Neuroscienze cognitive: storia, campi di studio e applicazioni
La neuroscienza cognitiva è una disciplina che studia come il cervello riceve, integra e elabora le informazioni. Analizza scientificamente i processi sottostanti dell'attività mentale.
In particolare, si concentra su come i meccanismi neuronali generano funzioni cognitive e psicologiche, che si manifestano attraverso il comportamento.
Da questa analisi, cerca di spiegare sia la relazione del soggetto con il suo ambiente, sia altri aspetti sottostanti: emozioni, problem solving, intelligenza e pensiero.
La relazione tra cervello e mente è una delle domande filosofiche più importanti di tutti i tempi. La neuroscienza cognitiva tenta di rispondere a una domanda fondamentale: come può uno stato mentale derivare da un insieme di cellule con determinate proprietà elettrofisiologiche e chimiche?
Questa disciplina studia il funzionamento del cervello da una prospettiva scientifica e aperta. Parte dell'analisi cellulare e molecolare per comprendere funzioni superiori come linguaggio e memoria.
La neuroscienza cognitiva è una disciplina relativamente recente, nata dalla convergenza di neuroscienze e psicologia cognitiva. I progressi scientifici, in particolare lo sviluppo delle tecniche di neuroimaging, hanno permesso l'emergere di una scienza interdisciplinare in cui la conoscenza completa.
Infatti, comprende la conoscenza di diverse discipline come la filosofia, la psicobiologia, la neurologia, la fisica, la linguistica, ecc.
L'oggetto di studio delle neuroscienze cognitive ha fatto sì che ogni giorno si risvegli più interesse nella società. Ciò si riflette nell'aumento dei gruppi di ricerca dedicati a questo settore, con il conseguente aumento delle pubblicazioni scientifiche.
Sfondo storico
Le origini della neuroscienza cognitiva potrebbero essere collocate nella filosofia antica, un periodo in cui i pensatori avevano una grande preoccupazione per la mente.
Aristotele credeva che il cervello fosse un organo inutile e che servisse solo a raffreddare il sangue. Questo filosofo ha attribuito al cuore l'origine della funzione mentale.
Sembra che sia stato Galeno nel II secolo d.C. a sostenere che il cervello fosse l'origine dell'attività mentale. Sebbene credesse che la personalità e l'emozione fossero generate in altri organi.
Tuttavia, è stato il medico olandese Andreas Vesalio nel sedicesimo secolo, che ha osservato che il cervello e il sistema nervoso sono il centro della mente e delle emozioni. Queste idee hanno avuto una grande influenza sulla psicologia e, a loro volta, hanno contribuito allo sviluppo delle neuroscienze cognitive.
Un altro punto di svolta nella storia delle neuroscienze cognitive fu l'emergere della frenologia all'inizio del XIX secolo. Secondo questa pseudoscienza, il comportamento umano potrebbe essere determinato dalla forma del cranio.
I suoi principali esponenti, Franz Joseph Gall e JG Spurzheim sostenevano che il cervello umano era diviso in 35 sezioni diverse. La frenologia è stata criticata perché le sue premesse non erano scientificamente provate.
Da queste idee sono state create due correnti di pensiero che sono state chiamate localizzazioni e anti-localizzazione (teoria dei campi aggregata). Secondo il primo, le funzioni mentali si trovano in aree specifiche del cervello.
I contributi di Broca e Wernicke erano essenziali per le neuroscienze cognitive. Hanno studiato le aree che controllano il linguaggio e in che modo le lesioni in esse possono produrre afasia. Grazie a loro, è stata estesa una visione localizzativa.
Secondo la teoria del campo anti-localizzazione o aggregata, tutte le aree del cervello partecipano alle funzioni mentali. Il fisiologo francese Jean Pierre Flourens condusse diversi esperimenti con animali che gli permisero di concludere che la corteccia cerebrale, il cervelletto e il tronco cerebrale funzionano nel complesso.
In questa evoluzione, la dottrina del neurone sviluppata da Santiago Ramón y Cajal è fondamentale. Secondo questa dottrina, i neuroni sono la parte più basilare del sistema nervoso. Queste sono cellule discrete, cioè non si connettono per formare un tessuto, ma sono geneticamente e metabolicamente differenti dalle altre cellule.
