Computational Neuroscience ist eine vielfältige und interdisziplinäre Wissenschaft. Es vereint viele Bereiche wie Kognitionswissenschaft, Elektrotechnik, Physik und Informatik in einem zusammenhängenden Bereich. Sein Ziel ist es, eine Reihe von biologischen, gehirn- und neuronalen Systembezogenen Phänomenen aus einem multidisziplinären Standpunkt zu erklären. Die aus solchen Studien gewonnenen Informationen könnten für die Zukunft verschiedener medizinischer Bereiche nützlich sein. Das übergeordnete, oberste Ziel der Computational Neuroscience ist es, das Phänomen des Bewusstseins zu erklären.
Das Feld hat mehrere Schwerpunkte. Ein Schwerpunkt ist die Unterscheidungs- und Lernfähigkeit des menschlichen Gehirns. Menschen und Tiere haben die Fähigkeit, nicht nur verschiedene Dinge wie Wände und Bäume zu unterscheiden, sondern auch sehr ähnliche Dinge wie Gesichter zu unterscheiden. Die Menschen werden auch nach mehreren Jahren der Trennung noch das Gesicht eines alten Freundes in einer Menschenmenge erkennen. So normal das auch klingen mag, es ist eine erstaunliche Leistung, die Neurowissenschaftler immer noch nicht verstehen müssen.
Das Verhalten neuronaler Netze ist ein weiterer wichtiger Schwerpunkt der Computational Neuroscience. Dieser Schwerpunkt nutzt vor allem den Bereich der Informatik. Wissenschaftler versuchen, die Methoden und Muster der Signalübertragung im gesamten Gehirn zu verstehen. Dies ist für die neuronale Modellierung unerlässlich, um präzise Modelle neuronaler Interaktionen im Gehirn zu erstellen.
Gedächtnis, ein Thema, das Psychologen seit Jahrzehnten verwirrt, ist ein wesentlicher Bestandteil der Computational Neuroscience. Neurowissenschaftler arbeiten daran, die Veränderungen zu erklären, die Erinnerungen im Laufe der Zeit erfahren. Im Wesentlichen wollen sie das Kurzzeit-, Mittelzeit- und Langzeitgedächtnis vollständig erklären. Die aktuelle Gedächtnisforschung konzentriert sich hauptsächlich auf Synapsen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändern und wie sie auf äußere Reize reagieren.
Einzelne Neuronen sind ein wichtiges Thema des Interesses in der Computational Neuroscience. Netzwerke von Neuronen senden Signale durch den Körper. Motoneuronen weisen Teile des Körpers an, zu handeln, während sensorische Neuronen dem Gehirn externe Reize wie die Temperatur melden.
Obwohl Neuronen nur einzelne Zellen sind, sind sie außerordentlich komplex. Wissenschaftler beginnen zu erkennen, dass sie unterschiedlich auf verschiedene Reize reagieren und sich bei Bedarf sogar im Laufe der Zeit anpassen können. Computer-Neurowissenschaftler hoffen, diese Phänomene in einem zusammenhängenden neuronalen Modell erklären zu können.
Das Nervensystem, vom Gehirn bis zu den Zehenspitzen, ist seit Ewigkeiten nicht vollständig erklärt. Das Bewusstsein, das den Menschen wirklich von den anderen Organismen unterscheidet, liegt immer noch außerhalb des Bereichs der Biologie oder Psychologie. Computational Neuroscience kombiniert mehrere Gebiete, um diese menschlichen Geheimnisse zu erklären. Schließlich kann das Feld eine Schlussfolgerung über das Bewusstsein selbst ziehen.