V okviru kognitivne nevroznanosti potekajo številne vrste raziskav v katerih z različnimi raziskovalnimi pristopi naslavljamo vprašanja od delovanja posamičnih živčnih celic do usklajenega delovanja možganskih področjih in možganov v celoti. Na tej strani so na kratko predstavljene nekatere izmed tistih raziskav, v katerih je potrebno sodelovanje prostovoljcev, ki so za napredek znanja o delovanju možganov in duševnosti pripravljeni darovati svoj čas in dobro voljo.
Vedenjske in miselne naloge
Med najbolj enostavnimi so raziskave, v katerih spremljamo, kako posamezniki različnih skupin izvajajo naloge, ki od udeležencev zahtevajo uporabo raznolikih miselnih sposobnosti. Tipično nalogo sestavlja večje število posamičnih poskusov v katerih mora udeleženec podati odgovor na predstavljene dražljaje, kot so besede ali slike. Ob izvedbi naloge največkrat merimo hitrost in pravilnost odgovorov, občasno pa tudi druge podatke, kot je npr. gibanje oči. S pomočjo izvajanja nalog v različnih pogojih lahko ob ustrezni zasnovi naloge sklepamo na zakonitosti delovanja naših miselnih procesov, ter ugotavljamo morebitne razlike, do katerih prihaja v različnih skupinah udeležencev ali zaradi bolezenskih sprememb. Odvisno od zahtevnosti in zapletenosti nalog lahko tovrstne študije trajajo od nekaj deset minut do ure ali dveh.
EEG raziskave
EEG (elektroencefalografija) je metoda, pri kateri s pomočjo elektrod nameščenih na skalp glave merimo spremembe v električni aktivnosti možganov, bodisi v stanju mirovanja bodisi med izvajanjem prej opisanih vedenjskih in miselnih nalog. Električna aktivnost, ki jo lahko opazujemo na površini glave, odraža aktivnost velikega števila živčnih celic. Z EEG meritvami lahko na ta način pridobimo podrobnejše informacije o naravi in časovnem poteku procesov, ki potekajo v možganih, kot tudi o različnih dejavnikih, ki vplivajo nanje. Preizkušnja za udeležence ni nevarna, v primeru uporabe večjega števila elektrod zahteva le nekoliko več potrpežljivosti, saj je potrebno pred pričetkom meritev poskrbeti, da imajo elektrode (največkrat prišite v posebno kapo) dober stik s kožo. Ker za zagotavljanje prevodnega stika med kožo na glavi in elektrodami uporabljamo poseben elektrolitski gel, si je potrebno po preizkušnji umiti glavo. EEG meritve najpogosteje trajajo med eno in dvema urama.
Raziskave z magnetno resonanco
Magnetna resonanca (MR) je sodobna metoda, ki s pomočjo uporabe močnega magnetnega polja omogoča zajemanje podrobnih strukturnih in funkcijskih slik možganov. V primeru strukturnih slik nam MR omogoča meritve posamičnih področji možganov in povezav med njimi, v primeru funkcijskih slik (funkcijska magnetna resonanca ali fMR) pa nam omogoča spremljati aktivnost različnih predelov možganov v mirovanju ali med izvajanjem različnih nalog, kot smo jih opisali v prvem razdelku. Meritve z MR izvajamo s pomočjo velike elektromagnetne tuljave, v kateri leži preizkušanec. Preizkušnja je popolnoma varna, zaradi razmeroma majhnega premera tuljave je lahko le nekoliko neprijetna za udeležence, ki ne marajo tesnih prostorov. Zaradi močnega magnetnega polja je pomembno tudi, da v prostor ne vstopamo s kovinskimi predmeti in delci na sebi ali v telesu. Raziskave z MR trajajo med pol ure in dvema urama.
Raziskave s PET in SPECT
PET (pozitronska emisijska tomografija) in SPECT (enofotonska emisijska računska tomografija) sta metodi, ki s pomočjo označevanja z radioaktivnimi elementi omogočata spremljanje položaja in koncentracije izbrane snovi v možganih. S tovrstnimi metodami lahko npr. ugotavljamo gostoto pretoka krvi ali intenzivnost porabe glukoze v različnih predelih možganov, prepoznamo področja, kjer se vežejo določeni živčni prenašalci, ali ugotavljamo prisotnost drugih kompleksnih molekul in njihovih skupkov. Pred pričetkom raziskave udeležencu vnesemo manjšo količino šibko radioaktivne snovi z razmeroma hitrim razpadom. Med raziskavo udeleženec leže miruje, slike pa se zajema bodisi s kamero, ki počasi kroži okoli glave, bodisi s pomočjo kamer, ki so nameščene v obroču okoli glave. Raziskave najpogosteje trajajo med pol in eno uro. Količina uporabljene radioaktivne snovi je zelo majhna, zato je nevarnost za udeleženca izredno majhna in je primerljiva s klasičnim rentgenskim slikanjem.
