Smyslová neurověda je podobor neurovědy, který se snaží porozumět chování neuronů ve smyslových systémech. Protože neurální kód je neznámý, je obtížné začít chápat mozek pohledem na chování abstraktnějších neuronů. Protože je možné experimentálně řídit podnět, který prožívá smyslový systém, zaznamenáváním reakcí neuronů a vystavováním smyslových systémů podnětům může být možné získat vhled do toho, jak je vnější svět reprezentován. Někteří vědci doufají, že znalost toho, jak jsou informace o vnějším světě reprezentovány v mozku, bude důležitým odrazovým můstkem v našem chápání toho, jak mozek jako celek funguje.
Typický experiment ve smyslové neurovědě zahrnuje prezentaci podnětu experimentálnímu subjektu při sledování mozku subjektu. Toto sledování lze provádět neinvazivními prostředky, jako je funkční magnetická rezonance (fMRI) nebo elektroencefalografie (EEG), nebo invazivnějšími prostředky, jako je elektrofyziologie, použití elektrod k zachycení elektrické aktivity jednotlivých neuronů nebo skupin neuronů.
Ve většině centrálního nervového systému spolu neurony komunikují výhradně tak, že si navzájem posílají akční potenciály, hovorově nazývané „hroty“. Proto se má za to, že všechny informace, které senzorický neuron zakóduje o vnějším světě, lze odvodit podle vzoru jeho hrotů. Současné experimentální techniky nemohou měřit jednotlivé hroty neinvazivně, a proto musí být k odhalení hrotů neuronu použity elektrody.
Typický experiment s jedním neuronem se skládá z izolace neuronu (tj. navigace neuronu, dokud experimentátor nenajde neuron, který se vystřelí v reakci na typ stimulu, který má být prezentován, a (volitelně) určení, že všechny pozorované vystřelení skutečně pocházejí z jednoho neuronu) a poté předložení stimulačního protokolu. Protože neuronové reakce jsou ze své podstaty variabilní (tj. jejich vystřelovací vzor může záviset na více než jen na stimulu, který je prezentován, i když ne všechna tato variabilita může být skutečným šumem, protože jiné faktory než prezentovaný stimul mohou ovlivňovat zkoumaný smyslový neuron), často se stejný stimulační protokol mnohokrát opakuje, aby získal cit pro variabilitu, kterou může neuron mít. Jednou z běžných analytických technik je studium průměrné časově proměnlivé palebné rychlosti neuronu, nazývané jeho poststimulační čas histogram nebo PSTH.
Receptivní odhad pole
Jedním z hlavních cílů senzorické neurovědy je pokusit se odhadnout vnímavé pole neuronu; tedy pokusit se určit, které podněty způsobují, že neuron střílí jakým způsobem. Jedním z běžných způsobů, jak najít vnímavé pole, je pomocí lineární regrese zjistit, které charakteristiky podnětu obvykle způsobily, že neurony byly vzrušené nebo depresivní. Vzhledem k tomu, že vnímavé pole senzorického neuronu se může měnit v čase (tj. latence mezi podnětem a účinkem, který má na neuron) a v některých prostorových dimenzích (doslova prostor pro zrakové a somatosenzorické buňky, ale jiné „prostorové“ dimenze, jako je frekvence zvuku pro sluchové neurony), termín prostorové časové vnímavé pole nebo STRF se často používá k popisu těchto vnímavých polí.
Jedním z posledních trendů ve smyslové neurovědě bylo přijetí přirozených podnětů pro charakterizaci smyslových neuronů. Existuje dobrý důvod se domnívat, že existuje evoluční tlak na smyslové systémy, aby byly schopny dobře reprezentovat přirozené podněty, takže smyslové systémy mohou vykazovat nejrelevantnější chování v reakci na přirozené podněty. Přilnavost přirozených podnětů ve smyslové neurovědě byla zpomalena skutečností, že matematické popisy přirozených podnětů bývají složitější než zjednodušené umělé podněty, jako jsou jednoduché tóny nebo kliknutí v konkurzu nebo vzory čar v vidění. Nyní je k dispozici svobodný software, který pomůže neurovědcům, kteří mají zájem o odhad vnímavých polí, vyrovnat se s obtížemi spojenými s používáním přírodních podnětů.
Smyslová neurověda se také používá jako přístup zdola nahoru ke studiu vědomí. Například vizuální smysl a reprezentaci studovali Crick a Koch (1998) a byly navrženy experimenty s cílem otestovat různé hypotézy v tomto výzkumném proudu.