Bilişsel bilim, zihin ve zekânın işleyişini ele alan, zeki sistemlerin dinamiklerini ve yapılarını araştıran disiplinler arası bir yaklaşımdır. Çok geniş bir alanı kapsamasından ötürü bilişsel bilim alanında çalışan araştırmacıların bilişsel psikoloji, dil bilimi, sinir bilimi, yapay zekâ, antropoloji ve felsefe gibi alanlarda temel bilgilere sahip olması beklenir.
Bilişsel şema ya da kısaca şema, aynı türden bilgilerin uzun süreli bellekte oluşturduğu küme, bilgi örüntüsü anlamına gelir.
İnsan beyninde beş lob bulunur. Bunlar:
- Frontal lob—Akıl yürütme, problem çözme, karar verme, plan yapma, davranış ketleme, dikkati yönlendirme, kendini izleme, duyguları kontrol etme, motor beceriler; zarar görmesi durumunda ruh hali, hissiyat değişikliği olabilir.
- Parietal lob—Duyuları işleme, şekil ve renkleri algılama, uzaysal algı, görme algısı ve aritmetik yetenekleri kontrol eder.
- Oksipital lob—Görsel bilgiyi işleyen lobdur. Ayrıca okuma da bu lob kontrolü altında gerçekleşir. Hafif zarar görmesi halüsinasyonlara sebep olur.
- Temporal lob—Ses ve kokunun algılanması, aynı zamanda da yüzler, mekanlar gibi karmaşık uyaranların işlenmesi bu lob tarafından sağlanır. Uzun süreli bellek, işitsel öğrenme, müzik farkındalığı, konuşma ve duyma, kelimeleri yeniden düzenleme ve dili anlama burada kontrol edilir.
- Limbik lob—Limbik lob bir dizi karmaşık duygusal tepkide rol oynar. Adrenalin temelli savaş ya da kaç tepkisinin oluşmasında görev aldığı bilinmektedir.
Refleks ya da tepki, dıştan gelen bir uyarı sonucunda refleks yayı aracılığıyla doğan ve devinim, iç salgı gibi iç tepkilere yol açan istem dışı sinir etkinliğidir.
Üstbiliş, en kısa tanımıyla, kişinin kendi düşünme süreçlerinin farkında olması ve bu süreçleri kontrol edebilmesi anlamına gelir. 1976 yılında çocukların ileri bellek yetenekleri konusunda yaptığı bir araştırmada ilk kez üstbellek terimini kullanmış ve bu kavramı literatüre kazandırmıştır. 1979 yılında çalışmalarını geliştiren Flavell, üstbilişi de içerecek biçimde, kuramını yeniden yapılandırmıştır. Üstbiliş, çeşitli kaynaklarda bireyin kendi bilişsel süreçlerini kontrol edebilme ve yönlendirebilme yeterliliği; bireyin problem çözmesinde planlama, izleme ve değerlendirmenin kullanıldığı yüksek düzeyde bir yönetsel süreç; bilişsel aktivitenin anlaşılması ve kontrol edilmesi; bilişi etkileyen faktörlerin anlaşılması ve küçük modeller eşliğinde bilişin izlenip kontrol edilmesi olarak tanımlanmaktadır.
Bellek ya da hafıza, yaşananları, öğrenilen konuları, bunların geçmişle ilişkisini bilinçli olarak zihinde saklama gücüdür.
Kısa süreli bellek, kısa bir süre için aktif, hazır bir durumda az miktarda bilgiyi işlemeden akılda tutma yetisidir. Örneğin, kısa süreli bellek, kısa bir süre önce söylenen bir telefon numarasını hatırlamak için kullanılabilir. Kısa süreli hafızanın süresinin saniyeler düzeyinde olduğuna inanılmaktadır. En çok bahsedilen kapasite, Miller'ın kendisinin figürün "bir şakadan biraz daha fazlası" olarak tasarlandığını belirtmesine rağmen, Büyülü Sayı Yedi, Artı veya Eksi İki' dir ve Cowan'ın (2001) daha gerçekçi bir figürün 4 ± 1 birim olduğuna dair kanıt sağlamıştır. Buna karşılık, uzun süreli bellek bilgileri süresiz olarak tutabilir.