Raziskave zdravil in terapij
Preden v zdravstvene namene vpeljemo nova zdravila in druge terapevtske postopke, ali ko preverjamo njihovo učinkovitost in ustreznost, je potrebno podrobno preučiti, kakšni so njihovi vplivi na delovanje telesa, možganov in duševnosti. S spremljanjem njihovega učinka lahko pridobimo tudi podrobnejše razumevanje in vpogled v način delovanja možganov. V raziskave največkrat vključimo več skupin, ki prejmejo različno terapijo, ali pa skupine v različnem zaporedju izpostavimo različnim terapijam. Pri tem praviloma uporabimo tudi kontrolno skupino, ki terapije ne prejema, ali uporabimo substanco, pri kateri ne pričakujemo specifičnega učinka (placebo). Udeležence v vsaki skupini podrobno ocenimo pred pričetkom terapije in enkrat ali večkrat po njeni vpeljavi. Za opazovanje učinka uporabimo eno ali več od metod opisanih v predhodnih razdelkih. Zaradi svoje narave raziskave zdravil in terapij zahtevajo večkratno izvedbo meritev in temu ustrezno večjo investicijo časa in dobre volje udeležencev za njihovo izvedbo.
Genetske raziskave
Tako kot drugi deli našega organizma, je tudi delovanje možganov in duševnosti pod pomembnim vplivom genetskih in epigenetskih dejavnikov. Kar nekaj bolezni možganov in duševnih motenj je genetskega izvora, dedna zasnova pa lahko deluje tudi kot pomemben zaščitni dejavnik. Genetske raziskave nam omogočajo, da razpletamo povezave med dedno zasnovo ter boleznimi in lastnostmi delovanja možganov, kot tudi vplive okolja in lastne aktivnosti na izraz dedne zasnove. V genetskih raziskavah zajamemo vzorec dednega materiala (najpogosteje z odvzemom krvi) nato pa ugotavljamo povezave med ugotovljenimi geni ali njihovim izrazom in rezultati prej opisanih meritev.
Še o etiki znanstvenega raziskovanja
Izredno pomemben del znanstvenega raziskovanja je sledenje uveljavljenim etičnim pravilom in standardom. Le-ta lahko združimo v tri pomembna področja: minimalizacija tveganja in obremenitev, zagotovitev obveščenega soglasja ter zaščita zasebnosti.
Minimalizacija tveganja in obremenitev
Dolžnost vsakega raziskovalca je zagotoviti, da so udeleženci v raziskavi izpostavljeni najnižji možni stopnji tveganja in obremenitev, ki je potrebna za izvedbo raziskave, pri čemer morajo pridobljena spoznanja odtehtati vloženo tveganje in napor. Pomemben del tega načela je oblikovanje raziskave na takšen način, da bo zares omogočala odgovoriti na zastavljeno raziskovalno vprašanje, saj gre v nasprotnem primeru za tratenje časa in energije udeležencev. Sledenje temu načelu pogosto pomeni najti čim manjšo obremenitev udeleženca, ki bo hkrati zagotovila, da njegov vložen trud ne bo zaman.
Obveščeno soglasje
Druga ključna naloga raziskovalca je zagotoviti, da je udeležba v raziskavi popolnoma prostovoljna. Uresničitev tega načela se zagotavlja na več načinov. Prvič, kakršenkoli pritisk k udeležbi v raziskavo ni sprejemljiv, pa naj bo ta negativen, v obliki groženj, ali pozitiven, kot so npr. prekomerne denarne in druge nagrade ali obljuba z raziskavo nepovezanih koristi. Iz tega razloga udeležba v raziskavah ni plačana, udeležence je dovoljeno le sorazmerno nagraditi za trud in stroške, oziroma jim nadomestiti vrednost časa, ki so ga vložili v sodelovanje v raziskavi. Drugič, če naj bo udeležba zares prostovoljna, mora biti udeleženec seznanjen z vsemi ključnimi vidiki raziskave, kot so namen raziskave, naloga udeleženca v raziskavi, ocena časa potrebnega za udeležbo ter informacije o morebitnih tveganjih in koristih zaradi udeležbe v raziskavi. Polno osveščenost o raziskavi se najpogosteje zagotovi s pomočjo obrazca za obveščeno soglasje, ki ga pripravi raziskovalec, pregleda in potrdi pa ga pristojna komisija za etiko. Naloga udeleženca je, da obrazec podrobno prebere in ga podpiše šele, ko nima več nobenih vprašanj ali dvomov o udeležbi v raziskavi. Pri tem gre izpostaviti, da lahko udeleženec svoje soglasje kadarkoli umakne in udeležbo v raziskavi prekine brez posledic ali pritiskov.
Zaščita zasebnosti
Tretja ključna naloga raziskovalca je, da v vsakem koraku raziskave skrbi za zaščito zasebnosti udeleženca. Raziskovalec je dolžan zbrane podatke o udeležencu in rezultate preizkusov in meritev hraniti zaščitene in pod kodo, ki ne omogoča identifikacije podatkov. Identiteto udeleženca lahko razkrije le drugim sodelavcem v raziskavi, kadar je to potrebno za nemoteno izvedbo raziskave, ali poklicanim tretjim osebam, kadar je neposredno ogroženo zdravje ali življenje udeleženca. Po zaključeni raziskavi je raziskovalec dolžan uničiti podatke, ki omogočajo identifikacijo rezultatov, v komunikaciji svojih spoznanj pa lahko uporablja le anonimne podatke ter skupinske rezultate.