Nel 20 ° secolo, i progressi nella psicologia sperimentale erano anche molto importanti per le neuroscienze cognitive. Soprattutto la dimostrazione che alcuni compiti vengono svolti attraverso fasi di elaborazione discrete.
Allo stesso modo, gli studi sull'assistenza sono rilevanti. In questo periodo, si cominciò a pensare che il comportamento osservabile non fosse sufficiente per studiare pienamente le funzioni cognitive. Piuttosto, è diventato necessario indagare maggiormente sul funzionamento del sistema nervoso, i meccanismi alla base del comportamento.
Gli assunti teorici di questa disciplina furono formulati tra gli anni 1950 e 1960, dagli approcci di psicologia sperimentale, neuropsicologia e neuroscienza.
Il termine "neuroscienza cognitiva" fu coniato da George Miller e Michael Gazzaniga alla fine degli anni 1970. Venne da un corso che organizzarono al Cornell Medical College sulla base biologica della cognizione umana.
Il loro obiettivo era quello di evidenziare la loro comprensione, sostenendo che l'approccio migliore era quello di studiare soggetti umani sani con tecniche sia della scienza del cervello che delle scienze cognitive allo stesso tempo.
Tuttavia, probabilmente non fu fino al 1982, quando fu pubblicato il primo scritto con questo termine. Si chiamava "Neuroscienze cognitive: sviluppi verso una scienza della sintesi" di Posner, Pea e Volpe.
L'informatica ha dato importanti contributi alle neuroscienze cognitive. Nello specifico, l'intelligenza artificiale ha dato a questa disciplina il linguaggio per le spiegazioni della funzione cerebrale.
Poiché l'obiettivo dell'intelligenza artificiale è costruire macchine con un comportamento intelligente, il primo passo per raggiungere questo obiettivo è determinare i processi di comportamento intelligente per programmare la gerarchia di questi processi.
Il calcolo è strettamente correlato alla mappatura del cervello. Pertanto, l'emergere della tecnologia di mappatura del cervello è stato un aspetto fondamentale nel progresso della metodologia delle neuroscienze cognitive. Soprattutto, lo sviluppo della risonanza magnetica funzionale e della tomografia ad emissione di positroni.
Ciò ha permesso agli psicologi cognitivi di creare nuove strategie sperimentali per studiare la funzione cerebrale.
Neuroscienze e psicologia cognitiva
La psicologia cognitiva è emersa a metà del XX secolo come reazione al comportamentismo prevalente. Il comportamentismo sosteneva che, sebbene i processi mentali non potessero essere osservabili, se potessero essere studiati scientificamente indirettamente attraverso esperimenti concreti.
Alcune variabili, come le prestazioni su attività o tempi di reazione, hanno generato prove sulle funzioni psichiche. Da ciò è stata generata una fonte di conoscenza che si è evoluta da diversi modelli teorici.
Per qualche tempo, la neuropsicologia cognitiva e la neuroscienza sono avanzate in modi diversi. Dal momento che il primo si è concentrato sul come e non sul dove, lasciando lo studio delle strutture anatomiche nelle mani dei neurofisiologi.
Redolar (2013) afferma che questa distinzione è simile a quella tra software e hardware in un sistema informatico. Un programma per computer ha una logica operativa indipendente dall'hardware o dal sistema materiale in cui è stato creato.
Lo stesso programma per computer può essere installato su computer diversi, senza la natura dell'hardware che descrive il funzionamento del software. Questa visione è molto semplicistica e ha portato alcuni psicologi a pensare che l'analisi dei sistemi neuronali non fornisca alcuna informazione sulla funzione psicologica.
Questa prospettiva è stata distorta dagli ultimi progressi scientifici. Attualmente si afferma che una visione multidisciplinare delle neuroscienze cognitive porta a un suo maggiore sviluppo. Neuroscienze e psicologia cognitiva sono discipline complementari piuttosto che esclusive.
