NEUROSCIENCE COGNITIVE: HISTOIRE, CE QU'ELLE ÉTUDIE ET SES APPLICATIONS - GEOGRAFÍA - 2025

La neuroscience cognitive est une discipline qui étudie la manière dont le cerveau reçoit, intègre et traite les informations. Analyse scientifiquement les processus sous-jacents de l'activité mentale. Plus précisément, il se concentre sur la façon dont les mécanismes neuronaux donnent naissance à des fonctions cognitives et psychologiques, qui se manifestent par le comportement.

À partir de cette analyse, il tente d'expliquer à la fois la relation du sujet avec son environnement, ainsi que d'autres aspects sous-jacents: les émotions, la résolution de problèmes, l'intelligence et la pensée.

La relation entre le cerveau et l'esprit est l'une des questions philosophiques les plus importantes de tous les temps. La neuroscience cognitive tente de répondre à une question fondamentale: comment un état mental peut-il provenir d'un ensemble de cellules possédant certaines propriétés électrophysiologiques et chimiques?

Cette discipline étudie la fonction cérébrale dans une perspective scientifique et ouverte. Une partie de l'analyse cellulaire et moléculaire pour comprendre les fonctions supérieures telles que le langage et la mémoire.

La neuroscience cognitive est une discipline relativement récente, émergeant de la convergence des neurosciences et de la psychologie cognitive. Les avancées scientifiques, notamment le développement des techniques de neuroimagerie, ont permis l'émergence d'une science interdisciplinaire où les connaissances sont complémentaires.

En fait, il englobe les connaissances de différentes disciplines telles que la philosophie, la psychobiologie, la neurologie, la physique, la linguistique, etc.

L'objet de l'étude des neurosciences cognitives a fait que chaque jour plus d'intérêt est suscité dans la société. Cela se traduit par l'augmentation des groupes de recherche dédiés à ce domaine, avec l'augmentation conséquente des publications scientifiques.

Antécédents historiques

Les origines des neurosciences cognitives pourraient être localisées dans la philosophie ancienne, une période au cours de laquelle les penseurs se préoccupaient beaucoup de l'esprit.

Aristote croyait que le cerveau était un organe inutile et qu'il ne servait qu'à refroidir le sang. Ce philosophe a attribué l'origine de la fonction mentale au cœur.

Galien

Il semble que ce soit Galien au deuxième siècle après JC qui prétendit que le cerveau était à l'origine de l'activité mentale. Même s'il croyait que la personnalité et l'émotion étaient générées dans d'autres organes.

Andreas Vesalius

Cependant, c'est le médecin néerlandais Andreas Vesalius au XVIe siècle qui a souligné que le cerveau et le système nerveux sont le centre de l'esprit et des émotions. Ces idées ont eu une grande influence sur la psychologie et, à leur tour, ont contribué au développement de la neuroscience cognitive.

Phrénologie

Un autre tournant dans l'histoire des neurosciences cognitives a été l'émergence de la phrénologie au début du 19e siècle. Selon cette pseudoscience, le comportement humain pourrait être déterminé par la forme du crâne.

Ses principaux représentants, Franz Joseph Gall et JG Spurzheim, ont fait valoir que le cerveau humain était divisé en 35 sections différentes. La phrénologie a été critiquée parce que ses prémisses n'ont pas été scientifiquement prouvées.

À partir de ces idées, deux courants de pensée ont été créés, appelés localisateurs et anti-localisationnistes (théorie des champs agrégés). Selon le premier, les fonctions mentales sont localisées dans des zones spécifiques du cerveau.

Broca et Wernicke

Les contributions de Broca et Wernicke ont été essentielles pour la neuroscience cognitive. Ils ont étudié les zones qui contrôlent le langage et comment les lésions de celles-ci peuvent provoquer l'aphasie. Grâce à eux, une vision de localisation s'est répandue.

Selon la théorie de l'anti-localisation ou du champ agrégé, toutes les zones du cerveau participent aux fonctions mentales. Le physiologiste français Jean Pierre Flourens a mené plusieurs expériences avec des animaux qui lui ont permis de conclure que le cortex cérébral, le cervelet et le tronc cérébral fonctionnent dans leur ensemble.

Santiago Ramón y Cajal

Dans cette évolution, la doctrine des neurones développée par Santiago Ramón y Cajal est fondamentale. Selon cette doctrine, les neurones sont la partie la plus fondamentale du système nerveux. Ce sont des cellules discrètes, c'est-à-dire qu'elles ne se connectent pas pour former un tissu, mais sont génétiquement et métaboliquement différentes des autres cellules.

