Kognitiivinen neuropsykologia

Beginnings

Kognitiivisen neuropsykologian varhaishistoria alkaa siitä, kun ihmiset ensimmäisen kerran tunnustivat mielen ja aivojen olemassaolon. Uskomukset mielen/aivojen/pään merkityksestä nousevat esiin jo 4000-luvulla eKr. sumerilaisilla. Sumerilaiset muistiinpanot unikkokasvin (joka sisältää oopiumia) nauttimisesta sisältävät kuvauksia mielen muutoksista, jotka ilmenevät nauttimisen yhteydessä. Tämä viittaa viittaukseen aivoihin. Toinen vihje aivojen tunnustamisesta on kallojen löytyminen vuonna 2000 eaa., joihin oli porattu reikiä. Näiden kallojen löytyminen viittaa siihen, että kulttuurissa tunnustettiin aivojen merkitys elämälle. Porausreikien motiivit voivat vaihdella hengellisistä lääketieteellisiin.

Suurin panos varhaisen kognitiivisen neuropsykologian alalla tuli Egyptistä vuonna 1700 eaa. Tällöin kehitettiin Edwin Smithin kirurginen papyrus. Tämä asiakirja sisälsi ensimmäisen kirjallisen kuvauksen ihmisen aivoista. Näihin kirjoituksiin sisältyy kuvauksia aivokalvoista ja aivo-selkäydinnesteestä. Seuraava kehitys syntyi antiikin Kreikassa filosofien Aristoteleen, Platonin ja Almaceonin toimesta. Antiikin kreikkalaiset tekivät hypoteeseja mielen, psyyken ja sielun muodosta ja toiminnasta. Aristoteleen teoria keskittyi sydämeen mielen kotipaikkana. Hän näki sydämen sisältävän kaikki tunteet ja ajattelun. Hän myös ajatteli, että aivot toimivat sydämen viilentämiseksi. Toisin kuin Aristoteles, Platon uskoi aivojen olevan henkisten prosessien sijaintipaikka. Aristoteleen myötä syntyy dualistinen näkemys mielestä ja ruumiista. Dualistinen vs. monistinen lähestymistapa mieleen ja aivoihin on keskustelu, joka hallitsee suurta osaa kognitiivisen neurotieteen historiasta.

Kognitiivisen neuropsykologian kehitys tämän ajanjakson jälkeen oli vähäistä, koska kirkko vastusti ihmisten paloittelua. Tämä rajoitti uuden tiedon löytämistä. Tänä aikana Galenos teki merkittävän kehitystyön. Galenus oli roomalainen lääkäri, jonka neurologian kirurgiset kuvaukset auttoivat kuvaamaan aivojen anatomiaa ja neurologisia häiriöitä. Monet ammattitaidottomat lääkärit yrittivät leikata ruumiinavauksia salaa, mutta todellisia, tieteellisiä löytöjä ei syntynyt. .

16. vuosisata

1500-luvun puoliväliin mennessä kognitiivisen neuropsykologian kehitys lisääntyi. Tämä tapahtui kirkon aiheuttaman hiljaiselon jälkeen. Renessanssin aikana kognitiivinen neuropsykologia sai monia merkittäviä tuloksia. Näihin panoksiin liittyy aivojen ja niiden osa-alueiden syvempi ymmärtäminen. Näemme Vesaliuksen julkaisevan ensimmäisen neurotieteen oppikirjan vuonna 1543 ja hänen hydrokefaluksen kuvauksensa vuonna 1550. Näemme myös termin "hippokampus" ensimmäisen kerran käytetyn vuonna 1564. Tällöin aivot alettiin nähdä monimutkaisena elimenä, joka vastaa monista kehon toiminnoista.
1500-luvun loppupuolella syntyi ranskalainen filosofi ja matemaatikko René Descartes. Hän oli kognitiivisen neuropsykologian tunnetuin hahmo tähän aikaan. Osa Descartesin panoksesta johtui hänen kiinnostuksestaan hermostoon ja aivojen rooliin käyttäytymisessä. Hän esitti, että hermosto koostui onttoista putkista, jotka täyttyivät "eläimellisillä hengillä" aina, kun kyseisessä kehon osassa tapahtui jokin toiminta. Hänen muihin panoksiinsa kuului dualismin kehittyneempi käsite. Hän esitti hypoteesin, että aivot ja mieli ovat kaksi erillistä kokonaisuutta, jotka ovat olemassa yksinään mutta riippuvaisia toisistaan. Hänen teoriansa mukaan aivoissa oleva käpyrauhanen on paikka, jossa nämä kaksi erillistä kokonaisuutta ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Descartesin dualistinen teoria toimii hänen vaikutusvaltaisimpana panoksenaan kognitiiviseen neuropsykologiaan.

