Когнитивная нейропсихология — это раздел когнитивной психологии , который стремится понять, как структура и функции мозга связаны с определенными психологическими процессами. Когнитивная психология — это наука, которая изучает, как психические процессы отвечают за когнитивные способности хранить и создавать новые воспоминания, производить язык, распознавать людей и предметы, а также нашу способность рассуждать и решать проблемы. Когнитивная нейропсихология уделяет особое внимание изучению когнитивных эффектов черепно -мозговой травмы или неврологического заболевания с целью выведения моделей нормального когнитивного функционирования. Доказательства основаны на исследованиях случаев отдельных пациентов с повреждением мозга, у которых наблюдаются дефициты в областях мозга, и у пациентов, у которых наблюдаются двойные диссоциации . Двойные диссоциации включают двух пациентов и две задачи. Один пациент имеет нарушения в одной задаче, но нормален в другой, в то время как другой пациент нормален в первой задаче и нарушен в другой. Например, пациент А будет плохо читать печатные слова, но при этом будет нормально понимать устную речь, в то время как пациент Б будет нормально понимать письменные слова и будет плохо понимать устную речь. Ученые могут интерпретировать эту информацию, чтобы объяснить, как существует единый когнитивный модуль для понимания слов. Из таких исследований исследователи делают вывод, что различные области мозга являются высокоспециализированными. Когнитивную нейропсихологию можно отличить от когнитивной нейронауки , которая также интересуется пациентами с повреждениями мозга, но особенно сосредоточена на раскрытии нейронных механизмов, лежащих в основе когнитивных процессов. [1]
Когнитивная нейропсихология берет свое начало в подходе к составлению диаграмм для расстройств языка , который появился во второй половине 19 века. Открытие того, что афазия принимает различные формы в зависимости от места повреждения мозга, предоставило мощную основу для понимания функций мозга. [3]
В 1861 году Поль Брока сообщил о посмертном исследовании пациента с афазией , который был безмолвным, за исключением одного бессмысленного слова: «Тан». Брока показал, что была повреждена область левой лобной доли . Поскольку Тан не мог воспроизводить речь, но все еще мог ее понимать, Брока утверждал, что эта область может быть специализирована для производства речи и что языковые навыки могут быть локализованы в этой области коры . Брока провел похожее исследование на другом пациенте, Лелонге, несколько недель спустя. Лелонг, как и Тан, мог понимать речь, но мог повторять только те же пять слов. После обследования его мозга Брока заметил, что у Лелонга было поражение примерно в той же области, что и у его пациента Тана. Он также заметил, что у более чем 25 пациентов с афазией , которых он обследовал , у всех были поражения левой лобной доли, но не было повреждений правого полушария мозга. Из этого он сделал вывод, что функция речи, вероятно, локализована в нижней лобной извилине левого полушария мозга, области, ныне известной как зона Брока .
Карл Вернике впоследствии сообщил о пациентах с повреждением глубже в височной доле, которые могли говорить, но не могли понимать, что им говорили, что предоставило доказательства двух потенциально взаимосвязанных языковых центров. Эти клинические описания были интегрированы в теорию организации языка Лихтгеймом . [ 4] Впоследствии эти модели использовались и развивались для информирования о чтении Дежерина , теории действия Липмана и отчета Лиссауэра 1890 года о распознавании объектов и отчета Левандовски и Штадельмана 1908 года о вычислении.
Однако в начале 20 века последовала реакция на чрезмерно точные отчеты неврологов, создававших диаграммы. Пьер Мари в 1906 году оспорил выводы, противоречащие предыдущим свидетельствам о зонах Брока, а Генри Хед в 1926 году напал на всю область церебральной локализации.
Современная наука когнитивной нейропсихологии возникла в 1960-х годах под влиянием идей невролога Нормана Гешвинда , который продемонстрировал, что идеи Брока и Вернике по-прежнему клинически актуальны. Другим стимулом для этой дисциплины стала когнитивная революция и развивающаяся наука когнитивной психологии , которая возникла как реакция на бихевиоризм в середине 20-го века. [5] В середине 1950-х годов психологи признали, что структуру систем обработки ментальной информации можно исследовать научно приемлемыми способами. Они разработали и применили новые модели когнитивной обработки для объяснения экспериментальных данных не только из исследований речи и языка, но и из исследований избирательного внимания. [6] Когнитивные психологи и клинические нейропсихологи развили больше исследовательских совместных работ, чтобы лучше понять эти расстройства. Возрождение нейропсихологии было отмечено публикацией двух основополагающих совместных статей от Маршалла и Ньюкомба (1966) о чтении и Уоррингтона и Шэллиса (1969) о памяти. [6] Впоследствии работы таких пионеров, как Элизабет Уоррингтон , Бренда Милнер , Тим Шэллис , Алан Баддели и Лоуренс Вайскранц, продемонстрировали, что неврологические пациенты являются важным источником данных для когнитивных психологов.
Менее чем за десятилетие нейропсихология была полностью восстановлена. Были признаны и другие достижения в нейропсихологии: создание первой крупной книги, обсуждающей нейропсихологию с использованием когнитивного подхода, Deep Dyslexia , в 1980 году после научной встречи по этой теме в Оксфорде в 1977 году, рождение журнала Cognitive Neuropsychology в 1984 году и публикация первого учебника по нейропсихологии, Human Cognitive Neuropsychology в 1988 году. [6]
Особой областью интереса была память. Пациенты с амнезией , вызванной повреждениями гиппокампа в височной коре и областях среднего мозга (особенно мамиллярных тел ), представляли ранний интерес. Пациент с тяжелой формой амнезии не сможет вспомнить встречу с экзаменатором, если он выйдет из комнаты и вернется, не говоря уже о событиях предыдущего дня ( эпизодическая память ), но он все равно сможет научиться завязывать шнурки ( процедурная память ), запомнить ряд чисел на несколько секунд ( кратковременная память или рабочая память ) и сможет вспомнить исторические события, которые они изучали в школе ( семантическая память ). Напротив, пациенты могут потерять свои способности к кратковременной памяти, сохранив при этом функции долговременной памяти. Многие другие исследования, подобные этому, были проведены в области нейропсихологии, изучающей поражения и их влияние на определенные области мозга и их функции.
