Cognituner on jaoteltu neljään moduliin keskeisten kognition osa-alueiden mukaisesti: tarkkaavuus, muisti, visuaaliset havaintotoiminnot sekä toiminnanohjaus ja ongelmanratkaisu.
Tarkkaavuus
Tarkkaavuus on perusedellytys kognitiivisille toiminnoille ja sen häiriöt vaikuttavat muiden kognitiivisten toimintojen tehokkuuteen. Tarkkaavuus on kiinteässä yhteydessä vireystilaan, tavoitteellisuuteen sekä tunne- ja motivaatiotilaan. Tarkkaavuudessa on erotettavissa automaattiset oritentaatioreaktiot ja tahdonalainen suuntaaminen. Koska mielessä prosessoitavan tiedon määrän on rajallinen, on tärkeää kyetä suuntaamaan huomio tehtävän kannalta olennaiseen tietoon ja keskittyä tehtävän suorituksen vaatiman ajan.
Tarkkaavuuden osa-alueita ovat sen kohdentaminen, ylläpitäminen sekä jakaminen, siirtäminen ja vaihtaminen eri kohteiden välillä. Tarkkaavuus on myös edellytys oppimiselle, koska vain se mihin tarkkaavuus kohdentuu, voidaan oppia ja tallentaa muistiin.
Muisti
Muistin avulla tallennetaan ja palautetaan mieleen elämän varrella opittuja tietoja, taitoja sekä henkilökohtaisia tuntemuksia ja kokemuksia. Muisti koostuu useasta osajärjestelmästä, jotka keskenään vuorovaikutuksessa. Muisti luokitellaan ajallisen keston, muistettavan materiaalin sisällön ja prosessoinnin tietoisuuden asteen mukaan. Muistissa säilymisen keston mukaan muisti voidaan jakaa hetkelliseen aistien välittämään sensoriseen muistiin, lyhytkestoiseen työmuistiin ja pitkäkestoiseen säilömuistiin. Sensorinen muisti toimii ilman tietoista prosessointia. Tietoista käsittely vaativan työmuistin avulla sensorisen muistin sisältämä tieto voidaan käsitellä välitöntä havaitsemistilannetta pidempään ja yhdistää pitkäkestoisessa muistissa olevaan tietoon, kokemuksiin ja taitoihin. Työmuistin kapasiteetti on rajallinen, ja tieto sieltä häviää ilman kertausta tyypillisesti sekunneissa.
Pitkäkestoinen muisti säilyttää muistisisältöjä pisimmillään lapsuudesta alkaen koko elämän. Pitkäkestoiseen muistiin tallennetun materiaalin sisällön mukaan puhutaan tietomuistista (deklaratiivinen muisti) ja taitomuistista (nondeklaratiivinen muisti). Tietomuisti jaotellaan vielä tapahtumamuistiin (episodinen muisti) ja asiamuistiin (semanttinen muisti). Tapahtumamuistiin tallentuu henkilökohtaisia, aikaan ja paikkaan sidonnaisia kokemuksia (``Muistan, että...``). Asiamuisti on asiatietoa tallentavaa ja käsittää opitun yleisen tiedon ympäröivästä maailmasta ja kielelliset käsitteet (``Tiedän, että...``). Tapahtuma- ja asiamuisti suuntautuvat menneisyyteen ja siksi niistä käytetään myös nimitystä takautuva eli retrospektiivinen muisti. Tulevaisuuteen suuntautuvaa pitkäkestoista tietomuistin osaa kutsutaan ennakoivaksi eli prospektiiviseksi muistiksi. Sen avulla muistetaan tulevat asiat ja tapahtumat. Pitkäkestoisen muistin taitomuistiin tallentuu osin tietoisuudesta riippumatonta ainesta kuten motoriset taidot, omaksutut tavat, tilannekohtaiset reaktiomallit ja toiminnan muuttuminen edeltäneen kokemuksen johdosta. Taitomuistiin sisältyvien asioiden sanallinen kuvaaminen on vaikeaa, mutta niitä voidaan ilmentää tekemällä ja näyttämällä (esimerkiksi polkupyörällä ajo). Harjoittelun myötä tiedot ja taidot alkavat automatisoitua. Aluksi tehtävän suoritus vaatii tietoista prosessointia ja tiedon käsittelyä työmuistissa. Tämä on hidasta ja kuluttaa kognitiivisia resursseja. Harjoittelu johtaa prosessoinnin nopeutumiseen eikä toiminta enää vaadi tietoista tarkkaavuutta. Tällöin voidaan esimerkiksi käydä keskustelua samalla kun ajetaan autoa.
Muistin eri osa-alueiden lisäksi voidaan muistiprosessoinnin etenemisessä erottaa osavaiheita. Osa sensorisen muistin tiedoista valikoituu tarkempaan käsittelyyn työmuistissa. Työmuistissa tieto säilyy aktiivisena tehtävän suorittamisen ajan, sitä kerrataan ja yhdistetään pitkäkestoisessa muistissa olevaan ainekseen. Mieleen painaminen voi olla tarkoituksellista tai tahatonta. Muistaminen tehostuu, jos muistettava asia voidaan liittää yhteen joidenkin aikaisemmin opittujen asioiden kanssa. Muistissa säilyttäminen edellyttää muistijäljen vahvistumista. Mieleen palauttaminen tapahtuu joko aktiivisesti vapaassa palautuksessa tai vihjeiden ja tunnistamisen avulla. Muistijärjestelmän toimivuuden kannalta ei kaikkea opittua ja koettua ole tarkoituksenmukaista muistaa.