18. vuosisata

1700-luvulla tiede alkoi olla suuri kognitiivisen neuropsykologian historiassa. Ensimmäinen suuri edistysaskel oli ihmisen refleksit. Näitä kehon reaktioita ärsykkeisiin tai ulkopuolisiin voimiin havainnoidaan ja mitataan. Tämä löydettiin tutkimalla aksoneita ja oppimalla, miten signaalit kulkevat ihmiskehossa. Tätä ennen tiede ja teknologia eivät olleet tarpeeksi kehittyneitä, mutta 1600-luku muutti tämän. Itse asiassa myös mikroskoopin kehittäminen auttoi. Aivojen hermosäikeet voitiin nyt nähdä ja kuvata. Aivo- ja selkäydinneste (CSF) löytyi myös aivojen ja selkäytimen tiloista. Sen myötä psykologian fysiologia alkoi ottaa kognition haltuunsa. Kaikki nämä havainnot ovat edelleen totta.

Toinen edistysaskel oli sähkökouristushoito (ECT) eli sähköshokkihoito. Tätä menetelmää käytettiin mielenterveyshäiriöiden hoitoon. ECT aiheuttaa sähköiskun henkilön aivoihin. Tämä stimuloi kaikkia aivoja, jolloin mielenterveyshäiriöt häviävät ja paranevat. Tätä käytettiin sokeuden, hysterian, masennuksen ja monien muiden häiriöiden hoitoon. Sen uskottiin olevan tulevaisuuden tapa hoitaa vammoja.

Kognitiivisen neuropsykologian historia

19. vuosisata

Kognitiivisessa neuropsykologiassa alkoi 1800-luvulla kiista lokalismi vs. holismi. Ihmiset alkoivat kyseenalaistaa holismin ja tutkia ajatusta lokalismista. Lokalismi tarkoittaa, että aivoissa on yksittäisiä alueita, jotka vastaavat tietyistä toiminnoista kehossa. Frenologian tutkimus käynnisti nämä lokalismiteoriat. Frenologia tarkoittaa ihmisen kallon tutkimista ja outojen kuoppien löytämistä mitattavaksi. Kaikki oudot kuopat tai muodot kallossa yhdistettiin sitten ihmisen älykkyyteen tai itseensä liittyviin piirteisiin. Näitä piirteitä saattoivat olla esimerkiksi kieli, logiikka ja jopa rakkaus. Jos kallon osa oli työntynyt ulos, se tarkoitti, että kyseinen ominaisuus oli parempi. Tämä aloitti paikannus teoriat

Kognitiivisen neurotieteen seuraava iso juttu liittyy ablaatiotutkimuksiin. Tällöin aivojen osia poistetaan, jotta toimintaa voitaisiin mitata ilman kyseistä aivoaluetta. Neuropsykologi voi esimerkiksi poistaa pikkuaivoja. Kun se on poistettu, eläimen tasapaino ei ollut hyvä. Tämä yhdistää pikkuaivot tasapainoon. Aivovaurioista tunnetuin tapaus on Phineas Gagen tapaus. Tämä potilas työskenteli rautatiellä, kun metallinpala meni hänen päänsä etuosan läpi. Hän ei kuollut tähän aivovammaan. Hänen normaali persoonallisuutensa kuitenkin muuttui. Tämä toi mukanaan ajatuksen siitä, että otsalohko, aivojen se osa, johon puukotus kohdistui, kontrolloi sitä, miten ihminen toimii. Eräässä toisessa tutkimuksessa havaittiin kielen lokalisoituminen aivoissa. Kaksi erillistä tutkijaa tutki potilaita, joilla oli kieliongelmia. He havaitsivat, että kaikilla heidän potilaillaan oli vaurioita tai vaurioita kahdella tietyllä aivojen alueella. Toinen alue, joka tunnetaan nimellä Brocan alue, kontrolloi puhumista. Toisen alueen, Wernicken alueen, todettiin kontrolloivan kielen ymmärtämistä.