Uzun süreli bellek ya da Uzun dönemli hafıza, iki depolama hafıza modeli teorisinin bir parçası olarak, öğeler arasındaki ilişkilerin depolandığı bellektir. Teoriye göre uzun süreli bellek, kısa süreli bellekten farklı işlevlere sahiptir. Bu da kısa süreli belleğin 20 ila 30 saniye içerisindeki bilgileri çağırmasından farklı olarak, depolanmış bilgileri uzun sürelerde tekrar, tekrar çağırabilmesidir. Bu iki bellek arasında bir fark görünmüyor gibi olsa da, her ikisi bilgiyi farklı yer ve alanlarda depolamaları bağlamında modelleri farklıdır.
Motor beceri, belirli bir işi gerçekleştirmek için uyumlu motor hareketi sağlayan davranışları öğrenme sıklığıdır. Motor becerilerinin gelişimi, serebral korteksin istemli kas gruplarını kontrol eden motor korteks bölgesinde meydana gelir.
Motor kontrol, belirlenen hareketleri yapan ve uygun eylemleri gerçekleştiren insan kas sistemi düzenleyicisi olan merkezi sinir sistemi tarafından gerçekleştirilen aktivitelerin bilgi işlemidir. Motor kontrolün işleyişi, algı ve bilişi tetkik etme, süreçlerin geri bildirimi ve biyomekanik gibi olaylardan meydana gelir. Motor kontrol ayrıca insanlar ve hayvanlarının sinir sistemlerini nasıl analiz ettiğini inceleyen nörobilim dalında da kullanılmaktadır.
Hafıza güçlendirme ilk ediniminden sonra bazı bilgilerin hafızaya yerleşmesi için sürdürülen sürecin bütünüdür. Hafıza izi, bir şeyin ezberlenmesi sonucu sinir sisteminde meydana gelen değişikliktir. Hafızanın sağlamlaşması iki özel sürece ayrılır. Geç faz uzun vadeli güçlenmeye karşılık geldiği düşünülen ilk sinaptik güçlendirme, öğrenmeden sonraki ilk birkaç saatte sinaptik bağlantılarda ve sinir devrelerinde küçük ölçekte olur.
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.
Fizyolojik psikoloji, kontrollü deneylerde insan dışı hayvan deneklerin beyinlerinin doğrudan manipülasyonu yoluyla sinirsel algı ve davranış mekanizmalarını inceleyen davranışsal sinirbilimin bir alt bölümüdür. Bu psikoloji alanı beyin ve insan davranışlarını incelerken ampirik ve pratik bir yaklaşım gerektirir. Bu alandaki çoğu bilim insanı, zihnin sinir sisteminden kaynaklanan bir fenomen olduğuna inanmaktadır. Fizyolojik psikologlar sinir sisteminin mekanizmaları hakkında çalışarak ve bilgi edinerek insan davranışı hakkında birçok gerçeği ortaya çıkarabilirler. Biyolojik psikolojideki diğer alt bölümlerin aksine, psikolojik araştırmanın ana odağı beyin-davranış ilişkilerini tanımlayan teorilerin geliştirilmesidir.
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.
Psikomotor gelişme, fiziksel yapıdaki değişikliklerin (büyümenin) santral sinir sisteminin gelişimiyle koşut ve uyumlu olması olgusudur. Prenatal dönemden başlar ve yaşam boyu sürer. Büyürken öğrenme, öğrendikçe gelişme ve geliştikçe olgunlaşma olgusudur; son aşamada olgunlaşma ve öğrenme yaşla uyumlu bir düzeye gelir.
