Le cours a porté sur le rôle de l'imagerie cérébrale en psychologie cognitive.
Historiquement, la psychologie cognitive s'est principalement appuyée sur les sciences du comportement. Par l'analyse des réponses des participants, de leurs erreurs et de leurs temps de réaction (chronométrie mentale), dans des tâches conçues pour séparer différents modèles de l'architecture d'une tâche cognitive, le psychologue cognitif tente d'inférer l'organisation des représentations mentales et des algorithmes de traitement de l'information chez l'adulte, l'enfant, et l'animal.
Un malentendu entoure fréquemment l'usage de l'imagerie cérébrale humaine. Certains prétendent qu'elle ne vise qu'à localiser, dans le cerveau, les bases cérébrales de fonctions cognitives dont l'existence et l'organisation fonctionnelle auraient déjà été établies par des méthodes comportementales. Ainsi, la neuroimagerie ne serait qu'une forme élaborée de « néo-phrénologie ».
À l'encontre de cette vision réductrice, le cours se proposait de montrer, à travers de nombreux exemples, comment les diverses méthodologies qui composent la neuro-imagerie fonctionnelle permettent de poser des questions d'organisation fonctionnelle qui vont bien au-delà de la simple localisation, et relèvent de plein droit de la psychologie. La neuro-imagerie représente une opportunité pour le psychologue dans la mesure où elle donne accès aux mécanismes cognitifs d'une façon plus directe. Les études comportementales, telles celles fondées sur le temps de réaction résument en une seule mesure une série d'étapes de traitement. L'examen de l'état d'activité d'une structure cérébrale fournit un ensemble plus différencié de mesures, chacune pouvant constituer un index relativement pur d'une étape de traitement. Ainsi, la neuro-imagerie apporte-t-elle des réponses nouvelles à certains des objectifs majeurs de la psychologie cognitive, notamment :
- la décomposition des tâches cognitives en sous-systèmes ou « modules » ;
- la mesure du décours temporel des opérations cognitives ;
- l'analyse de l'organisation interne des représentations mentales.