Methoden van cognitieve neurowetenschappen

Volledige vakbeschrijving

In de cognitieve neurowetenschap worden cognitieve functies en hun neurale basis onderzocht door mensen in een lab te zetten aan een computertaak met slechts enkele goed gecontroleerde variabelen. Door zorgvuldige manipulaties van de taak proberen we functies te ontleden in deelprocessen, en door meting van het effect op gedrag en neurale processen geven die hun eigenschappen prijs.

Zo zijn er belangrijke vorderingen gemaakt in het begrip van processen die ten grondslag liggen aan bijvoorbeeld perceptie, aandacht, emotie, taal, geheugen en motoriek.

Studenten bestuderen in deze module de belangrijkste methoden. Reactietijd (RT) wordt gebruikt om de tijdsduur van processen te meten, en wordt gecombineerd met alle andere methoden. Op RT gebaseerde modellen zijn sterk, maar een beperking is dat RT slechts de optelsom van onderliggende processen is.

De meting van elektrische hersenactiviteit met Elektro- en Magnetoencefalografie (EEG/MEG) tijdens stimulusverwerking levert een nauwkeurig beeld van het tijdsverloop van de bijbehorende hersenprocessen. Een nadeel is dat de bron van activiteit in de hersenen vaak lastig te bepalen is.

Andere methoden zijn gevoelig voor relatief langzame metabole processen die samengaan met hersenactiviteit en geven een nauwkeuriger beeld van de locatie van activiteit in het brein. Deze methoden zijn juist weer ongevoeliger voor het precieze tijdsverloop. Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) en Positron Emission Tomografie (PET) worden behandeld.

Een aantasting van het functioneren van de hersenen gebeurt bij mensen meestal per ongeluk door hersenbeschadigingen. Een tijdelijke en beter gecontroleerde ingreep kan men doen met Transcraniale Magnetische Stimulatie (TMS). Door de goede controle kan beter aangetoond worden dat een bepaalde hersenactiviteit ook daadwerkelijk oorzakelijk betrokken is bij gedrag.

Elke week zullen de studenten de principes en enkele toepassingen van een of twee onderzoeksmethoden leren. Ook vergelijken zij de verschillende methoden met elkaar en bespreken de manieren van integratie van de informatie die verkregen is met methoden die van elkaar verschillen in tijd- en ruimtelijke precisie.

Bij deze module horen de volgende practica: Excel for scientists, Analyse van fMRI-gegevens