Характерной чертой когнитивной революции, которая 40 лет назад свела на нет научную доктрину бихевиоризма, является попытка понять внутреннюю работу "черного ящика". Почти с самого начала это привело к длительным дебатам по поводу оптимального уровня описания когнитивных функций (символико-коммутационное или субсимволико-реалистическое противоречие). Хотя эта дискуссия еще не завершена, существует общее согласие в отношении того, что знание биологической реализации когнитивных функций имеет большое значение для определения нашего низкого положения в этой области.
Долгое время основной проблемой в этом начинании была невозможность прямого наблюдения за процессами и механизмами работы мозга, не связанными с когнитивными операциями. Как следствие, когнитивная психология вынуждена была прибегнуть к косвенным способам теоретического осмысления взаимоотношений мозга и поведения:
1) спекуляции о возможных мозговых системах и процессах, действующих в когнитивных задачах на основе анализа эффектов экспериментальных манипуляций на производительность;
2) использование знаний нейронаук, особенно нейропсихологии, о глобальных взаимосвязях между структурой мозга и когнитивной функцией.
Эта ситуация коренным образом изменилась благодаря технологическому прогрессу в нейровизуализации методов. Теперь впервые появилась возможность измерять активность в мозгу в режиме реального времени, когда он выполняет когнитивные задачи. Конечно, волнение по поводу способности диаграммы мозговой активности во время когнитивных процессов должны быть смягчены осознанием того, что имеющиеся методы все еще имеют ограничения. Существуют ограничения во временном и пространственном разрешении, и интерпретация данных создает определенные проблемы. Кроме того, применение этих методов требует трудоемких процедур и накладывает ряд ограничений на изучаемые предметы, задачи и ситуации. Помимо этого, методологическая последовательность, необходимая для обеспечения надежности и пригодности к повторному использованию, оставляет желать лучшего.
Несмотря на все эти ограничения и проблемы, ясно, что нейровизуализация стала основным инструментом для продвижения нашего непонимания взаимосвязи между мозгом и познанием. Основная перспектива применения нейровизуализации для познания заключается в определении функциональной значимости определенных областей мозга. Такие индикации могут быть использованы для проверки и корректировки существующих представлений о специализированных функциях мозговых зон, полученных из нейроанатомические анализы и наблюдения поведенческих эффектов поражения мозга. В конце концов, нейровизуализация позволит очень детально определить когнитивные функции и их локализацию в мозгу. Конечно, это не означает, что будет найдена простая и индивидуальная связь между активностью в определенных областях мозга и когнитивной производительностью. Данный регион мозга может играть диетологическую роль в ожидании его взаимодействия с другими регионами, вовлеченными в выполнение когнитивной задачи. Кроме того, стало ясно, что есть межличностные смерти и что когнитивные функции могут быть компенсированы другими областями мозга, чем те, которые обычно участвуют.
Нейровизуализация не даст ответов на все наши вопросы о мозговых поведенческих отношениях. Знание того, что определенная область мозга вовлечена в формирование когнитивной активности, само по себе не говорит нам, как это делается. Нам нужны другие инструменты, такие как моделирование нейронных сетей, чтобы исследовать и понять, как области мозга выполняют когнитивные операции. Вместе с тем, для углубления понимания того, как выполняются когнитивные операции и функции в мозгу, нам необходимо интегрировать знания на еще более детальном уровне, на уровне отдельного нейрона и его различных механизмов модуляции.
Тем не менее, детальная проработка функциональной роли регионов мозга в проведении когнитивных операций является важным шагом в исследовании мозга-поведения. Она дает базовые знания, необходимые для ограничения психологических моделей познания. Спекуляции о когнитивных механизмах и процессах должны основываться на знании детальной архитектуры активных и неактивных областей мозга. Кроме того, эти знания необходимы для дальнейшего развития моделей, объясняющих, как эти когнитивные механизмы и процессы реализуются в нейронной системе.