Cognitieve neurowetenschappen: het gedrag van de geest begrijpen

Traditioneel is het doel van de neurowetenschappen het begrijpen van de werking van het zenuwstelsel . Deze discipline probeert te begrijpen hoe de hersenen op functioneel en structureel niveau zijn georganiseerd. De laatste tijd zijn we echter verder gegaan: we willen niet alleen weten hoe de hersenen werken, maar ook welke gevolgen dit heeft voor ons gedrag, onze gedachten en emoties .

Het doel om de hersenen met de geest te verbinden is een taak van de cognitieve neurowetenschappen dat wil zeggen, een discipline die neurowetenschappen en cognitieve psychologie combineert. Dit laatste houdt zich bezig met het bestuderen van hogere functies zoals geheugen, taal of aandacht. Het hoofddoel van de cognitieve neurowetenschappen is daarom om het functioneren van de hersenen te relateren aan onze cognitieve vaardigheden en ons gedrag.

De ontwikkeling van nieuwe technieken is op dit gebied van grote hulp geweest bij het uitvoeren van experimentele studies. Neuro-imaging-onderzoeken hebben de taak vergemakkelijkt om betonconstructies te relateren aan verschillende functies, met behulp van een zeer nuttig hulpmiddel voor dit doel: functionele magnetische resonantiebeeldvorming. Verder .

De geboorte van de neurowetenschappen

Je kunt niet over de geboorte van de neurowetenschappen praten zonder het een naam te geven Vertrekken degene die de theorie van neuronen formuleerde. Zijn bijdrage aan de problemen van ontwikkeling, degeneratie en regeneratie van het zenuwstelsel is nog steeds relevant en wordt nog steeds onderwezen in de faculteiten. Als de neurowetenschappen een geboortedatum moeten krijgen, zou dat in de 19e eeuw zijn.

Met de ontwikkeling van de microscoop en experimentele technieken zoals fixatie en kleuring van weefsels of de studie van de structuren van het zenuwstelsel en hun functionaliteit, begon deze discipline zich te ontwikkelen. De neurowetenschappen hebben echter bijdragen ontvangen uit tal van onderzoeksgebieden die ons hebben geholpen beter te begrijpen hoe de hersenen werken. Dat mag dus gezegd worden daaropvolgende neurowetenschappelijke ontdekkingen zijn multidisciplinair .

Ze hebben een grote bijdrage gekregen van de anatomie, die zich bezighoudt met het lokaliseren van elk deel van het organisme. Vanuit de fysiologie meer gericht op het begrijpen hoe ons lichaam werkt. Van de farmacologie met stoffen die vreemd zijn aan ons organisme, het observeren van de gevolgen hiervan op het lichaam en de biochemie met behulp van stoffen die door het organisme worden uitgescheiden, zoals neurotransmitters.

Ook de psychologie heeft een belangrijke bijdrage geleverd naar de neurowetenschappen via theorie over gedrag en denken. In de loop der jaren is de visie geëvolueerd van een lokaliserend perspectief waarin werd gedacht dat elk gebied van de hersenen een concrete functie had, naar een meer functionele functie waarin het doel is om het globale functioneren van de hersenen te begrijpen.

Cognitieve neurowetenschappen

Neurowetenschappen omvat een zeer breed spectrum van wetenschappen. Van fundamenteel onderzoek tot toegepast onderzoek die werkt met de weerslag van gedragsafhankelijke mechanismen. Binnen de neurowetenschappen bestaat er cognitieve neurowetenschappen die proberen te ontdekken hoe hogere functies zoals taal, geheugen of besluitvorming werken.

De cognitieve neurowetenschappen hebben als hoofddoel de studie van de zenuwvoorstellingen van mentale handelingen . Het richt zich op de neuronale substraten van mentale processen, dat wil zeggen: welke gevolgen heeft wat er in de hersenen gebeurt op ons gedrag en ons denken? Ze zijn geïdentificeerd

Het zijn de associatiegebieden die geen specifieke functie hebben die verantwoordelijk zijn voor het interpreteren, integreren en coördineren van sensorische en motorische functies. Ze zouden verantwoordelijk zijn voor hogere mentale functies. De hersengebieden die de functies geheugen, gedachten, emoties, bewustzijn en persoonlijkheid beheersen, zijn veel moeilijker te lokaliseren.

Het geheugen is verbonden met de hippocampus die zich in het centrum van de hersenen bevindt. Wat emoties betreft, is het bekend dat het limbisch systeem dorst en honger (hypothalamus), agressie (de amygdala) en emoties in het algemeen controleert. Het is in de cortex dat cognitieve vaardigheden zijn geïntegreerd, de plaats waar ons vermogen om bewust te zijn, relaties aan te gaan en complexe redeneringen uit te voeren wordt gevonden.