Au XXe siècle, les progrès de la psychologie expérimentale étaient également très importants pour les neurosciences cognitives. Surtout la démonstration que certaines tâches sont effectuées à travers des phases de traitement discrètes.

De même, les études sur les soins sont pertinentes. Au cours de cette période, on a commencé à penser que le comportement observable n'était pas suffisant pour étudier pleinement les fonctions cognitives. Des recherches supplémentaires étaient plutôt nécessaires sur le fonctionnement du système nerveux, les mécanismes sous-jacents au comportement.

Les hypothèses théoriques de cette discipline ont été formulées entre les années 1950 et 1960, à partir des approches de la psychologie expérimentale, de la neuropsychologie et des neurosciences.

Terme de neuroscience cognitive

Le terme «neuroscience cognitive» a été inventé par George Miller et Michael Gazzaniga à la fin des années 1970. Il est venu d'un cours qu'ils ont organisé au Cornell Medical College sur les bases biologiques de la cognition humaine.

Son objectif était d'en améliorer la compréhension, affirmant que la meilleure approche était d'étudier des sujets humains en bonne santé avec des techniques à la fois des sciences du cerveau et des sciences cognitives.

Cependant, ce n'est probablement qu'en 1982 que le premier écrit avec ce terme a été publié. Il a été appelé "Neuroscience cognitive: développements vers une science de synthèse" par Posner, Pea et Volpe.

Informatique

L'informatique a apporté des contributions importantes aux neurosciences cognitives. Plus précisément, l'intelligence artificielle a donné à cette discipline le langage des explications de la fonction cérébrale.

Comme l'objectif de l'intelligence artificielle est de construire des machines qui ont un comportement intelligent, la première étape pour y parvenir est de déterminer les processus de comportement intelligent pour programmer la hiérarchie de ces processus.

Le calcul est étroitement lié à la cartographie cérébrale. Pour cette raison, l'émergence de la technologie de cartographie cérébrale a été un aspect fondamental dans l'avancement de la méthodologie des neurosciences cognitives. Surtout, le développement de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et de la tomographie par émission de positons.

Cela a permis aux psychologues cognitifs de créer de nouvelles stratégies expérimentales pour étudier la fonction cérébrale.

Domaines d'étude des neurosciences cognitives

IRM du cerveau

- Analyse moléculaire: pour connaître en détail le fonctionnement des processus mentaux il est nécessaire d'étudier le rôle des molécules et leurs interactions. La neuroscience cognitive cherche à décrire les bases moléculaires de l'influx nerveux, la physiologie des neurotransmetteurs, ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués dans les substances addictives.

- Analyse cellulaire: la neuroscience cognitive a le neurone comme principale cellule d'étude. Il est donc important de connaître leur fonctionnement, leurs types, leur interaction avec d'autres neurones, comment ils se développent tout au long de la vie, etc.

- Analyse des réseaux neuronaux: il s'agit de l'étude de l'ensemble des neurones qui composent les réseaux d'activité, qui sont à la base des processus cognitifs et émotionnels. Les circuits neuronaux liés aux systèmes circulatoire, visuel, auditif, moteur, etc. sont analysés.

- Analyse comportementale: ici le fonctionnement des systèmes neuronaux qui permettent des comportements complexes tels que la mémoire, des comportements motivés comme la faim ou le sexe, la vigilance ou le sommeil, etc. sont décrits.

- Analyse cognitive: cette analyse implique la compréhension des processus neuronaux qui permettent l'exécution de fonctions mentales supérieures telles que le langage, le raisonnement, le contrôle exécutif, l'imagination, etc.

L'étude des patients présentant des déficits cognitifs causés par des lésions cérébrales est également essentielle pour les neurosciences cognitives. Il s'agit de comparer des cerveaux sains avec ceux atteints d'un trouble. Ainsi, des conclusions peuvent être tirées sur les processus cognitifs affectés et intacts et les circuits neuronaux impliqués.

Applications de la neuroscience cognitive

La neuroscience cognitive joue un rôle fondamental dans la compréhension de l'esprit humain.

La connaissance des fonctions cognitives associées et complétées au fonctionnement physique du cerveau, permet de créer de nouvelles théories sur le fonctionnement de l'esprit humain.

Cela permet de savoir ce qui se passe lorsqu'un certain trouble ou blessure apparaît et affecte une fonction cognitive.

Cette augmentation des connaissances permet également de perfectionner les méthodes de traitement de troubles tels que: difficultés d'apprentissage, schizophrénie, anxiété, psychopathie, troubles du sommeil, trouble bipolaire, problèmes de mémoire, etc.

D'autre part, la neuroscience cognitive est utile en recherche simplement pour savoir comment les processus cognitifs sont produits et séquencés.

