Когнитивная нейрофизиология

Аннотация курса по выбору для 2 курса бакалавриата
КОГНИТИВНАЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ
Время проведения курса
Продолжительность курса
Ведущий курса
2 курс, 2-3 модуль
62 часа аудиторных занятий
доктор биологических наук, профессор,
член-корр. РАО
Р.И. Мачинская
Когнитивная нейрофизиология (Cognitive neuroscience) – область научного знания о биологических основах познания (cognition). Термин «познание» ассоциируется в когнитивных науках,
прежде всего, с получением и преобразованием информации субъектом. И, хотя информационная
метафора познания не обязательно включает в себя описание работы нервной системы, интерес
когнитивной науки к изучению мозга человека как основного биологического инструмента анализа и обработки информации, постоянно возрастал, пока не обрел черты нового научного направления – когнитивной нейрофизиологии. Предмет когнитивной нейрофизиологии – это не просто
нейрофизиологические показатели (корреляты) отдельных ментальных процессов или способностей. По мере развития и совершенствования информационных моделей познания и новых неинвазивных нейрофизиологических методов, позволяющих исследовать активность различных областей коры и глубинных структур мозга человека в процессе решения когнитивных задач, становилось все более очевидной зависимость процессов обработки информации от внутреннего состояния, мотивации и текущих целей поведения субъекта. Познание стало рассматриваться как результат активной деятельности человека, а предметом когнитивной нейрофизиологии стали мозговые
функциональные системы (используются также понятия распределенные системы, нейрокогнитивные сети), обеспечивающие реализацию различных компонентов когнитивной деятельности.
Основной особенностью исследований в области когнитивной нейрофизиологии является анализ
мозговой активности в процессе решения когнитивных задач и ее сопоставление с эффективностью когнитивной деятельности. Когнитивная нейрофизиология изучает широкий спектр процессов преобразования информации при реализации целостных форм поведения. К ним относятся, в
частности, восприятие, различные аспекты внимания, память, речь, принятие решений, мотивационная и аффективная регуляция поведения, социальные когниции. Практическое применение знаний, накопленных когнитивной нейрофизиологией, чрезвычайно разнообразно. Они уже используются для создания искусственных интеллектуальных систем и систем принятия решений в финансовой, экономической и социальной сферах. В медицине на основе этих знаний разрабатываются технические средства, способные замещать функции нервной системы по обработке информации, управлению движениями и взаимодействию с внешним миром у неврологических пациентов, а в образовании создаются принципиально новые методы развивающего обучения, способствующие прогрессивному развитию эффективных механизмов обработки значимой информации.
Цель курса состоит в том, чтобы дать знания об основных закономерностях мозгового
обеспечения познавательной деятельности человека, методах нейрофизиологического
исследования процессов познания и современных представлениях о нейрофизиологических
механизмах обработки информации и регуляции целенаправленного поведения.
Основные темы курса:
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КОГНИТИВНОЙ НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ:
- Развитие представлений о мозговом обеспечении целостных форм поведения. Рефлекторный и системный подходы к анализу мозговых
механизмов познавательной деятельности, их сравнительная характеристика
- Функциональная классификация структур головного мозга человека. Состав основных функциональных блоков мозга, обеспечивающих
регуляторные и информационные компоненты познавательной деятельности. Современные представления
- Современные методы исследований в когнитивной нейрофизиологии, их сравнительные характеристики: регистрируемые физиологические процессы, дополнительные воздействия на мозг, технические условия, временное и пространственное разрешение, области применения
МОЗГОВАЯ ОРГАНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ И РЕГУЛЯТОРНЫХ КОМПОНЕНТОВ КОГНИТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:
- Нейрофизиологические механизмы мотивационной регуляции поведения: Подсистемы лимбического мозга: подсистема эмоциональной
активации, подсистема награды (brain reward system), лимбические механизмы эмпатии; передняя цингулярная кора и механизмы самоконтроля.
Мозговая организация социального взаимодействия (социальный мозг)
- Нейрофизиологические механизмы обработки информации. Два основных принципа организации нейронных сетей, обрабатывающих
информацию в ЦНС – интеграция в вертикальной иерархии и кооперация в распределенной нейронной сети (на примере зрительной системы)
- Проблема сознания и механизмы формирования образа. Гештальт пирамида и временное связывание (temporal binding). Роль ритмической электрической активности в нейронных сетях.
- Внимание как функция контроля обработки информации. Нейрофизиологическое обеспечение различных аспектов внимания: длительного поддержания активности, избирательности и общего уровня активации. Формирование нейрофизиологических механизмов внимания у детей.
- Виды памяти и их нейрофизиологические механизмы. Рабочая память как важнейший компонент когнитивной деятельности
- Центральные мозговые механизмы управления движениями
- Правое и левое полушарие мозга: эволюция концепций от «доминантности» к «функциональной специализации». Системная мозговая
организация речевой функции.
Лекции и семинары будут сопровождаться презентациями с иллюстрациями. Основная
терминология, используемая в мировой нейрокогнитивной науке, будет представлена на русском и
английском языках. К курсу прилагаются учебные материалы в электронном виде на русском и
английском языках. Планируется знакомство с экспериментальными электрофизиологическими
исследованиями когнитивной деятельности в научной лаборатории.
Автор курса – д. биол.н., профессор Регина Ильинична Мачинская