Tämä tapa tarkastella aivojen ongelmia johti epilepsiapotilaiden tutkimuksiin. Epilepsiapotilas on henkilö, joka kärsii usein kohtauksista. Näitä kohtauksia tutkittiin, jotta saataisiin lisää tietoa siitä, miten aivot lähettävät sähköisiä signaaleja. Nämä sähköiset signaalit mitattiin sitten. Havaittiin, että jokainen hermosolu voi lähettää signaalin tietyllä nopeudella. Nämä neuronit värjättiin sitten väriaineella, jotta ne voitaisiin nähdä. Aluksi ajateltiin, että kaikki hermot ovat yhteydessä toisiinsa hermoverkoksi kutsutun verkon tavoin. Monimutkaisemman värjäyksen avulla havaittiin kuitenkin, että jokainen hermo on erillinen ja voi syttyä yksinään.

20. vuosisata

1900-luvun alkupuolella kognitiivista neuropsykologiaa ei tutkittu pitkään aikaan. Tämä johtui osittain John B. Watsonin vaikutuksesta, joka oli psykologian behavioristi. Hän väitti, että kognitiota ei voitu tutkia tieteellisesti, koska sitä ei voitu havainnoida. Niinpä 1900-luvun ensimmäisen puoliskon ajan psykologiaa alana hallitsi behaviorismi, joka käsitteli lähinnä ärsykkeitä ja ihmisen reaktioita niihin. John B. Watson oli vain yksi psykologi, joka kritisoi kognitiivista psykologiaa. Pierre Marie kritisoi vuonna 1906 Brocaa, joka oli yksi ensimmäisistä kognitiivisen neuropsykologian alan luojista. Myös Henry Head hyökkäsi vuonna 1926 koko kognitiivisen neuropsykologian alaa vastaan. Näiden kritiikkien ja behaviorismin vaikutuksen vuoksi kognitiivinen neuropsykologia oli horroksessa monta vuotta.

Toinen syy siihen, miksi kognitiivinen neuropsykologia katosi 1900-luvun alussa, oli se, että tiede ei ollut vielä tarpeeksi kehittynyt. Monet kognitiiviset psykologit olivat myös neurologeja. Nämä kaksi tutkimusalaa eivät olleet vielä erillisiä, kuten nykyään. Nämä neurologit halusivat tutkia aivojen moduuleja ja lokalisoida ne aivojen osiin, mutta teknologia ei vielä mahdollistanut tätä. Nykyisin käytettäviä menetelmiä ei ollut vielä luotu. He pystyivät tutkimaan henkilön aivovaurion sijaintia vain tekemällä ruumiinavauksen sen jälkeen, kun henkilö oli jo kuollut. Tämä oli suuri syy siihen, miksi tätä alaa kritisoitiin ja miksi monet uskoivat, ettei kognitiota voitu tutkia tieteellisesti.

1900-luvun puolivälissä psykologiassa tapahtui siirtymävaihe, jota kutsuttiin kognitiiviseksi vallankumoukseksi. Tällöin psykologit alkoivat olla yhtä mieltä siitä, että kognition tutkimiseen on olemassa tieteellisiä tapoja. Nämä uudet uskomukset kognitiivisesta psykologiasta saivat alkunsa John C. Marshallin ja Nora Newcomben lukemista koskevasta tutkimuksesta sekä Shallicen ja Warringtonin muistia koskevasta tutkimuksesta 1970-luvun alussa. 1980-luvun puolivälissä Ellis & Young julkaisi ensimmäisen perustutkintokirjan nimeltä Human Cognitive Neuropsychology. Myös uutta teknologiaa syntyi, joka helpotti aivojen ja mielen tutkimista. 1970- ja 1980-luku oli ajanjakso, jolloin kognitiivinen neuropsykologia tuli näkyväksi, ja monet psykologit alkoivat tutkia sitä sen jälkeen.

