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Estudio interdisciplinario que intenta explicar los procesos cognitivos de los humanos y algunos animales superiores en términos de la manipulación de símbolos mediante el uso de reglas computacionales.

Para tal estudio se recurre en particular a disciplinas como Inteligencia Artificial (IA), psicología (ver psicología cognitiva), lingüística, neurociencia y filosofía. Algunas áreas importantes de investigación en ciencia cognitiva han sido la visión, el pensamiento y el razonamiento, la memoria, la atención, el aprendizaje, y el procesamiento del lenguaje. Las primeras teorías de la función cognitiva intentaron explicar el carácter evidentemente compuesto del pensamiento humano (los pensamientos están constituidos de unidades mínimas organizadas de cierta manera), como también su productividad (el proceso de organización de un pensamiento a partir de unidades más pequeñas puede ser repetido indefinidamente para producir un número infinito de nuevos pensamientos), suponiendo la existencia de representaciones mentales discretas que se pueden organizar o separar según reglas que son sensibles a las propiedades sintácticas o estructurales de las representaciones. Esta hipótesis sobre el "lenguaje del pensamiento fue desaprobada posteriormente por una concepción que ha recibido distintos nombres; conexionismo, procesamiento de distribución paralela o modelo de red neural, según la cual los procesos cognitivos (como el reconocimiento de patrones) consiste en ajustes en las fuerzas de activación de las unidades de los procesos de tipo neuronal combinadas en una red.