I dati ottenuti dalle tecniche di neuroimaging sono variabili che generano più valore di quelli già esistenti. Pertanto, quando si studia una funzione mentale, vengono contati valori come la risposta elettromiografica dei muscoli, la connettività elettrica della pelle, ecc.
La tomografia ad emissione di positroni e la risonanza magnetica funzionale forniscono la valutazione dei cambiamenti emodinamici nel cervello. Oltre ad altri dati forniti da tecniche di magnetoencefalografia.
Allo stesso modo, è stato dimostrato che l'approccio cognitivo tradizionale è insufficiente per descrivere l'intero complesso funzionamento mentale. Non è possibile, quindi, fare una distinzione radicale tra software e hardware, dal momento che esistono molte relazioni che rendono necessario l'approccio multidisciplinare fornito dalle neuroscienze cognitive.
Allo stesso modo, la psicologia cognitiva ha molto da offrire alle neuroscienze. Arricchisce e contribuisce all'approccio teorico dei dati ottenuti da una scansione cerebrale.
La neuroscienza cognitiva non è, quindi, solo uno studio anatomico e fisiologico del cervello. Al contrario, il suo obiettivo è descrivere la base materiale dei processi cognitivi ed emotivi.
La psicologia ha grandi strumenti e modelli teorici per spiegare il comportamento umano e l'attività mentale, che possono dare un grande contributo alle neuroscienze. Pertanto, l'intera serie di dati può essere spiegata da una teoria coerente, che può portare a nuove ipotesi che fungono da studio.
Campi di studio delle neuroscienze cognitive
- Analisi molecolare: per conoscere in dettaglio il funzionamento dei processi mentali è necessario studiare il ruolo delle molecole e le loro interazioni. La neuroscienza cognitiva cerca di descrivere le basi molecolari dell'impulso nervoso, la fisiologia dei neurotrasmettitori, nonché i meccanismi molecolari coinvolti nelle sostanze che creano dipendenza.
- Analisi cellulare: la neuroscienza cognitiva ha il neurone come sua principale cellula di studio. È importante conoscere il suo funzionamento, i suoi tipi, la sua interazione con altri neuroni, come si sviluppano durante la vita, ecc.
- Analisi delle reti neurali: è lo studio dell'insieme di neuroni che costituiscono reti di attività, che sono alla base dei processi cognitivi ed emotivi. Vengono analizzati i circuiti neurali relativi ai sistemi circolatorio, visivo, uditivo, motorio, ecc.
- Analisi comportamentale: qui descriviamo il funzionamento dei sistemi neurali che consentono comportamenti complessi come la memoria, comportamenti motivati come fame o sesso, prontezza o sonno, ecc.
- Analisi cognitiva: questa analisi implica la comprensione dei processi neurali che consentono l'esecuzione di funzioni mentali superiori come linguaggio, ragionamento, controllo esecutivo, immaginazione, ecc.
Lo studio di pazienti con deficit cognitivi causati da lesioni cerebrali è anche fondamentale per le neuroscienze cognitive. Questo è usato per confrontare cervelli sani con quelli che hanno un disturbo. Pertanto, si possono trarre conclusioni sui processi cognitivi intatti e intatti e sui circuiti neurali coinvolti.
Applicazioni della neuroscienza cognitiva
La neuroscienza cognitiva gioca un ruolo fondamentale nella comprensione della mente umana.
La conoscenza delle funzioni cognitive associate e integrate con il funzionamento fisico del cervello ci permette di creare nuove teorie su come funziona la mente umana.
Questo permette di sapere cosa succede quando compare un certo disturbo o danno che influisce su una funzione cognitiva.
Questo aumento della conoscenza consente anche di perfezionare i metodi di cura per disturbi come: difficoltà di apprendimento, schizofrenia, ansia, psicopatia, disturbi del sonno, disturbo bipolare, problemi di memoria ecc.
D'altra parte, la neuroscienza cognitiva è utile nella ricerca semplicemente per sapere come i processi cognitivi sono prodotti e sequenziati.
Molti professionisti usano questa conoscenza per programmare migliori strategie educative nelle scuole (neuroeducazione), per progettare pubblicità che ci affascina (neuromarketing), o anche per migliorare le prestazioni sportive.
