Kognitiv nevrovitenskap

Kognitiv nevrovitenskap er en vitenskapelig disiplin som søker å forstå hvordan hjernens struktur og funksjon påvirker atferd og hvordan hjernebaserte mekanismer gir opphav til mentale prosesser prosessering ^[1].

Kognitiv nevrovitenskap er en tverrvitenskapelig disiplin som kombinerer resultater fra forskjellige forskningsfelt. Psykologiske teorier om mental prosessering, og nevrovitenskapelig og biologisk forskning om hjernen, integreres for å få dypere innsikt i hvordan den fysiske hjernen gir opphav til tanker og ideer. Hovedområdene som studeres er persepsjon, oppmerksomhet, bevissthet, hukommelse, emosjoner og intelligens. Disiplinen plasseres tett mellom kognisjonsvitenskap og kognitiv psykologi på den ene siden, og biologi og nevrovitenskap på den andre ^[2]. Mange forskere innenfor kognitiv nevrovitenskap studerer pasienter med hjerneskade. Man antar at effekten av hjerneskade på kognitive funksjoner kan gi en unik tilgang til innsikt om normal kognitiv fungering og om områdene som involverer de forskjellige kognitive prosessene.

Det er hovedsakelig utviklingen av funksjonelle hjerneavbildningsteknikker som har gjort det mulig å studere kognisjon fra et nevralt perspektiv ^[2]. Studiet av hjerneaktivitet gir forskeren detaljert informasjon om hjernens funksjon og struktur; hvor og når spesifikke kognitive prosesser opererer. Slik informasjon gjør forskeren i stand til å determinere hvilke deler av hjernen som aktiveres når man utfører en oppgave og hvorvidt to oppgaver involverer samme hjerneområder. PET (positron emission tomography) og fMRI (functional magnetic resonance imaging) regnes som de mest brukte teknikkene innen hjernavbildning. Imidlertid er også TMS (transcranial magnetic stimulation), elektrofysiologiske metoder som EEG (electroencephalography), ERP (event related potentials) og single-cell målinger og magnetfysiologiske metoder som MEG (magnetoencephalography) kjente avbildningsteknikker som brukes innenfor kognitiv nevrovitenskap.

Eksempelvis utførte Wagner og medarbeidere i 1998 et eksperiment med event-relatert fMRI for å undersøke hva som avgjør hva mennesker husker og ikke husker. Deltagernes hjerneaktivitet ble målt mens de lærte forskjellige ord. 20 minutter etter innlæringen utførte deltagerne en gjenkjennelsestest. 12% av ordene var glemt. Wagner sammenlignet hjerneaktiviteten under læring av ord som deltagerne husket og hjerneaktivitet under læring av ord som deltagerne ikke husket. Resultatene viser at deltagerne viste mer hjerneaktivitet i prefrontal cortex og hippocampus når ordene de husket ble innlært, sammenlignet med innlæring av ord som ble glemt. Wagner argumenterer for at studiet viser at glemte ord prosesseres mindre grundig enn ord som huskes ^[3].

Kognitiv nevrovitenskap er en relativ ny disiplin som har røtter helt tilbake til frenologien på 1800-tallet. Gall og Spurzheim presenterte en teori om at spesifikke områder i hjernen representerer forskjellige funksjoner og at individuelle forskjeller i kognisjon kan skyldes forskjeller i størrelse på disse områdene ^[4]. I dag blir frenologi ansett som pseudovitenskapelig, men ideen om en funksjonell spesialisering av hjernen er fortsatt en sentral tanke innenfor kognitiv nevrovitenskap.

Den funksjonelle spesialiseringen fikk også ytterligere støtte og oppmerksomhet når Broca i 1861 lokaliserte språk til spesifikke regioner i hjernen etter å ha studert pasienter med hjerneskader.

Viktige oppdagelser innenfor nevrovitenskap ble fremlagt gjennom hele 1900-tallet. Eksempelvis ble Camilio Golgi og Ramon Y Cajal tildelt Nobels Pris i fysiologi og medisin i 1906 for deres arbeid med nevron doktrinen ^[5], og i 1963 og ble aksjonspotensialet oppdaget av Hodgkin og Huxley ^[2]. I 1929 utviklet Hans Berger EEG (elektroencefalogramet) som registrerer hjernens elektriske aktivitet ved hjelp av nevrofysiologisk måling ^[5]. Flere viktige funn vedrørende hjernens struktur og funksjon førte til at forskere åpnet for muligheten om at det er integriteten ved hjernens nevrale nettverk som gir opphav til sinnet.

Den 11. september 1956 presenterte Noam Chomsky sin kognitive språkteori, Herbert Simon demonstrerte hvordan et dataprogram kunne bevise logiske grunnsetninger og George Miller beskrev korttidshukommelsens begrensede lagringskapasitet på et symposium ved MIT ^[4]. Denne dagen regnes som fødselsdagen for den «kognitive revolusjon». Flere vitenskaper begynte å studere kognisjon og innenfor psykologien skiftet man fokus fra enkle stimulus-respons modeller til kognitive prosesser. Tidligere hadde psykologien hovedsakelig akseptert hjernen som en «svart boks» som man i mer eller mindre grad valgte å overse. Innenfor det nye paradigmet ble hjernen satt på dagsordenen med mental kognisjon som hovedfokus. George Miller og Mike Gazzaniga kalte den nye retningen «kognitiv nevrovitenskap» i 1977^[5], og med 80-tallets teknologiske fremskritt innenfor hjerneavbildningsteknikker og elektrofysiologi vokste retningen seg til en ny disiplin som har stor plass og relevans i psykologien i dag.