علوم اعصاب محاسباتی

علوم اعصاب محاسباتی ( Computational neuroscience ) به مطالعه عملکرد مغز در پردازش اطلاعات ساختاری موجود در سیستم عصبی می پردازد. علوم اعصاب محاسباتی از جملهٔ زمینه های علمی وسیع و گسترده بین رشته ای است که شاخه های علمی متنوّعی همچون علوم اعصاب، علوم شناختی، روانشناسی، علوم رایانه، فیزیک، نظریه اطلاعات و ریاضیات کاربردی را به همدیگر پیوند می دهد. [ ۱] علوم اعصاب محاسباتی با پرهیز از ارتباط گرایی روانی از نظریه های محاسباتی مانند یادگیری ماشین، شبکه های عصبی، سیستم های دینامیکی و نظریه یادگیری محاسباتی استفاده می کند که در آن بر تشریح سلول های عصبی عملکردی و بیولوژیکی واقعی ( و سیستم عصبی ) ، فیزیولوژی خود و مسائل یادگیری تأکید دارد. این مدل ضبط ویژگی های ضروری از سیستم بیولوژیکی در چند مقیاس فضایی - زمانی، از جریان های غشاء و فرآیندهای غشایی، پروتئین ها، و اتصال شیمیایی به نوسانات شبکه، معماری ستونی و توپوگرافی، و یادگیری و حافظه است. هدف اساسی این شاخه از علوم اعصاب، فراهم ساختن مدل های هر چه دقیق تر جهت تبیین کارکردهای مغز در سطح نورونی و نیز شناختی است. [ ۲]
واژهٔ «علوم اعصاب محاسباتی»، برای نخستین بار توسط اریک. ال شوارتز معرفی شد. وی برای نخستین بار کنفرانسی را ذر همین زمینه در سال ۱۹۸۵ در کارمل - بای - د - سی، کالیفرنیا ترتیب داد. این کنفرانس به درخواست بنیاد توسعهٔ سیستم جهت تهیهٔ خلاصه ای از وضعیت کنونی رشته ای که تا آن زمان با اسامی گوناگونی مانند: مدل سازی عصبی، نظریه مغز، بیوفیزیک و شبکهٔ عصبی شناخته می شد، برگزار گردید. مجموعهٔ فعالیت ها و مشارکت های صورت گرفته در این جلسات حیاتی، در سال ۱۹۹۰ تحت عنوان کتاب «علوم اعصاب محاسباتی» منتشر شد. نخستین نشست عمومی بین المللی با تمرکز بر موضوع علوم اعصاب محاسباتی، توسط جیمز ام. باوئر و جان میلر در سان فرانسیسکو در سال ۱۹۸۹ ترتیب داده شد. این ملاقات، از مدتی بعد و زیر عنوان نشست سالانهٔ CNS تا کنون ادامه یافته است. البته پیش از آن، مؤسسه فناوری کالیفرنیا در سال ۱۹۸۵ برنامهٔ آموزشی دورهٔ کارشناسی ارشد در علوم اعصاب محاسباتی را با عنوان برنامهٔ دکترای سیستم های محاسباتی و عصبی تدوین و ارائه نموده بود.
مهم ترین پرسش های مطروح در علوم شناختی محاسباتی، بررسی چگونگی پردازش اطلاعات در سطوح مختلف مغز و تبیین عملکردهای شناختی متناظر با فعل و انفعالات پیچیده الکترو - شیمیایی، مبتی بر نگاهی کارکردگرایانه است که مغز را بسان ماشین پردازش اطلاعات همراه با معماری و ساختار الگوریتمی ویژه خود ترسیم می کند. [ ۳] از این رو، موضوعات و مسائل اصلی مورد مطالعه و پژوهش در حوزه پهناور علوم اعصاب محاسباتی را می توان به صورت های گوناگون شمارش و دسته بندی کرد.