Исследования амнезического пациента Генри Молисона , ранее известного как пациент HM, обычно упоминаются как некоторые из предшественников, если не начало современной когнитивной нейропсихологии. Молисону хирургическим путем удалили части медиальных височных долей для лечения трудноизлечимой эпилепсии в 1953 году. Большая часть гиппокампа также была удалена вместе с медиальными височными долями. Лечение оказалось успешным в снижении его опасных припадков , но оставило его с глубокой, но избирательной амнезией. После операции Молисон смог вспомнить некоторые важные события, произошедшие до операции, такие как крах фондового рынка в 1929 году, но был сбит с толку относительно многих других и больше не мог формировать новые воспоминания. Этот случайный эксперимент показал ученым, как мозг обрабатывает различные типы памяти. Поскольку нарушение Молисона было вызвано хирургическим вмешательством, были известны поврежденные части его мозга, информация, которая обычно не была известна во времена, когда точная нейровизуализация не получила широкого распространения. Ученые пришли к выводу, что гиппокамп необходим для создания новых воспоминаний, но не нужен для восстановления старых; это два отдельных процесса. Они также поняли, что гиппокамп и медиальные височные доли, обе области, удаленные из Молисона, являются областями, ответственными за преобразование кратковременной памяти в долговременную.
Большая часть ранней работы когнитивной нейропсихологии была выполнена с ограниченной ссылкой на подробную локализацию патологии мозга. Нейровизуализация была относительно неточной, и другие анатомически обоснованные методы также были ограничены. Акцент многих исследователей вплоть до 1990 года был сделан на анализе моделей когнитивного дефицита, а не на том, где была локализована травма. [7] Несмотря на отсутствие подробных анатомических данных, исследования чтения, языка и памяти имели ряд важных последствий. Первое заключается в том, что определенные когнитивные процессы (такие как язык) могут быть повреждены отдельно от других, и поэтому могут обрабатываться отдельными и независимыми когнитивными (и нейронными) процессами. (Более подробную информацию о когнитивном нейропсихологическом подходе к языку см. у Элеоноры Саффран и других.) Второе заключается в том, что такие процессы могут быть локализованы в определенных областях мозга. Хотя оба эти утверждения все еще в некоторой степени спорны, их влияние привело к сосредоточению внимания на травме мозга как на потенциально плодотворном способе понимания взаимосвязи между психологией и нейронаукой .
Ключевым подходом в когнитивной нейропсихологии было использование отдельных случаев и диссоциации в качестве средств проверки теорий когнитивной функции. Например, если теория утверждает, что чтение и письмо — это просто разные навыки, вытекающие из одного когнитивного процесса, то невозможно найти человека, который после травмы мозга может писать, но не читать, или читать, но не писать. Такое избирательное распределение навыков предполагает, что разные части мозга специализируются на разных процессах, и поэтому когнитивные системы разделимы.
Философ Джерри Фодор оказал особое влияние на когнитивную нейропсихологию, особенно благодаря идее о том, что разум или, по крайней мере, некоторые его части могут быть организованы в независимые модули. Доказательства того, что когнитивные навыки могут быть повреждены независимо, в некоторой степени подтверждают эту теорию, хотя ясно, что некоторые аспекты разума (например, убеждения ) вряд ли будут модульными. Фодор, строгий функционалист , отвергает идею о том, что неврологические свойства мозга имеют какое-либо отношение к его когнитивным свойствам, и сомневается во всей дисциплине когнитивной нейропсихологии.
Благодаря усовершенствованным методам нейровизуализации стало возможным сопоставлять закономерности нарушений со знанием того, какие именно части нервной системы повреждены, что позволяет исследовать ранее не обнаруженные функциональные связи ( метод поражения ). Современная когнитивная нейропсихология использует многие из тех же методов и технологий из более широкой науки нейропсихологии и таких областей, как когнитивная нейронаука . Они могут включать нейровизуализацию , электрофизиологию и нейропсихологические тесты для измерения либо функции мозга, либо психологической эффективности. Полезные технологии в когнитивной нейропсихологии включают позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) и функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). Эти методы позволяют идентифицировать области мозга, ответственные за выполнение определенных когнитивных задач, путем измерения кровотока в мозге. ПЭТ-сканеры распознают низкоуровневое излучение в мозге и создают трехмерные изображения, тогда как фМРТ работает на магнитном сигнале и используется для «картирования мозга». Электроэнцефалография (ЭЭГ) регистрирует электрическую активность мозга и может идентифицировать изменения, которые происходят в течение миллисекунд. ЭЭГ часто используется у пациентов с эпилепсией для выявления судорожной активности.
Принципы когнитивной нейропсихологии недавно были применены к психическим заболеваниям , с целью понять, например, что изучение заблуждений может рассказать нам о функции нормальных убеждений. Эта относительно молодая область известна как когнитивная нейропсихиатрия .
» часто подразумевает чисто функциональный подход к пациентам с когнитивными нарушениями, который не использует и не поощряет интерес к доказательствам и идеям о системах и процессах мозга.
