقدیر قرار داد.
چندین یافته در قرن بیستم به ادامهٔ پیشرفت این حوزه کمک کردند. یافتههایی مانند کشف ستونهای ترجیحی چشم، ضبط سلولهای عصبی منفرد در حیوانات، و هماهنگی حرکات چشم و سر از جمله مشارکتهای مهم بودند. روانشناسی تجربی در پایهگذاری عصبشناسی شناختی نقش مؤثری داشت. یافتهها شامل نمایش اینکه برخی از وظایف از طریق مراحل پردازش مجزا انجام شدهاند، مطالعه توجه، و ذهنیت که دادههای رفتاری به تنهایی اطلاعات کافی برای توضیح فرآیندهای ذهنی ارائه نمیدهند میباشد. به همین دلیل، برخی از روانشناسان تجربی شروع به بررسی پایههای عصبی رفتار کردند.
کتاب سال 1967 به نام روانشناسی شناختی توسط اولریک نیسر به بحث جلسات سال 1956 در موسسه فناوری ماساچوست گزارش داد، جایی که جورج ای. میلر، نوام چامسکی، و نیول و سیمون مقالات مهمی را ارائه کردند. در این زمان، اصطلاح "روانشناسی" در حال از مد افتادن بود و محققان بیشتر به "علم شناختی" اشاره میکردند. اصطلاح عصبشناسی شناختی توسط مایکل گزانیگا و روانشناس شناختی جورج آرمیتیج میلر ابداع شد، به صورت جالب، هنگامی که در حال یک سفر تاکسی بودند در سال 1976.
عصبشناسی شناختی شروع به ادغام پایه نظری جدید در علم شناختی کرد، که بین دهههای 1950 و 1960 ظهور کرد، با روشهای روانشناسی تجربی، روانشناسی عصبی و عصبشناسی. عصبشناسی به عنوان یک رشته متحد در سال 1971 به طور رسمی شناخته شد. در قرن بیستم، فناوریهای جدیدی توسعه یافتند که اکنون اصل روشی عصبشناسی شناختی هستند، از جمله EEG (EEG انسانی 1920)، MEG (1968)، TMS (1985) و fMRI (1991).
اخیراً تمرکز تحقیقات از محلیسازی مناطق مغزی برای عملکردهای خاص در مغز بالغ با استفاده از یک فناوری گسترش یافته است. مطالعات تعاملات بین مناطق مغزی مختلف، با استفاده از فناوریها و رویکردهای مختلف برای درک عملکردهای مغز، و استفاده از رویکردهای محاسباتی را بررسی میکنند. پیشرفتها در تصویربرداری عملکردی غیر تهاجمی و روشهای تحلیل دادههای مرتبط امکان استفاده از محرکها و وظایف بسیار طبیعی را در مطالعههای عصبشناسی شناختی فراهم کردهاند.
روانشناسی عصبشناسی شناختی چیست؟
عصبشناسی شناختی مطالعه چگونگی فعال شدن مغز است که به ذهن امکان پذیر میسازد. علم مغز چگونگی عملکرد نورونهای منفرد و ارتباط برای تشکیل معماریهای پیچیده نورونی که مغز انسانی را تشکیل میدهند بررسی میکند. علم شناختی از روشهای تجربی روانشناسی شناختی و هوش مصنوعی برای ایجاد و آزمایش مدلهای شناختی سطح بالاتر مانند فکر و زبان استفاده میکند. عصبشناسی شناختی این دو حوزه را به یکدیگر میپیوندد. این زمینه عملکردهای شناختی سطح بالا را به معماریهای مغزی شناخته شده و روشهای شناخته شده پردازش نورونی میچسباند. یکی از تمرکزهای تحقیقاتی محققان استفاده از وظایف روانشناسی شناختی برای درک بهتر بیماران با آسیب مغزی و چگونگی تغییرات مغز سالم به مرور زمان است.
آیا EMOTIV محصولات برای عصبشناسی شناختی ارائه میدهد؟
EMOTIV محصولات متعددی برای عصبشناسان شناختی، تحقیقات مصرفکننده، عملکرد شناختی، تصویربرداری عصبی و کاربردهای فناوری کنترل مغز ارائه میدهد. راهحلهای عصبشناسی EMOTIV شامل نرمافزار عصبشناسی شناختی محاسباتی، نرمافزار BCI و فناوری سختافزار EEG میشود.
