Deneysel nöropsikoloji

Bilişsel nöropsikoloji, beynin yapısı ve işlevinin belirli psikolojik süreçlerle nasıl ilişkili olduğunu anlamayı amaçlayan bilişsel psikolojinin bir dalıdır. Bilişsel psikoloji, zihinsel süreçlerin yeni anılar saklama ve üretme, dil üretme, insanları ve nesneleri tanıma, akıl ve problem çözme yeteneğimizin bilişsel yeteneklerimizden nasıl sorumlu olduğunu inceleyen bilimdir. Bilişsel nöropsikoloji, normal bilişsel işlevsellik modellerinin çıkarımını sağlamak amacıyla beyin hasarı veya nörolojik hastalığın bilişsel etkilerini incelemeye özel bir vurgu yapar. Kanıtlar, beyin bölgelerinde eksiklik gösteren ve çift ayrışma sergileyen hastaların beyin hasarlı bireysel vaka çalışmalarına dayanmaktadır. Çifte ayrışma iki hasta ve iki görevi içerir. Bir hasta bir görevde bozulmuş, diğerinde normal iken, diğer hasta ilk görevde normal, diğerinde ise bozulmuştur. Örneğin, A hastası basılı sözcükleri okumada başarısız olmasına rağmen konuşulan sözcükleri normal şekilde anlıyor olabilir. Öte yandan B hastası yazılı sözcükler anlamada normal ve konuşulan sözcükleri anlamada başarısız olacaktır. Bilim insanları bu bilgiyi, sözcük anlama için nasıl tek bir bilişsel modülün olduğunu açıklamak için yorumlayabilirler. Bunun gibi çalışmalardan araştırmacılar, beynin farklı alanlarının son derece uzmanlaşmış olduğunu ortaya koyuyor. Bilişsel nöropsikoloji, beyin hasarlı hastalarla da ilgilenen bilişsel sinirbilimden ayırt edilebilir, ancak bilişsel süreçlerin altında yatan sinirsel mekanizmaları ortaya çıkarmaya odaklanmıştır.

Bilişsel nöropsikolojinin kökleri, 19. yüzyılın ikinci yarısında başlayan dil bozukluğuna yaklaşım gösteren diyagramdadır. Afazinin, beyin hasarının konumuna bağlı olarak farklı biçimler aldığı keşfi, beyin işlevini anlamak için güçlü bir çerçeve sağlamıştır.

1861'de Paul Broca, tek bir saçmalık kelime olan "Tan" dışında suskun olan afazi bir hastayı post-mortem çalıştığını bildirdi. Broca, sol frontal lobun bir alanının hasar gördüğünü gösterdi. Tan konuşma üretemediği, ancak yine de anlayabildiği için, Broca bu alanın konuşma üretimi için uzmanlaşabileceğini ve dil becerilerinin bu kortikal alanda yerelleştirilebileceğini savundu. Broca, birkaç hafta sonra başka bir hasta olan Lelong üzerinde de benzer bir çalışma yaptı. Tan gibi Lelong konuşmayı anlayabiliyordu, ancak aynı 5 kelimeyi tekrar edebiliyordu. Beynini inceledikten sonra Broca, Lelong'un hastası Tan'la yaklaşık olarak aynı bölgede bir lezyonu olduğunu fark etti. Ayrıca afazi ile incelediği 25'ten fazla hastada hepsinin sol frontal lobda lezyonları olduğunu, ancak beynin sağ yarıküresinde hasar olmadığını fark etti. Bundan sonra, konuşma işlevinin muhtemelen beynin sol yarıküresinin aşağı frontal girusunda, şu anda Broca bölgesi olarak bilinen bir bölgede lokalize olduğu sonucuna vardı.

Karl Wernicke daha sonra temporal lobda konuşabilen ancak kendilerine söylenenleri anlayamayan ve potansiyel olarak birbirine bağlı iki dil merkezi için kanıt sağlayarak hasarı olan hastaları bildirdi. Bu klinik açıklamalar Lichtheim tarafından bir dil organizasyonu teorisine entegre edildi. Daha sonra bu modeller Dejerine'nin okuma, Liepmann'ın hareket teorisi ve Lissauer'in 1890 nesne tanıma hesabı ve Lewandowsky ve Stadelmann'ın 1908 hesaplama hesabını bilgilendirmek için kullanıldı ve geliştirildi.

Bununla birlikte, 20. yüzyılın başlarında, nörologları yapan şemanın aşırı kesin açıklamalarına bir tepki görüldü. Pierre Marie, 1906'da Broca'nın alanlarına dair önceki kanıtlara karşı sonuçlara itiraz etti ve Henry Head 1926 serebral lokalizasyonunun tüm alanına saldırdı.

