認知神経科学：定義、脳の構造と機能 | EMOTIV

認知神経科学

認知神経科学は、人間の認知を支える生物学的プロセスを研究する神経科学の亜分野であり、特に脳の構造、活動、認知機能の関係に関して探求します。目的は、脳がどのように機能し、パフォーマンスを達成するかを明らかにすることです。認知神経科学は、生物科学と行動科学（精神医学や心理学など）を組み合わせるため、心理学と神経科学の両方の分野の一部と見なされています。脳活動を測定する技術（機能的神経画像法など）は、行動データが不十分な場合に行動観察への洞察を提供します。意思決定は、認知に影響を与える生物学的プロセスの一例です。

認知神経科学のFAQ

認知神経科学とは何ですか？

この用語自体は、人間の認知を支える生物学的プロセスを研究する神経科学の亜分野を指します。この分野は、人間の脳内の神経接続を研究します。脳がどのように機能を達成するかを明らかにするのに役立ちます。認知神経科学は、生物学的科学と行動科学を組み合わせるため、学際的な分野と見なされます。神経科学の研究技術や神経画像法は、行動データが不十分な場合に特定の行動領域への洞察を提供します。

認知神経科学の例

認知神経科学の実験を検討することは、この亜分野がどのように機能しているかを理解するのに役立ちます。最近の受賞歴のある実験では、満足感、脳機能、意思決定に関連する神経伝達物質であるドーパミンの役割が探求されました。人間は、生き残るために自分に利益をもたらす決定を下す必要があります。報酬をもたらす決定を下すと、ドーパミン神経細胞の活動レベルが増加します — そして最終的にこの反応は報酬の期待に対しても発生します。

この生物学的プロセスが、昇進や学位などのより大きな報酬を求める理由です。より多くの報酬が生存の可能性を高めることに結びついています。意思決定は、認知プロセスに影響を与える生物学的プロセスの一例です。

認知神経科学と行動神経科学

行動神経科学は、神経生物学や神経生理学を適用し、生理学、遺伝学、発達メカニズムを研究することで、脳が行動にどのように影響を与えるかを明らかにします。名前が示すように、この亜分野は神経科学と行動のリンクです。行動神経科学は、神経細胞、神経伝達物質、神経回路に焦点を当て、正常な行動と異常な行動の両方を支える生物学的プロセスを調査します。

認知神経科学の主要な目的の一つは、さまざまな精神障害や神経変性障害を示す神経系内の欠陥を特定することです。認知神経科学者は、実験心理学、神経生物学、神経学、物理学、および数学のバックグラウンドを持っていることが多いです。

認知科学と神経科学の違い

認知科学は、思考、学習、人間の心を科学的に研究する分野です。これは、神経科学、神経心理学、心理学、コンピュータ科学、言語学、哲学からのアイデアと方法を統合する学際的な分野です。これは神経科学の研究の進展から得られています。認知科学の広範な目標は、人間の知識の性質、すなわちその形態と内容、およびその知識がどのように使用され、処理され、獲得されるかを特徴づけることです。これは、低レベルの学習と意思決定メカニズムから高レベルの論理と計画まで、神経回路やモジュール化された脳の組織にわたる多くの分析レベルをまたがっています。

神経科学は、神経系を科学的に研究する分野です。それは生物学の一分野として発展しましたが、心理学、コンピュータ科学、統計学、物理学、哲学、医学といった分野からのアプローチを取り入れて急速に学際的な分野に成長しました。神経科学の範囲は広がり、神経系の分子、発達、構造、機能、進化、医学、計算モデルを研究するためのさまざまなアプローチが含まれています。

1980年代以前は、神経科学と認知科学の間の相互作用は稀でした。2014年の脳賞、2014年のノーベル賞、2017年の脳賞を受けた学際的研究は、これら二つの分野の相互貢献の受け入れを進めました。

認知神経科学の歴史

認知神経科学は、神経科学と心理学から発展した学際的な研究領域です。研究者が調査を行う方法を変えたこれらの分野にはいくつかの段階があり、それがこの分野が完全に確立されることにつながりました。

脳がどのように心を作り出すかを説明することがこの分野の役割ですが、歴史的には、特定の脳の領域がどのように特定の精神機能を支えるかを調査することによって進展してきました。

髑髏学的な運動は、その理論に科学的な基盤を提供することに失敗し、それ以来否定されてきました。また、すべての脳の領域がすべての行動に参加するという総体的な見解も、脳マッピングの結果として否定されました。おそらく、人間の脳の特定の領域に精神機能を局在化するための初めての真剣な試みは、ブローカとヴェルニッケによって行われました。これは、異なる脳の部分への損傷が心理機能に与える影響を研究することによって主に達成されました。これらの研究は行動とその神経基盤の関係を確立するための中心的な研究分野の一つである神経心理学の基盤を形成しました。

