İnsan beyninin dolayısıyla zihnin nasıl çalıştığı, antik çağlardan beri birçok düşünür ve bilim adamının inceleme konusudur. İnsanlar bu konuda hep bir merak içinde olmuşlardır.

Günümüzde yüksek zihinsel fonksiyonlar, kognitif fizyoloji veya bilişsel bilim adı altında multidisipliner bir çatı altında incelenmektedir. Bilişsel bilim, insan zihnini anlamaya çalışırken psikoloji, felsefe, dil bilimi, sinir bilimi gibi birçok farklı bakış açısını ortak bir çerçevede buluşturmayı hedeflemektedir.

Bilişsel bilimin temelleri Rene Descartes ve Thomas Hobbes tarafından atılmıştır. Descartes, dış dünya hakkında edinilen bilgileri temsiller aracılığıyla açıklarken, Hobbens düşünceyi sayısal olmayan bilginin hesaplanma biçimi olarak tanımlamıştır. Bu iki görüşü birleştirirsek, zihinsel süreçlerin görsel, dilsel ve matematiksel bir bütün olduğunu söyleyebiliriz. Özetle, insan zihni bilgiyi algılayan, depolayan, dönüştürebilen ve geri çağıran bir sistemdir.

Günümüzde modern psikolojinin bir alt dalı olan bilişsel psikoloji zihin ve biliş kavramını incelemektedir. Bilişsel psikolojiye göre zihin, içeriğindeki sembollerin işlenip, birbirine dönüştürülebildiği bir merkezdir. Bunu yapı ve kaynak açısından sınırlı kapasiteye sahip bir bilgisayar işlemcisi gibi görebiliriz.

Bilişsel psikologların işi, bilişsel süreçlerin fizyolojisi değil düşünmenin temelini oluşturan sembol kullanım düzenidir. Hafızada depolanan bilginin geri çağrılması, belirli deneyimlerde kullanılması ve yeni problemleri çözmesini nasıl sağladığını çözme çabasındadırlar. Yani özetle bilginin nasıl kazanıldığı ve kullanıldığı incelenmektedir.

Bilgi işleme paradigması, bilişsel psikolojinin temel hipotezidir. Buna göre bilgi işleme sistemi, bilginin seçilmesi, iletilmesi, özümsenmesi, depolanması, geri çağrılması ve davranışın oluşturulmasını kapsar. Dış çevredeki bir uyarıcı, duyusal iz, duyusal kayıt, uzun süreli bellek etkileşimi sonucu algı, kısa süreli bellekte anlamlı bilgi ve bilginin özümsenip kodlanarak depolanmış bellek izi haline gelmesi aşamalarını geçer.

İnsan zihni ve bilgisayar programlarının işleyişi benzerdir. Bilgisayardaki zihinsel işleyiş, bilgisayarın kendisi yani donanımından değil, yazılımından kaynaklanır. Beyinde bir bilgisayar yazılımı gibi bilgiyi sıralı olarak işlemektedir. Erken seçme, geç seçme, süzgeçle zayıflatma ve seçici kurulum gibi modellerle gelen bilgi aşağıdan yukarıya, sırayla işlenmektedir.

Seri işlemede, bilgi işlemenin aşamalar halinde oluştuğu ve işlenen bilgilerin zaman zaman filtrasyona uğradığı kabul edilir. Erken seçme bilinçli işlemeyi duyusal bilginin aşırı yükünden korumayı sağlar. Bu amaçla duyusal sisteme gelen her bilgi fiziksel bir işleme girerek ileri düzeyde anlamsal analize tutulur ve bunların bir kısmı seçilir. Geç seçmede ise fiziksel ve anlamsal işleme tabi tutulan bilgilerin bir kısmına tepkide bulunulur. Burada dikkat algısal olarak işlenen bilginin bilince ulaşmasını engelleyen bir filtre görevi görür. Böylece tepki verme en önemli algısal bilgiye yöneltilir.

Bilgilerin aşamalar halinde işlendiğini öne süren yapısal modellere karşın tüm bilgilerin eş zamanlı oluştuğu ve aynı anda işlendiğini savunan paralel işleme modelleri de söz konusudur. Bu modele göre harf ve kelimelerin tanınması aynı anda olur. Son yıllarda ilkokullarda öğrencilerin cümle kalıplarından okumayı sökmeleri paralel işleme modeline örnektir.