Henry Gustav Molaison, yaygın adıyla H.M., epilepsisinin tedavisi için beyninin iki yarımküresinden medial temporal lobektomi geçiren; bu operasyonla ön hipokampüslerinin üçte ikisi, parahipokampal korteksleri, entorhinal korteksleri, piriform korteksleri ve amigdalaları alınan Amerikalı hasta. Ameliyatın, Molaison'un epilepsisini kontrol altına almakta kısmi bir başarısı olsa da, hastaya yeni bellek edinme yetisini kaybettirmesi gibi büyük bir yan etkisi vardı.
Geçmişe dönüş ya da istemsiz tekrar eden bellek, bireylerin eski deneyimleri ya da eski deneyimlerin ögelerini ani ve genellikle güçlü bir şekilde yeniden deneyimlediği psikolojik fenomendir. Bu deneyimler sevindirici, üzgün, heyecan verici veya herhangi başka bir duygu olabilir. Geçmişe dönüş terimi, özellikle, anı istemsiz hatırlandığında ve/veya bu anı insanın tekrar yaşayabileceği kadar yoğun olduğunda, bunun gerçek zamanda yaşanmadığını, sadece bir anı olduğunu fark edemeyeceği durumlarda kullanılır.
Bilinçsizlik, benlik ve çevre farkındalığını koruma yeteneği kaybolduğunda ortaya çıkan bir durumdur. İnsanlara ve diğer çevresel uyaranlara karşı tam veya tama yakın bir tepki eksikliği içerir. Travmatik beyin hasarı, beyin hipoksisi, merkezi sinir sisteminin aktivitesini baskılayan kimyasallarla, şiddetli yorgunluk, ağrı, anestezi, şiddetli zehirlenme sonucu ve diğer nedenlerden dolayı bilinç kaybı meydana gelebilir.
Motor öğrenme, genel olarak, bir organizmanın sinir sisteminin yapısındaki ve işlevindeki değişiklikleri yansıtan hareketlerindeki değişiklikleri ifade eder. Motor öğrenme, değişen zaman ölçeklerinde ve karmaşıklık derecelerinde gerçekleşir: insanlar yıllar boyunca yürümeyi veya konuşmayı öğrenir, ancak yaşamları boyunca boy, kilo, güç vb. değişikliklere uyum sağlamaya devam eder. Motor öğrenme, hayvanların yeni beceriler kazanmasını sağlar ve bazı durumlarda refleksler gibi basit hareketleri kalibre ederek hareketlerin düzgünlüğünü ve doğruluğunu geliştirir. Motor öğrenme araştırması genellikle motor program oluşumuna, hata algılama süreçlerinin duyarlılığına ve hareket şemalarının gücüne katkıda bulunan değişkenleri dikkate alır. Uygun şekilde yanıt verme yeteneği kazanıldığı ve korunduğu için motor öğrenme "nispeten kalıcıdır". Uygulama sırasında veya bazı rahatsızlıklara yanıt olarak performansta elde edilen geçici kazanımlar, genellikle geçici bir öğrenme biçimi olan motor adaptasyon olarak adlandırılır. Motor öğrenme üzerine sinirbilim araştırması, beynin ve omuriliğin hangi bölümlerinin hareketleri ve motor programları temsil ettiği ve sinir sisteminin bağlantı ve sinaptik güçleri değiştirmek için geri bildirimi nasıl işlediğiyle ilgilenir. Davranışsal düzeyde araştırma, motor öğrenmeyi yönlendiren ana bileşenlerin yani uygulamanın yapısı ve geri bildirimin tasarımına ve etkisine odaklanır. Uygulamanın zamanlaması ve organizasyonu, örneğin görevlerin nasıl alt bölümlere ayrılabileceği ve uygulanabileceği bilgilerin tutulmasını etkileyebilir ve geri bildirimin kesin biçimi, hareketin hazırlanmasını, öngörülmesini ve yönlendirilmesini etkileyebilir.
Pek çok hipotez, insanlarda uyku ve öğrenme arasındaki olası ilişkileri açıklar. Araştırmalar, uykunun beynin dinlenmesine imkan tanımaktan daha fazlasını yaptığını belirtiyor. Uyku, aynı zamanda uzun süreli belleğin pekiştirilmesine de yardımcı olabilir.