La Neurociencia cognitiva es un área académica que se ocupa del estudio científico de los mecanismos biológicos subyacentes a la cognición, con un enfoque específico en los sustratos neurales de los procesos mentales y sus manifestaciones conductuales. Se pregunta acerca de cómo las funciones psicológicas y cognitivas son producidas por el sistema nervioso. La neurociencia cognitiva es una rama tanto de la psicología así como de la neurociencia, unificando e interconectando con varias subdisciplinas tales como la neuropsicología, psicología cognitiva, psicobiología y neurobiología. Antes del advenimiento de la tecnología de resonancia magnética funcional, esta rama de la ciencia era llamada psicobiología cognitiva. Los científicos que se dedican a esta área normalmente tienen estudios de base en psicología experimental o neurobiología, pero pueden provenir de varias disciplinas, tales como la psiquiatría, neurología, física, matemática, lingüística, y filosofía, o especializaciones como la neuropsiquiatría.
Los métodos empleados en la neurociencia cognitiva incluyen paradigmas experimentales de psicofísica y de la psicología cognitiva, neuroimaginamiento funcional, genómica cognitiva, genética conductual, así como también estudios electrofisiológicos de sistemas neuronales. Estudios clínicos en psicopatología en pacientes con déficit cognitivos, constituye un aspecto importante de la neurociencia cognitiva. Las principales aproximaciones teóricas son la neurociencia computacional y las más tradicionales y descriptivas teorías psicocognitivas, como por ejemplo la psicometría.
Las primeras raíces de la neurociencia cognitiva están en la frenología, la cual es una teoría pseudocientífica que sostenía que la conducta puede estar determinada por la forma del cráneo. A comienzos del siglo XIX, Franz Joseph Gall y J. G. Spurzheim sostuvieron que el cerebro humano estaba seccionado entre aproximadamente 35 diferentes regiones. En su libro, “La Anatomía y la Fisiología del Sistema Nervioso en General, y del Cerebro en Particular”, Gall postuló que un bulto mayor en una de estas áreas significaba que esa parte del cerebro estaba siendo usada más frecuentemente por esa persona. Esta teoría ganó atención pública significativa, llevando a la publicación de diarios de frenología y la creación de frenómetros, instrumentos que medían los chichones en la cabeza de la gente.
Pierre Flourens, un psicólogo experimental francés, fue uno de los muchos científicos que desafió las posturas de los frenólogos. A través de su estudio de conejos y palomas, descubrió que las lesiones en áreas particulares del cerebro producían cambios no discernibles en el comportamiento. Propuso que el cerebro es un campo agregado, en el sentido que diferentes áreas del cerebro participaban en el comportamiento.
Estudios de origen europeos por científicos tales como John Hughlings Jackson causaron que la visión locacionalista o seccionista del cerebro resurgiera como la principal manera de entender el comportamiento. Jackson estudió pacientes con daño cerebral, particularmente aquellos con epilepsia. Descubrió que los pacientes epilépticos a menudo hacían los mismos movimientos clónicos y tónicos de músculos durante sus ataques. Esto llevó a Jackson a proponer un mapa topográfico del cerebro, el cual fue esencial para el futuro entendimiento de los lóbulos cerebrales.
En 1861, el neurólogo francés Paul Broca se encontró con un hombre que era capaz de entender el lenguaje pero incapaz de hablar. Este hombre podía sólo producir el sonido “tan”. Más tarde se supo que el hombre tenía daño en un área de su lóbulo frontal ahora conocido como el área de Broca. Karl Wernicke, un neurólogo alemán, encontró un paciente similar, a excepción de que este paciente podía hablar fluidamente pero no sensiblemente. El paciente fue una víctima de un accidente cerebrovascular, y no podía entender lenguaje oral o escrito. El paciente tenía un lesión en el área donde el lóbulo parietal izquierdo y el lóbulo temporal se encontraban, ahora conocido como el área de Wernicke. Estos casos fuertemente apoyaban las posturas localicionalistas o seccionistas del cerebro, porque una lesión causaba cambios conductuales específicos en ambos de estos pacientes. En 1870, el médico Eduard Hitzig y Gustav Fritsch publicaron sus descubrimientos acerca del comportamiento animal. Hitzig y Fritsch aplicaron corriente eléctrica través en la corteza cerebral de un perro, causando movimientos característicos del animal dependiendo donde la corriente era aplicada. Debido a que diferentes áreas producían diferentes movimientos, los médicos concluyeron que el comportamiento estaba radicado a nivel celular. El neuroanatomista alemán Korbinian Brodmann usó técnicas de tinción de tejidos desarrolladas por Franz Nissl para ver las diferentes tipos de células en el cerebro. A través de este estudio, Brodmann concluyó en año 1909 que el cerebro humano consistía de cincuenta y dos áreas diferentes, ahora llamadas áreas de Brodmann. Muchas de las distinciones de Brodmann eran muy precisas, tal como por ejemplo la diferenciación entre el área de Brodmann 17 y el área de Brodmann 18.
A principios del siglo XX, Santiago Ramón y Cajal y Camilo Golgi comenzaron a trabajar en la estructura de la neurona. Golgi desarrolló un método de tinción de plata que podía enteramente teñir varias células en un área particular, llevándolo a creer que las neuronas estaban directamente conectadas unas con otras en un citoplasma. Cajal desafió esta teoría luego de teñir áreas del cerebro que tenían menos mielina y descubriendo que las neuronas eran células discretas. Cajal también descubrió que las neuronas transmiten señales eléctricas sólo en un sentido. Ambos Golgi y Cajal ganaron un Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1906 por su trabajo en la doctrina de la neurona.
El 11 de septiembre de 1956, una reunión a gran escala de cognitivistas se llevó a cabo en el Massachusetts Institute of Technology. George A. Miller presentó su informe “The Magical Number Seven, Plus or Minus Two", mientras que el profesor Noam Chomsky y Newell y Simon presentaron sus descubrimientos en ciencia computacional. Ulric Neisser comentó sobre varios de los descubrimientos en su libro de 1967 Psicología Cognitiva. El término “sicología” había estado decayendo en las décadas de 1950 y 1960, causando que la gente se refiriera al área disciplinara como “ciencia cognitiva”. Conductialistas como Miller comenzaron a enfocarse en la representación del lenguaje más que el comportamiento general del individuo. La proposición de David Marr de la representación jerárquica de la memoria causaba que muchos psicólogos adoptaran la idea de que las habilidades mentales requerían procesamiento significativo en el cerebro, incluyendo algoritmos.
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