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A neurociência cognitiva estuda a relação entre processos mentais e processos e estruturas cerebrais. Usando os mais recentes métodos computacionais e de imagem, procura aprender mais sobre como pensamos.
Esta área de investigação tem como objeto as bases biológicas da cognição e do comportamento, focando-se em particular no papel do sistema nervoso nestes processos psicológicos. Envolve uma articulação entre um sólido domínio da Psicologia, nomeadamente no âmbito do estudo dos processos cognitivos e emocionais, uma compreensão clara da organização e funcionamento do sistema nervoso, bem como dos princípios e conceitos fundamentais da Biologia.