EmotivPro یک راهحل نرمافزاری برای عصبشناسی شناختی و آموزش است که به کاربران امکان میدهد دادههای EEG را تحلیل کنند، ضبطهای EEG را به صورت زنده نمایش دهند و رویدادها را علامتگذاری کنند. EmotivBCI یک نرمافزار رابط مغز و کامپیوتر است که میتواند مستقیماً یک BCI را درون یک کامپیوتر پیادهسازی کند. EMOTIV همچنین ابزاری اضافی دیگر دارد - نرمافزار تجسم مغزی BrainViz.
محصولات EMOTIV برای اندازهگیری عصبشناسی شناختی به عنوان اقتصادیترین و معتبرترین با بهترین هدستهای EEG موبایل و بیسیم موجود در بازار در نظر گرفته میشوند. برای استفاده تجاری، هدست EMOTIV EPOC X دادههای مغزی حرفهای ارائه میدهد. کلاه EMOTIV EPOC FLEX پوشش با چگالی بالا ارائه میدهد و سنسورهای الکتروانسفالوگرام قابل حرکت بهینه برای عصبشناسی شناختی محاسباتی و تشخیص فعالیت در سیستمهای عصبی هستند.
چه روشها و ابزارهایی در عصبشناسی شناختی استفاده میشود؟
عصبشناسی شناختی از ترکیبی از آزمایشهای رفتاری، فناوریهای تصویربرداری مغزی، و مدلسازی محاسباتی برای مطالعه چگونگی اجرای فرآیندهای شناختی در مغز استفاده میکند. این روشها به محققان امکان مشاهده ساختار مغز، اندازهگیری فعالیت عصبی، و پیوند آن فعالیت به عملکردهای ذهنی خاص را میدهند.
ابزارهای رایج شامل تکنیکهای تصویربرداری عصبی غیرتهاجمی مانند الکتروآنسفالوگرافی (EEG) که فعالیت الکتریکی در طول مغز را اندازهگیری میکند، و تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) که تغییرات جریان خون مرتبط با فعالیت عصبی را تشخیص میدهد، میشود. مغناطیسانسفالوگرافی (MEG) نیز برای اندازهگیری میدانهای مغناطیسی تولیدشده توسط سیگنالهای عصبی با دقت بالا به کار میرود.
علاوه بر تصویربرداری، محققان از تحریک مغناطیسی ترانسکرانی (TMS) برای تغییر موقتی فعالیت عصبی در نواحی هدف مغز استفاده میکنند تا روابط علّی بین نواحی مغزی و عملکردهای شناختی برقرار کنند. وظایف رفتاری، اندازهگیری زمان واکنش و تحلیل خطا با دادههای عصبی ترکیب میشوند تا تفسیر کنند که چگونه مغز از توجه، حافظه، زبان و تصمیمگیری پشتیبانی میکند. به طور فزاینده، مدلهای محاسباتی و تکنیکهای یادگیری ماشین برای تحلیل مجموعه دادههای بزرگ و شبیهسازی فرآیندهای شناختی استفاده میشوند.
عصبشناسی شناختی برای چه چیزی میتواند استفاده شود؟
عصبشناسی شناختی کاربردهای عملی در سراسر حوزههای مراقبتهای بهداشتی، آموزش، فناوری و عملکرد انسانی دارد. در تنظیمات بالینی، این حوزه بهبود شناسایی و درمان اختلالات عصبی و روانپزشکی مانند بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، افسردگی، ADHD و اسکیزوفرنی با شناسایی اخلالات در سیستمهای عصبی زیرین شناخت را کمک میکند.
در آموزش، Insightهای حاصل از عصبشناسی شناختی استراتژیهای یادگیری مبتنی بر شواهد، تکنیکهای حفظ حافظه و مداخلات برای اختلالات یادگیری را اطلاعرسانی میکنند. در فناوری و تعامل انسان-کامپیوتر، عصبشناسی شناختی به توسعه رابطهای مغز و کامپیوتر (BCIs)، رابطهای کاربری تطبیقی و فناوری عصبی که به سطوح بار شناختی یا توجه پاسخ میدهد، کمک میکند.
این حوزه همچنین در تحقیق مصرفکننده، علوم ورزش، و عملکرد شغلی به کار میرود تا تصمیمگیری، انگیزش، خستگی و تمرکز را بهتر درک کند. با پیوند فعالیت مغزی با رفتار واقعی، عصبشناسی شناختی پایه علمی ارائه میدهد برای بهینه کردن چگونگی یادگیری، کار و تعامل انسانها با فناوری.
