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La neuropsicologia è la disciplina che ha come obiettivo lo studio dei processi cognitivi e comportamentali correlandoli con i meccanismi anatomo-fisiologici a livello di sistema nervoso che ne sottendono il funzionamento. Studia nell'uomo le alterazioni delle funzioni cognitive causate da lesioni o disfunzioni focali o diffuse del sistema nervoso centrale, acquisite, congenite, geneticamente determinate. Si basa sul metodo scientifico ed ha aree di sovrapposizione con altre discipline come la psicologia, la neurologia, la psichiatria e le reti neurali, condividendo il punto di vista dell'elaborazione umana dell'informazione tipico della psicologia cognitiva (o cognitivismo). I neuropsicologi lavorano nelle università (ricerca di base e applicata), in cliniche o ospedali (coinvolti nel trattamento di pazienti con problemi neurologici e neuropsicologici), in enti del terzo settore (ambito socio-sanitario), nell'industria (es. farmaceutica) o in altre strutture ove sia richiesta una competenza scientifica sul funzionamento fisiologico e patologico del sistema nervoso.

La psicologia sperimentale è una branca della psicologia che nell'indagine dei processi cognitivi applica il metodo sperimentale. Gli esperimenti, condotti con metodi non invasivi, coinvolgono generalmente soggetti umani o animali. I processi cognitivi studiati sono molteplici, ma tra essi si possono citare sensazione, percezione, attenzione, cognizione, memoria, apprendimento, emozioni, linguaggio e molti altri.

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.