Làm thế nào một mô hình hoạt động thần kinh có thể hình thành nên một khuôn mặt được ghi nhớ hoặc một câu nói? Khoa học thần kinh nhận thức giải quyết những câu hỏi đó bằng cách liên kết các hoạt động tinh thần với sự thực hiện sinh học của chúng trong não bộ.

Lĩnh vực này dựa trên tâm lý học thực nghiệm để xây dựng các mô hình hành vi chính xác và dựa trên khoa học thần kinh để có các công cụ đo lường hoặc điều khiển hoạt động não bộ—chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI), điện não đồ (EEG), điện từ não (MEG), kích thích từ trường xuyên sọ (TMS), và ngày càng nhiều các phương pháp ghi hình xâm lấn ở bệnh nhân phẫu thuật. Các mô hình tính toán giúp thu hẹp khoảng cách giữa dữ liệu thần kinh và lý thuyết nhận thức.

Các chủ đề chính bao gồm sự chú ý, hệ thống trí nhớ, ngôn ngữ, quá trình ra quyết định và ý thức. Những phát hiện này đã tinh chỉnh các khái niệm tâm lý học kinh điển và tạo ra những khái niệm mới dựa trên cơ chế thần kinh. Ứng dụng lâm sàng trải rộng từ việc hiểu rõ hơn về các rối loạn phát triển đến việc thiết kế các chiến lược phục hồi chức năng sau chấn thương não.

• Liên kết các quá trình nhận thức với cơ chế não bộ.
• Sử dụng các phương pháp hình ảnh, ghi âm và kích thích.
• Tích hợp tâm lý học và khoa học thần kinh.
• Cung cấp thông tin cho cả lý thuyết và thực hành lâm sàng.