脳マッピングは、1870年に発表されたヒッツィグとフリッチの実験から始まりました。これらの研究は、ポジトロン放出断層撮影（PET）や機能的磁気共鳴画像法（fMRI）などの方法を通じてさらに発展しました。1906年のノーベル賞は、ゴルジとカハールの神経細胞学説に関する重要な研究を認めました。

20世紀には、さらにこの分野を進展させるいくつかの発見が続きました。眼優位コラムの発見、動物の単一神経細胞の記録、眼と頭の動きの調整などの発見は重要な貢献でした。実験心理学は、認知神経科学の基盤において重要でした。発見の中には、いくつかのタスクが明示的な処理段階を経て実行されることの実証、注意の研究、行動データだけでは精神プロセスを説明するのに十分な情報を提供しないという考えが含まれています。その結果、実験心理学者の中には、行動の神経基盤を調査し始めた者もいます。

1967年にウルリック・ナイサーによる書籍『認知心理学』が、ジョージ・A・ミラー、ノーム・チョムスキー、ニューレル＆サイモンによる重要な論文が発表された1956年のマサチューセッツ工科大学での会議の議論を報告しました。この頃、用語「心理学」は人気を失いつつあり、研究者は「認知科学」を使用することが一般的になっていました。「認知神経科学」という用語は、マイケル・ガザニガと認知心理学者のジョージ・アーミテージ・ミラーによって1976年にタクシーを共有しているときに造られました。

認知神経科学は、1950年代と1960年代の間に出現した認知科学の新たに構築された理論的基盤と、実験心理学、神経心理学、神経科学におけるアプローチを統合し始めました。神経科学は1971年に統一された学問分野として正式に認識されました。20世紀には、EEG（人間のEEG 1920）、MEG（1968）、TMS（1985）、fMRI（1991）など、認知神経科学の方法論の主力となる新技術が進化しました。

最近、研究の焦点は、単一の技術を使用した成人の脳における特定の機能のための脳領域を局在化することから、異なる脳領域間の相互作用を探ることに広がりました。研究は、脳機能を理解するために複数の技術とアプローチを使用し、計算アプローチを使用しています。非侵襲的な機能的神経画像法とそれに関連するデータ分析方法の進展により、認知神経科学研究で非常に自然な刺激と作業を使用することが可能になりました。

認知神経科学心理学とは何ですか？

認知神経科学は、脳が心を可能にする方法を学ぶ研究です。脳科学は、個々のニューロンがどのように機能し、コミュニケーションを取り、人間の脳を構成する複雑なニューロンの構造を形成するかを探求します。認知科学は、認知心理学と人工知能の実験的方法を使用して、高次の認知（思考や言語など）のモデルを作成し、テストします。認知神経科学は、これら二つの領域を橋渡しします。高次の認知機能を既知の脳の構造と既知のニューロンの処理モードにマッピングします。一つの研究の焦点では、研究者が認知心理学のタスクを使用して、脳損傷を持つ患者を理解し、私たちが年を重ねるにつれて健康な脳がどのように変化するかをよりよく理解するためのものです。

EMOTIVは認知神経科学のための製品を提供していますか？

EMOTIVは、認知神経科学者、消費者研究、認知パフォーマンス、神経画像法、脳制御技術アプリケーションのためにいくつかの製品を提供しています。EMOTIVの神経科学ソリューションには、計算認知神経科学ソフトウェア、BCIソフトウェア、およびEEGハードウェア技術が含まれます。

EmotivProは、認知神経科学と教育のためのソフトウェアソリューションであり、ユーザーがEEGデータを分析し、リアルタイムでEEG記録を表示し、イベントをマークできるようにします。EmotivBCIは、コンピュータ内にBCIを直接実装するために使用できる脳コンピュータインターフェースソフトウェアです。EMOTIVには、脳の視覚化ソフトウェアBrainVizというもう一つの追加ツールもあります。

EMOTIVの認知神経科学測定用製品は、最もコスト効果が高く信頼性があり、市場で最高のモバイルおよびワイヤレスEEGヘッドセットと見なされています。商業用には、EMOTIV EPOC Xヘッドセットがプロフェッショナルグレードの脳データを提供します。EMOTIV EPOC FLEXキャップは高密度カバレッジを提供し、計算認知神経科学や神経システムの活動を検出するために最適な移動可能な脳波センサーを備えています。