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L'apprendimento, nella psicologia cognitiva, consiste nell'acquisizione o nella modifica di conoscenze, comportamenti, abilità, valori o preferenze e può riguardare la sintesi di diversi tipi di informazione. Possiedono questa capacità gli esseri umani, gli animali, le piante e alcune macchine. L'evoluzione del comportamento nel tempo segue una curva di apprendimento. Lo studio dell'apprendimento umano fa parte della psicologia sperimentale, della pedagogia, della psicologia cognitiva e delle scienze dell'educazione. Le istituzioni dell'educazione formale devono tener conto dei principi generali che regolano l'apprendimento nella stesura del progetto educativo. Numerose sono le agenzie sociali che producono apprendimento informale. Possono essere appresi sia comportamenti adattativi che disadattivi.

La psicologia fisiologica è una branca della psicologia cognitiva che studia le basi fisiologiche sottostanti alle funzioni psicologiche. Il fine di questa disciplina, che può essere considerata un ponte tra le neuroscienze e la psicologia, è definire l'associazione tra le funzioni fisiologiche del cervello ed il comportamento osservato ed i processi mentali. Mentre la psicologia si occupa prevalentemente del comportamento dell'individuo e le neuroscienze dello studio del sistema nervoso, la psicologia fisiologica cerca di unire i due diversi aspetti, fornendo una spiegazione fisiologica dei diversi aspetti del comportamento. Da questo punto di vista è un sinonimo delle neuroscienze cognitive.