1900-luvun loppupuoliskon tärkeä piirre oli kognitiivisen neuropsykologian ja kognitiivisen neurotieteen selkeä erottaminen toisistaan. Kognitiiviset neuropsykologit tutkivat ihmismieltä aivovaurion jälkeen ja keskittyvät enemmän kognitioon. Kognitiiviset neurotieteilijät tutkivat ihmisen aivoja ja hermojärjestelmiä sen jälkeen, kun aivovaurio on tapahtunut, ja keskittyvät enemmän neuroneihin. Kun kognitiiviset neurotieteilijät ovat kiinnostuneita siitä, miten aivot toimivat ja mitkä aivojen osat vastaavat mistäkin toiminnoista, kognitiiviset neuropsykologit haluavat tutkia ihmisiä, joilla on aivovaurio, ja yrittää nähdä, miten ihmismieli toimii. Näiden tietojen avulla he voivat laatia teorioita ihmismielestä ja myös kehittää parempia hoitomuotoja aivovaurioista kärsiville ihmisille.

Tärkeä 1900-luvulla kehittynyt piirre on tapa, jolla tutkimusta tehdään. Koska jokaisen ihmisen aivovaurio on erilainen, kognitiiviset neuropsykologit tutkivat vain yksittäistapauksia ihmisryhmien tai oireyhtymien sijaan. Psykologit tutkivat mieltä tutkimalla ihmisiä, jotka ovat menettäneet jonkinlaisen toiminnon aivovaurion jälkeen. Jos esimerkiksi henkilö pystyi tunnistamaan sekä kasvoja että esineitä ennen aivovaurion syntymistä, mutta aivovaurion jälkeen hän pystyi tietyssä aivojen osassa tunnistamaan vain kasvoja eikä esineitä, psykologit voivat tehdä johtopäätöksiä aivojen tiettyjen moduulien toiminnoista.

1900-luvun lopulla alettiin myös käyttää kognition laskennallisia malleja. Psykologit laativat teorioita ja asensivat ne tietokoneeseen, minkä jälkeen he virtuaalisesti vaurioittivat tekaistuja aivoja siinä kohdassa, jossa potilaalla oli vaurioita. Näin he saivat paremman käsityksen siitä, miten mieli toimii. Tämä on yksi tapa, jolla teknologia on auttanut ihmismielen tutkimisessa. Tämä ja aivojen skannaamiseen käytettävien laitteiden keksiminen ovat vaikuttaneet suuresti kognitiiviseen neuropsykologiaan.

Kognitiiviset neuropsykologit käyttävät kaksoisdissosiaatio-menetelmää tutkiessaan mielen moduuleja. Tällöin he käyttävät monia aivovaurion saaneita potilaita ja yrittävät selvittää, mitkä aivojen osat ovat vastuussa erilaisista kognitiivisista toiminnoista. Tämän modulaarisuuden käsitteen kehitti Jerry Fodor vuonna 1983 ilmestyneessä kirjassaan The Modularity of the Mind. Psykologit ovat eri mieltä siitä, kuinka paljon ja mitkä osat mielestä on rakennettu moduuleiksi.

21. vuosisata

Tällä vuosisadalla kognitiiviset neuropsykologit käyttävät monia menetelmiä mielen tutkimiseen. He käyttävät koneita, joilla skannataan aivot nähdäkseen, missä vaurioita on, ja tutkivat sitten näiden potilaiden kognitiivisia kykyjä. He käyttävät edelleen potilaiden tutkimiseen kaksoisdissosiaatioita, tapaustutkimuksia, laskennallisia malleja ja monia muita ominaisuuksia, jotka keksittiin 1900-luvun lopulla. Uuden teknologian myötä tällä alalla tapahtuu todennäköisesti paljon parannuksia.

Kognitiivisessa neuropsykologiassa käytetyt välineet

Kognitiivisessa neuropsykologiassa käytetään kognitiivisista ongelmista kärsivien ihmisten tutkimuksia, joiden avulla pyritään saamaan lisää tietoa normaaleista kognitiivisista prosesseista. Tämä on mahdollista monien teknisten edistysaskeleiden ansiosta, kuten:

• Vaurio- ja käyttäytymislähestymistavat
• EEG
• Tietokonetomografia (CAT)
• Positroniemissiotomografiatutkimus (PET)
• MRI
• fMRI