Modern bilişsel nöropsikoloji bilimi, 1960'larda Broca ve Wernicke'nin görüşlerinin hala klinik olarak anlamlı olduğunu gösteren nörolog Norman Geschwind'in görüşleri ile ortaya çıktı. Disiplinin bir diğer uyarıcısı, “Bilişsel Devrim” ve 20. yüzyılın ortalarında davranışçılığa bir tepki olarak ortaya çıkan artan bilişsel psikoloji bilimi idi. 1950'lerin ortalarında psikologlar, zihinsel bilgi işleme sistemlerinin yapısının bilimsel olarak kabul edilebilir yollarla araştırılabileceğini kabul ettiler. Sadece konuşma ve dil çalışmalarından değil, aynı zamanda seçici ilgi alanlarından elde edilen deneysel verileri açıklamak için yeni bilişsel işleme modelleri geliştirdiler ve uyguladılar. Bilişsel psikologlar ve klinik nöropsikologlar, bu bozuklukları daha iyi anlamak için daha fazla araştırma işbirliği geliştirdiler. Nöropsikolojinin yeniden doğuşu, Marshall & Newcombe'dan (1966) okuma ve Warrington & Shallice'den (1969) bellekte iki seminal ortak çalışma makalesinin yayınlanmasıyla işaretlendi. Daha sonra, Elizabeth Warrington, Brenda Milner, Tim Shallice, Alan Baddeley ve Lawrence Weiskrantz gibi öncülerin çalışmaları, nörolojik hastaların bilişsel psikologlar için önemli bir veri kaynağı olduğunu gösterdi.

Nöropsikolojinin tamamen yeniden kurulması on yıldan daha az sürdü. Nöropsikolojide daha fazla başarı elde edildi: nöropsikolojiyi bilişsel bir yaklaşımla tartışan ilk büyük kitabın kurulması, 1980'de 1977'de Oxford'daki konuyla ilgili bilimsel bir toplantıdan sonra Deep Disleksi ve Bilişsel Nöropsikoloji dergisinin doğuşu ve 1988 yılında ilk nöropsikoloji, İnsan Bilişsel Nöropsikoloji ders kitabının yayınlanması.

Özel bir ilgi alanı hafıza idi. Temporal korteks ve orta beyin bölgelerindeki hipokampüs yaralanmaları nedeniyle amnezi olan hastalar (özellikle mamiller cisimler erken ilgi çekmiştir. Şiddetli amnezi vakası olan bir hasta, bir önceki günün olaylarını (epizodik bellek) bırakıp odadan çıkıp geri dönerse, kontrol pilotuyla buluşmayı hatırlayamayacak, ancak yine de ayakkabılarını nasıl bağlayabileceklerini öğrenebilecekler (prosedürel bellek), birkaç saniye sayı dizisi (hatırlamak kısa süreli hafıza veya çalışma belleği) ve tarihsel olayları okulda (öğrendikleri çağırmak mümkün semantik hafızada). Aksine, hastalar uzun süreli hafıza fonksiyonlarını korurken kısa süreli hafıza yeteneklerini kaybedebilirler. Nöropsikoloji alanında lezyonları ve beynin belirli alanları ve işlevleri üzerindeki etkilerini inceleyen bu gibi birçok çalışma yapılmıştır.

Önceden hasta HM olarak bilinen amnezik hasta Henry Molaison üzerinde yapılan çalışmalar, modern bilişsel nöropsikolojinin başlangıcı olmasa da, öncüllerinden bazıları olarak belirtilir. Molaison medial temporal loblarının bir kısmını 1953'te inatçı epilepsiyi tedavi etmek için cerrahi olarak çıkarmıştı. Hipokampüsün çoğu medial temporal loblarla birlikte çıkarıldı. Tedavi, tehlikeli nöbetlerini azaltmada başarılı oldu, ancak onu derin ama seçici bir amnezi ile bıraktı. Ameliyattan sonra, Molaison 1929'daki borsa çöküşü gibi ameliyattan önceki bazı büyük olayları hatırlayabildi, ancak başkaları hakkında karıştırıldı ve artık yeni anılar oluşturamadı. Bu tesadüfi deney, bilim insanlarına beynin farklı bellek türlerini nasıl işlediğini gösterdi. Molaison'un bozulması ameliyattan kaynaklandığından, beyninin hasarlı kısımları biliniyordu, doğru nörogörüntüleme yaygınlaşmadan bir süre önce genellikle bilinmeyen bilgiler. Bilim adamları, yeni anıların yaratılmasında hipokampusa ihtiyaç duyulurken, eskilerinin geri kazanılmasında gerekli olmadığı sonucuna vardı; bunlar iki ayrı süreçtir. Ayrıca, her ikisi de Molaison'dan çıkarılan alanların hipokampüs ve medial temporal loblarının kısa süreli belleği uzun süreli belleğe dönüştürmekten sorumlu alanlar olduğunu fark ettiler.