İnsan çevredeki tüm uyarıcılar tarafından otomatik ve dikkatten bağımsız olarak etkilenmektedir. Bilgi işlemenin ilk basamağında bu bilgi bombardımanı uyarıcının sıklık, şiddet, süre, karmaşıklık gibi fiziksel özellikleriyle kodlanır. Bu bilinçdışı bir süreçtir. Bu bilgilerin büyük bir kısmı milisaniyeler içinde kendiliğinden silinir.

Bilgi işleme sisteminin ikinci basamağı duyusal kayıttır. Bu sistemde elde edilen duyusal izler, duyu organında uyarıcının oluşturduğu imajın tam bir kopyasıdır. İşitsel algılar eko, görsel algılar ise ikon olarak isimlendirilir. Bu kayıtta paralel olarak işlenir, dikkatten bağımsız ve otomatiktir. Duyusal kayıt sistemi alınan duyusal bilgiyi 1–2 saniye kadar depolayan bir bellek sistemidir. Duyusal bellekteki bu izler daha ileri işlemlere tutulmak üzere bilinç öncesi nitelikte korunur. Bilinç öncesi, kişinin bilincinde olmayan ancak az bir gayretle bilincine getirebildiği, dilimin ucunda, gözümün önünde gibi tarif edilen imajlardır. Bilince getirilme işlemi, duyusal izin okunması olarak adlandırılır.

Duyusal süreçlerin arkasından algılama süreci gelir. Bu algılama süreci sonunda örüntüyü algılama denen nesnelerin zihinde ve beyinde nasıl temsil edildiği ortaya konur.

Bilinç öncesi bilgilerin bilince ulaşması dikkat sayesinde olur. Aktif dikkat duyusal bellekteki bilgiler arasından bazılarının bireysel nedenler veya görev icabı seçilmesini sağlar. Pasif dikkatte bireyin uyarıcılar arasından seçim yapması söz konusu değildir.

Bir sonraki aşamada ise bellek oluşturulur. Çalışma belleği problem çözme, mantık yürütme ve kavrama gibi önemli aktivitelerin kritik bir parçasıdır. Belleğin kapasitesi sınırlı olduğundan depolama ve bilgi işlemenin yerine getirilebilmesi için, öncelikle işleme tabi tutulacak bilgiye karar verilmelidir. Karar verme işlemi bireyin bilinçli ve istemli yaptığı bilişsel bir eylemdir. İşlem yapılacak bilgi fonetik (sessel), sözel (verbal) veya görsel olarak yeniden kodlanarak hafızaya atılır. Tekrarlama bilginin kısa sürede hatırlanmasını sağlar. Özümseyici bir kodlama yapılacak olursa bilgiler düzenlenerek, sınıflandırılarak, ilişkilendirilerek ve anlamlandırılarak öğrenilip belleğe atılır. İleri hafıza tekniklerinin öğretisinde temel prensip budur.

Bellek öyküsel (episodik) ve anlamsal (semantik) olarak ikiye ayrılır. Anlamsal bellek dünya hakkındaki bilgi ve kavramları içerirken, öyküsel bellek belirli yer ve zamanda oluşan otobiyografik belleği içerir. Öyküsel belleğin önemli özelliği kişinin orijinal olayı bilinçli olarak hatırlamasıdır. Anlamsal bellek ise dil, gramer, anlamlar gibi genel dünya bilgisini içeren kelime bilgisidir. Ankara’nın Türkiye’nin başkenti olduğunu bilmek anlamsal belleğe, kişinin düğün gecesi giydiği ayakkabıyı hatırlaması öyküsel belleğe örnektir.

Bellekte bir temsil tam olarak şekillenene kadar aynı uyarana dikkat edilir ve onunla ilgili bilgi toplanır. Temsil oluştuktan sonra uyarana yöneltilen dikkat azalır ve yeni uyaranlara yönlenilir. Bunun amacı dikkat mekanizmasını bilindik ve gereksiz bilgi yerine yeni bilgiye yöneltmektir.

Özetlersek; zihinsel işleyiş yani bilgiyi işleme, bilginin duyumsanıp algılanmasıyla başlayan bir süreç olup, bilginin seçilmesi, özümsenerek kodlanması, depolanması, geri çağrılması ve davranışın oluşturulması aşamalarını kapsar.