Visuaalinen havaitseminen
Näkötiedon havaitseminen ja tunnistaminen edellyttävät silmän, silmää liikuttavien lihasten ja näköradan toiminnan lisäksi aivojen näköaivokuoren toimintaa. Silmän verkkokalvolle saapuva kaksiulotteinen kuva ympäristön valoisuuseroista ja väreistä sisältää huomattava määrän tietoa. Näkötiedon käsittely tästä kuvasta edellyttää monipuolista tiedonkäsittelyä ja tapahtuu aivoissa hierarkkisesti alkuvaiheen aistimuksista havainnoksi näkötiedon käsittelyn edetessä asteittain. Näkötiedon käsittelyssä alemman tason toiminnot muodostavat pohjan ylemmän tason toiminnoille.
Näkötiedon käsittelyssä kohteen tunnistusta (mikä?) sekä liikkeiden näinvaraista ohjausta että avaruudellista sijaintia (missä ja miten?) käsittelevät erilliset ratajärjestelmät. Näköhavaitsemisessa kohteen tunnistusprosessi alkaa aivokuorella näköhavainnon varhaisesta käsittelystä eli yksinkertaisten piirteiden, kuten rajapintojen, kulmien, värien ja kontrastien prosessoinnilla. Varhaisen piirre-erottelun jälkeen kuvahahmo alkaa jäsentyä kolmiulotteiseksi kokonaishavainnoksi, joka lopulta tunnistetaan muistissa olevan tiedon pohjalta. Avaruudellisen eli visuospatiaalisen näkötiedon käsittely on pääosin nopeaa ja rinnakkaista, ja prosessit ovat suurelta osin tiedostamattomia. Avaruudellisella havaitsemisella tarkoitetaan sen mieltämistä, miten esineet sijaitsevat suhteessa toisiinsa ja suhteessa havaitsijaan.
Visuokonstruktiivisella toiminnalla tarkoitetaan näköhahmotuksen ohjaamaa jonkin kokonaisuuden kokoamista osista esimerkiksi piirtämällä, rakentamalla tai järjestämällä. Visuokonstruktio vaatii laaja-alaisesti edellä kuvattujen näkötiedon käsittelyn ratajärjestelmien lisäksi liikkeen ja tarkkaavuuden säätelyn onnistumista, riittävää vireystilaa ja tehtävien monimutkaisuuden lisääntyessä yhä enemmän toiminnanohjaustaitoja. Näkötiedon käsittely riippuu monitasoisesta tarkkaavuudesta. Näköhavainnon rakentuminen perustuu suurelta osin valikoivaan tarkkaavuuteen, joka mahdollistaa yksittäisten havaintojen käsittelyn.
Toiminnanohjaus ja ongelmanratkaisu
Toiminnanohjaus (eksekutiiviset toiminnot) viittaa korkeimpien valvovien ja säätelevien psyykkisten toimintojen yhteistoimintaan, jonka avulla muokataan ja toteutetaan tietoista tavoitteista toimintaa. Näitä toimintoja ovat tavoitteiden muodostaminen ja ennakointi, toiminnan suunnitteleminen ja organisointi, tavoitteiden määrätietoinen toteuttaminen, toiminnan tuloksellisuuden tehokas arviointi sekä toiminnan korjaaminen ja uudelleen suuntaminen. Toiminnanohjaus edellyttää suunnittelua, ennakointia, ajatusten joustavaa vaihtamista, impulssien hallintaa, tarkkaavuutta ja työmuistin tehokkuutta. Ilman ehjää toiminnanohjausta jää muiden kognitiivisten taitojen käyttö hajanaiseksi ja tehottomaksi. Toiminnan ja käyttäytymisen yleinen ohjaus on tarpeen etenkin silloin, kun vakiintunut tilanteenmukainen toimintamallin toteuttaminen ei riitä. Uudessa tilanteessa selviäminen vaatii toimintamallien muuttamista tai kokonaan uutta toimintatapaa. Käsitteellä metakognitio tarkoitetaan omien kykyjen ja taitojen tuntemista sekä niiden käytön tarkoituksenmukaista suunnittelua kohteena olevan tavoitteen saavuttamiseksi.
Toiminta ja käyttäytyminen monimutkaisessa ihmiskontaktien verkostossa edellyttävät aivoiltamme myös erityisiä sosiaalisen kognition mekanismeja. Sosiaalisessa kognitiossa tarvitaan kykyä tehdä itseä koskevia järkeviä päätöksiä vakiintuneiden ja yleisten sosiaalisten tapojen puitteissa ja ymmärtää toisten henkilöiden mielenliikkeitä ja aikeita. Toisen tilanteeseen asettuminen vaatii empatiaa, joka on sosiaalisen kognition jalostuneimpia muotoja. Sosiaalinen kognitio on kiinteässä yhteydessä aivojen emootio- ja motivaatiojärjestelmiin. Toiminnanohjauksen sujuvuutta edellytetään myös erilaisissa sosiaalisissa tilanteissa ja kanssakäymisessä muiden ihmisten kanssa asianmukaisen ja tehokkaan käyttäytymisen toteuttamiseksi.