De nombreux professionnels utilisent ces connaissances pour programmer de meilleures stratégies pédagogiques dans les écoles (neuroéducation), pour concevoir des publicités qui nous captivent (neuromarketing), voire pour améliorer les performances sportives.

Neurosciences et psychologie cognitive

La psychologie cognitive est apparue au milieu du XXe siècle en réaction au comportementalisme dominant. Le comportementalisme défendait que, bien que les processus mentaux ne puissent être observables, ils pouvaient être étudiés scientifiquement indirectement par des expériences concrètes.

Certaines variables telles que la performance sur les tâches ou les temps de réaction, ont généré des preuves sur les fonctions psychiques. À partir de là, une source de connaissances a été générée qui a évolué à partir de différents modèles théoriques.

Pendant un certain temps, la neuropsychologie cognitive et les neurosciences ont avancé de différentes manières, puisque la première s'est concentrée sur le comment et non le où, laissant l'étude des structures anatomiques entre les mains des neurophysiologistes.

Matériel Softfare

Cette distinction est similaire à celle que vous faites entre le logiciel et le matériel dans un système informatique. Un programme informatique a une logique de fonctionnement indépendante du matériel ou du système matériel dans lequel il est exécuté.

Le même programme informatique peut être installé sur différents ordinateurs, sans que la nature du matériel décrive le fonctionnement du logiciel. Cette vision est très simpliste et a conduit certains psychologues à penser que l'analyse des systèmes neuronaux ne fournit aucune information sur la fonction psychologique.

Cette perspective a été déformée par les dernières avancées scientifiques. Il est actuellement affirmé qu'une vision multidisciplinaire de la neuroscience cognitive conduit à son développement ultérieur. La neuroscience et la psychologie cognitive sont des disciplines complémentaires plutôt qu'exclusives.

Techniques de neuroimagerie

Les données obtenues à partir des techniques de neuroimagerie sont des variables qui génèrent plus de valeur que celles qui existent déjà. Ainsi, lors de l'étude d'une fonction mentale, il existe des valeurs telles que la réponse électromyographique des muscles, la connectivité électrique de la peau, etc.

La tomographie par émission de positrons et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle permettent d'évaluer les changements hémodynamiques dans le cerveau. En plus d'autres données fournies par les techniques de magnétoencéphalographie.

De même, l'approche cognitive traditionnelle s'est avérée insuffisante pour décrire l'ensemble du fonctionnement mental complexe. Il n'est donc pas possible de faire une distinction radicale entre logiciel et matériel, car il existe de nombreuses relations qui rendent nécessaire l'approche multidisciplinaire fournie par les neurosciences cognitives.

De même, la psychologie cognitive a beaucoup à apporter aux neurosciences. Il l'enrichit et contribue à l'approche théorique des données obtenues à partir d'un scanner cérébral.

Description des processus cognitifs et émotionnels

La neuroscience cognitive n'est donc pas seulement une étude anatomique et physiologique du cerveau. Son objectif est plutôt de décrire la base matérielle des processus cognitifs et émotionnels.

La psychologie dispose d'excellents outils et modèles théoriques pour expliquer le comportement humain et l'activité mentale, ce qui peut apporter de grandes contributions aux neurosciences. Ainsi, l'ensemble des données peut être expliqué à partir d'une théorie cohérente, ce qui peut donner lieu à de nouvelles hypothèses qui servent d'étude.

Références

1. Neuroscience cognitive. (sf). Récupéré le 28 février 2017 sur Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. Corkin, S. (2006). Neuroscience cognitive. Obtenu du Massachusetts Institute of Technology: MIT OpenCourseWare: ocw.mit.edu.
3. Escera, C. (2004). Approche historique et conceptuelle de la neuroscience cognitive. Cognitive, 16 (2), 141-61.
4. Kosslyn, SM et Koenig, O. (1992). Esprit humide: la nouvelle neuroscience cognitive. New York: La presse libre.
5. Milner, B., Squire, LR et Kandel, ER (1998). Neuroscience cognitive et étude de la mémoire. Neuron, 20 (3), 445-468.
6. Poldrack, RA, Kittur, A., Kalar, D., Miller, E., Seppa, C., Gil, Y.,… et Bilder, RM (2011). L'atlas cognitif: vers une base de connaissances pour les neurosciences cognitives. Frontiers in neuroinformatics, 5, 17.
7. Redolar Ripoll, D. (2014). Neuroscience cognitive. Buenos Aires; Madrid: Éditorial Médica Panamericana.
8. Tudela, P. et Bajo Molina, MT (2016). Esprit et cerveau: de la psychologie expérimentale aux neurosciences cognitives: Pío Tudela, une trajectoire scientifique. Madrid: Alliance éditoriale.