认知神经科学 （英语：Cognitive neuroscience ）是一门科学学门，旨在探讨认知 历程的生物学 基础[ 1] 神经 机制，也就是大脑 的运作如何造就心理 或认知 功能。认知神经科学为心理学 和神经科学 的分支，并且横跨众多领域，例如生理心理学 、神经科学 、认知心理学 和神经心理学 [ 2] 认知科学 的理论以及神经心理学 、神经科学 及计算机模型 的实验证据为基础[ 2]
由于其跨领域的特性，认知神经科学家的背景除了上述提到的学科之外，还有来自神经生物学 、神经化学 、精神病学 、神经学 、内分泌学 、有机化学 、物理学 、语言学 、哲学 和数学 等学门。
认知神经科学采用的研究方法，包括来自心理物理学 、认知心理学 、功能性神经造影 、电生理学 、认知基因体学 行为遗传学 的实验典范 。另外一部分重要的研究方向来自于脑伤病人的研究。脑部损伤所造成的认知功能受损，提供认知神经科学许多重要的证据（请参照：神经心理学 ）。而理论的发展则来自计算神经科学 和认知心理学 。
部分认知神经科学学者持有特定脑部区位负责特定的认知功能这样的观点。这样的看法源自于许多不同的理论，如颅相学 。虽然颅相学最后因为缺乏科学根据而被摒弃，但特定脑区控制特定认知功能的观点仍被采纳。而现今，在扬弃了观察头壳外观这样不科学的方式之后，取而代之的是对于头皮 的电生理测量，或是更多对脑部本身的观测。
认知神经科学的起源和颅相学有很大的关系。颅相学实质上是一个伪科学 ，并声称头皮 的形状会影响行为的表现。在19世纪早期，弗朗兹·约瑟夫·加尔 和史普汉
十九世纪的法国 实验心理学家佛罗伦斯 如众多的科学家一样质疑颅相学的观点。虽然他的实验对象为兔子和鸽子，但他发现特定部位的脑伤并不会造成行为上的改变。由此他认为行为表现是由不同脑区共同参与，也就是总体论的观点。
二十世纪，欧洲一些科学家如杰克森 所进行的一些研究让区位化论重新成为主流的观点。杰克森的研究特别在于有癫痫症状的脑伤病人，他发现病人在癫痫 发作的时候，时常会造成相同的阵挛和肌肉紧张的情况。因此他认为每次的发作一定都是发生在相同的脑区，并且提出特定脑区负责特定功能的看法[ 3] 脑叶 的研究中，区位化观点有很大的影响和帮助。
布洛卡氏区与韦尼克区 法国的神经科学家保罗·布罗卡 在1861年报告了一位病人的症状。这位病人可以听的懂语言，但是无法说，并且只能发出“炭”（tan）的音。这位病人之后被发现他左脑的额叶 有脑伤，而这块脑伤的区域现今则被称作布洛卡氏区 。另外一位神经科学家卡尔·韦尼克 则发现一位中风病人无法听取语言讯息和阅读文字，但可以流利的说话（虽然说的是没有意义的语句）。这位病人则是有一个在左脑顶叶 和颞叶 交界处的脑伤。而这块区域现今被称作韦尼克区 。这两个病例是支持区位化论的重要证据，因为特定区域的脑伤造成了特定的行为改变。布洛卡和韦尼克的研究促成了神经心理学 的诞生，而这个新领域研究的是心理现象和脑伤之间的关系。
在1870年，德国两位医师希兹格 费理屈 动物实验 的发现。他们在狗 的不同大脑皮质部位通上电流，可以诱发不同的相应动作。由此他们认为行为的表现是源自于脑细胞层次的运作。德国的神经解剖学 家科比尼安·布洛德曼 使用尼氏 发明的组织染色技术观察脑部的细胞种类。于1909时，他发表了他的结论：脑部是由52个不同的部份所组成。这些分区现被称为布洛德曼分区 。现在看来，有些分区划定的非常精确，如布洛德曼17区 和布洛德曼18区。
在20世纪早期，圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔 和卡米洛·高尔基 开始研究神经细胞 的结构。高基发展出银染色法 神经细胞 ，让高尔基认为细胞之间，在共同的细胞质内有直接的连接。卡哈尔则反对这样的观点。他在脑部含有较少髓鞘 的部位做染色，发现神经细胞 并不是紧密相连，而是分离的。他进一步发现神经细胞 会单方向的传递电讯号。这些发现称为神经教条 诺贝尔生理学或医学奖 。
1956年9月11日，认知科学大会在麻省理工学院 举行。在大会上乔治·A·米勒 发表了他著名的研究《神奇的数字：7±2 》。诺姆·乔姆斯基 和艾伦·纽厄尔 和赫伯特·亚历山大·西蒙 发表了他们在电脑科学 上的成果。耐瑟 行为主义 的科学家如乔治·A·米勒 开始重视语言的内在表征 ，而不只有外在的行为表现。大卫·马尔 提出记忆的阶层性表征，也让许多心理学家接纳了心理功能是需要由脑中特别的演算法 处理。
在1980年代之前，神经科学和认知心理学这两个领域之间几乎没有互动。[ 4] [ 5] 麦可·葛詹尼加 [ 4] 实验心理学 、神经心理学 和神经科学 的研究方法来为认知科学 奠定基础。在20世纪晚期，新的科学技术成为认知神经科学重要的研究方法。这些技术包含了穿颅磁刺激 功能性磁振造影 、脑电图 和脑磁图 脑造影 技术，如正子断层扫瞄造影 和单光子电脑断层扫描 单细胞电位记录 微神经图 肌电图 眼球追踪仪 。整合神经科学
Gazzaniga, Ivry and Mangun 2002, cf. title
存档副本 (PDF) . [2009-10-05 ] . （原始内容 (PDF) 存档于2010-07-05）.Gazzaniga et al. 2002, p.1
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