Hersenen en emoties

Emoties zijn een van de essentiële kenmerken van de normale menselijke ervaring; we voelen ze allemaal. Alle emoties worden uitgedrukt door middel van viscerale motorische veranderingen en stereotiepe motorische en somatische reacties, vooral gezichtsspierbewegingen. Traditioneel werden emoties toegeschreven aan het limbisch systeem. Deze theorie is nog steeds in zwang, maar er zijn ook andere hersengebieden bij betrokken.

De andere gebieden waartoe het emotionele proces zich uitstrekt zijn de amygdala

Viscerale kernen en somatische motoren coördineren de expressie van emotioneel gedrag . Emoties en de activering van het autonome zenuwstelsel zijn nauw met elkaar verbonden. Het voelen van welke emotie dan ook, zoals angst of verrassing, zou onmogelijk zijn zonder een verhoging van de hartslag, zweten, trillen… Het maakt deel uit van de rijkdom aan emoties.

Het toekennen van emotionele expressie aan hersenstructuren geeft het zijn aangeboren natuurlijkheid. Emoties zijn een adaptief hulpmiddel informeert anderen over onze gemoedstoestand . De homogeniteit van uitingen van vreugde, verdriet en woede is aangetoond... in verschillende culturen. Het is een van onze manieren om te communiceren en empathie voor anderen te voelen.

Geheugen: de opslagplaats van de hersenen

Geheugen is een fundamenteel psychologisch proces dat verwijst naar codeert voor het opslaan en ophalen van geleerde informatie . Het belang van het geheugen in ons dagelijks leven heeft aanleiding gegeven tot verschillende onderzoeken over dit onderwerp. Een ander centraal thema in veel onderzoeken is vergeetachtigheid, aangezien veel pathologieën geheugenverlies veroorzaken dat het dagelijks leven ernstig verstoort.

De reden waarom het geheugen zo’n belangrijk onderwerp is, is dat een groot deel van onze identiteit daarin schuilt. Aan de andere kant, zelfs als vergeetachtigheid in pathologische zin ons zorgen baart, weten we dat de hersenen zich moeten ontdoen van nutteloze informatie om informatie te kunnen ontvangen.

Neuronale verbindingen veranderen met hun gebruik of niet-gebruik . Wanneer we informatie vasthouden die niet wordt gebruikt, verzwakken de neuronale verbindingen totdat ze verdwijnen. Op dezelfde manier creëren we nieuwe verbindingen als we iets nieuws leren. Al die lessen die we kunnen associëren met andere begrippen of gebeurtenissen in het leven zullen gemakkelijker te onthouden zijn.

De geheugenkennis nam toe na een onderzoek bij mensen met zeer specifiek geheugenverlies. Het hielp om meer te leren over kortetermijngeheugen en declaratieve geheugenconsolidatie. De beroemde H.M. geval benadrukte het belang van de hippocampus bij het vaststellen van nieuwe herinneringen. Het geheugen van motorische vaardigheden wordt echter gecontroleerd door het cerebellum, de primaire motorische cortex en de basale ganglia.

Taal e

Taal is een van de vaardigheden die ons onderscheidt van de rest van het dierenrijk. Het vermogen om met zo'n precisie te communiceren en de enorme hoeveelheid manieren waarop we onze gedachten en gevoelens kunnen uiten, maken de taal is ons rijkste en nuttigste communicatiemiddel . Dit unieke kenmerk van onze soort heeft ervoor gezorgd dat er veel onderzoek naar is gedaan.

De successen uit de menselijke cultuur zijn gedeeltelijk gebaseerd over de taal die nauwkeurige communicatie mogelijk maakt . Taalvaardigheid hangt af van de integriteit van de verschillende gespecialiseerde gebieden van de associatiecortices in de temporale en frontale kwabben. Bij de meeste mensen bevinden de primaire functies van taal zich in de rechterhersenhelft.

De rechterhersenhelft zou zich bezighouden met emotionele inhoud van taal. Specifieke schade aan hersengebieden kan essentiële taalfuncties in gevaar brengen en uiteindelijk afasie veroorzaken. Afasieën kunnen zeer verschillende kenmerken hebben; u kunt problemen hebben met zowel de articulatie als de productie of het begrijpen van taal.

Noch de taal, noch het denken worden ondersteund door één enkel concreet gebied, maar eerder door een associatie van verschillende structuren . Ons brein werkt zo georganiseerd en complex dat het, wanneer we denken of spreken, meerdere associaties maakt tussen de taken die het uitvoert. Onze eerdere kennis zal nieuwe kennis beïnvloeden in een feedbacksysteem.