Bilişsel nöropsikolojinin ilk çalışmalarının çoğu, beyin patolojisinin ayrıntılı lokalizasyonuna sınırlı referansla gerçekleştirildi. Nörogörüntüleme nispeten belirsizdi ve diğer anatomik temelli teknikler de sınırlıydı. 1990'ların sonlarına kadar birçok araştırmacının vurgusu, yaralanmanın bulunduğu yer yerine bilişsel eksiklik desenlerinin analiziydi. Ayrıntılı anatomik verilerin olmamasına rağmen, okuma, dil ve hafıza çalışmalarının bir takım önemli etkileri olmuştur. Birincisi, belirli bilişsel süreçlerin (dil gibi) diğerlerinden ayrı olarak zarar görebileceğidir ve bu nedenle farklı ve bağımsız bilişsel (ve nöral) süreçlerle ele alınabilir. (Dile bilişsel nöropsikolojik yaklaşım hakkında daha fazla bilgi için, diğerleri arasında Eleanor Saffran'a bakınız. İkincisi, bu tür işlemlerin beynin belirli bölgelerinde lokalize olabilmesidir. Bu iddiaların her ikisi de bir dereceye kadar tartışmalı olsa da, etki, psikoloji ve sinirbilim arasındaki ilişkiyi anlamanın potansiyel olarak verimli bir yolu olarak beyin hasarına odaklanmaya yol açtı.

Bilişsel nöropsikoloji içinde kilit bir yaklaşım, tek vaka çalışmalarını ve ayrışmayı bilişsel işlev teorilerini test etme aracı olarak kullanmak olmuştur. Örneğin, bir teori, okuma ve yazmanın tek bir bilişsel süreçten kaynaklanan farklı beceriler olduğunu belirtirse, beyin hasarından sonra yazabilen, okuyamayan veya okuyamayan, ancak yazmayan bir insanı bulmak mümkün olmamalıdır. Becerilerdeki bu seçici bozulma, beynin farklı bölümlerinin farklı süreçler için uzmanlaştığını ve dolayısıyla bilişsel sistemlerin ayrılabilir olduğunu göstermektedir.

Filozof Jerry Fodor bilişsel nöropsikolojide özellikle etkilidir, özellikle de zihnin ya da en azından belirli bölümlerinin bağımsız modüller halinde organize edilebileceği düşüncesiyle. Bilişsel becerilerin bağımsız olarak zarar görebileceğine dair kanıtlar, bu teoriyi bir dereceye kadar destekliyor gibi görünse de, zihnin bazı yönlerinin (örneğin inanç gibi) modüler olması muhtemel değildir. Katı bir işlevselci olan Fodor, beynin nörolojik özelliklerinin bilişsel özellikleri üzerinde herhangi bir etkisi olduğu fikrini reddeder ve bilişsel nöropsikolojinin tüm disiplininden şüphelenir.

İyileştirilmiş nörogörüntüleme teknikleriyle, daha önce keşfedilmemiş fonksiyonel ilişkilerin araştırılmasına izin veren sinir sisteminin tam olarak hangi bölümlerinin hasar gördüğünü bilerek bozulma örüntülerini ilişkilendirmek mümkün olmuştur (lezyon yöntemi). Çağdaş bilişsel nöropsikoloji, daha geniş nöropsikoloji biliminden ve bilişsel nörobilim gibi alanlardan aynı teknik ve teknolojileri kullanır. Bunlar beyin fonksiyonlarını veya psikolojik performansı ölçmek için beyin görüntüleme, elektrofizyoloji ve nöropsikolojik testleri içerebilir. Bilişsel nöropsikolojide kullanışlı teknoloji pozitron emisyon tomografisi (PET) ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeyi (fMRI) içerir. Bu teknikler, beyindeki kan akışını ölçerek belirli bilişsel görevleri yerine getirmekten sorumlu beyin alanlarını tanımlamayı mümkün kılar. PET taramaları beyindeki düşük seviyeli radyasyonu algılar ve 3 boyutlu görüntüler üretirken, bir fMRI manyetik sinyal üzerinde çalışır ve “beyni haritalamak” için kullanılır. Elektroensefalografi (EEG) beynin elektriksel aktivitesini kaydeder ve milisaniye boyunca meydana gelen değişiklikleri belirleyebilir. EEG sıklıkla epilepsili hastalarda nöbet aktivitesini tespit etmek için kullanılır.

Bilişsel nöropsikoloji ilkeleri, örneğin sanrıların çalışmasının bize normal inancın işlevi hakkında ne söyleyebileceğini anlamak amacıyla akıl hastalığına uygulanmıştır. Bu nispeten genç alan bilişsel nöropsikiyatri olarak bilinir.