Grote ontdekkingen in de neurowetenschappen

Het beschrijven van alle relevante onderzoeken in de neurowetenschappen zou een ingewikkelde en zeer uitgebreide taak zijn. De volgende ontdekkingen hebben enkele vroegere ideeën over hoe onze hersenen werken omvergeworpen en aanleiding gegeven tot nieuwe onderzoeken. Dit is een selectie van enkele belangrijke experimentele onderzoeken uit de duizenden bestaande werken:

Neurogenese(Eriksson 1998). Tot 1998 werd gedacht dat neurogenese alleen plaatsvond tijdens de ontwikkeling van het zenuwstelsel en dat na deze periode de neuronen afstierven zonder opnieuw te worden geproduceerd. Na de experimenten van Erikkson kon echter worden vastgesteld dat neurogenese ook op oudere leeftijd optreedt. De hersenen zijn plastischer en kneedbaarder dan eerder werd gedacht. Contact tijdens de vroege kinderjaren en cognitieve en emotionele ontwikkeling(Lupien 2000). In dit onderzoek werd het belang van lichamelijk contact van het kind tijdens zijn vroege kinderjaren aangetoond. De ontdekking van spiegelneuronen(Rizzolatti 2004). Waar deze studie mee begon, was het vermogen van pasgeboren baby's om de gebaren van anderen te imiteren. Dit leidde tot de ontdekking van spiegelneuronen Cognitieve reserve(Petersen 2009). De ontdekking van cognitieve reserve is de afgelopen jaren zeer relevant geweest. Volgens deze theorie zijn de hersenen in staat om blessures te compenseren. Verschillende factoren beïnvloeden dit vermogen, zoals de scholingsleeftijd, het verrichte werk, het leesgedrag of de sociale kring. Een hoge cognitieve reserve kan de schade bij ziekten zoals de ziekte van Alzheimer compenseren.

De toekomst van de neurowetenschappen: menselijk breinproject

Het Human Brain Project is een door de Europese Unie gefinancierd project dat tot doel heeft een infrastructuur op te bouwen op basis van informatie- en communicatietechnologieën (ICT). Deze infrastructuur heeft tot doel een database op het gebied van de neurowetenschappen beschikbaar te maken voor alle wetenschappers ter wereld. Ontwikkelt zes ICT-gebaseerde platforms:

Neuro-informatica: geeft toegang tot gegevens uit neurowetenschappelijke onderzoeken die over de hele wereld worden uitgevoerd. Hersensimulatie: Zal ​​informatie integreren in uniforme computermodellen om tests uit te voeren die niet mogelijk zouden zijn om persoonlijk uit te voeren. Computergebruik met hoge doorvoer: Het zal de interactieve supercomputertechnologie opleveren die neurowetenschappers nodig hebben voor datamodellering en simulaties. Neuro-informatica spelling: Het zal hersenmodellen transformeren in hardwareapparaten door hun toepassingen te testen. Neuro-robotica: zal onderzoekers in de neurowetenschappen en de industrie in staat stellen te experimenteren met virtuele robots die worden bestuurd door hersenmodellen die in het project zijn ontwikkeld.

Dit project ging van start in oktober 2013 en zal een geschatte looptijd hebben van 10 jaar. De gegevens die in deze enorme database worden verzameld, zullen het werk van toekomstig onderzoek kunnen vergemakkelijken. De vooruitgang van nieuwe technologieën stelt wetenschappers in staat een dieper inzicht in de hersenen te krijgen hoewel fundamenteel onderzoek op dit opwindende gebied nog steeds veel twijfels moet oplossen.

Bibliografie

Eriksson P.S. Perfilieva E. Bjork-Eriksson T. Alborn A.M. Nordborg C. Peterson D.A. GAGE F. Neurogenese bij de volwassen mens Hippocals Nature Medicine.4(11) 1998 1313–1

Kandell ER Schwartz JH en Jessell T.M. Principes van de neurowetenschappen Milan CEA

Lupien S.J. Koning S. Meaney MJ McEwen BS De stresshormoonspiegels van kinderen correleren met de sociaal-economische status en depressieve toestand van de moeder. Biologische psychiatrie 2000 48 976-980.

Purves Augustine Fitzpatrick Hall Lamantia McNamara en Williams.

Rizzolatti G. Craighero L. Het spiegelneuronsysteem. Jaaroverzicht van de neurowetenschappen 2004 27 169–192.

Stern Y. Cognitieve reserve Neuropsychologia 2007 47(10) 2015–2028.