Các phương pháp xử lý thông tin được sử dụng bởi các dạng nhà khoa học khác nhau. Có thể chia ra ba nhóm: Nhà tâm lý học nhận thức thực nghiệm, nhà khoa học nhận thức và nhà tâm lý học thần kinh nhận thức. Dù tất cả đều có lĩnh vực chuyên môn và mối quan tâm riêng, nhưng họ có thể có một số nền tảng như nhau với tư cách các nhà nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo, ngôn ngữ học, khoa học thần kinh và nhân học nhận thức.

Các nhà tâm lý học nhận thức thực nghiệm thường tập trung vào việc thu thập dữ liệu thực nghiệm để xác định xem ký ức được lưu trữ như thế nào. Ví dụ, họ thường kiểm tra lý thuyết trong phòng thí nghiệm bằng cách đưa cho mọi người danh sách các từ cần ghi nhớ trong những điều kiện khác nhau. Nếu hóa ra mọi người có xu hướng nhớ các từ ở đầu và cuối danh sách dễ dàng hơn những từ ở giữa, nhà tâm lý học nhận thức sẽ muốn biết các danh sách đã được xử lý thế nào, chúng được lưu trữ ở đâu trong bộ não và sau đó làm thế nào chúng được truy xuất từ trí nhớ.

Ảnh minh hoạ. Nguồn: The New York Times.

Các nhà khoa học nhận thức xây dựng những mô hình tính toán dựa trên các chương trình và ký hiệu. Sự khác biệt chính giữa mô hình và lý thuyết nằm ở chỗ mô hình là phiên bản cụ thể hơn của lý thuyết. Công trình lý thuyết của các nhà tâm lý học nhận thức thường giúp nhà khoa học nhận thức phát triển các mô hình này, nhưng việc trao đổi thông tin hoạt động theo cả hai hướng.

Ví dụ, mô hình tính toán của hiện tượng ghi nhớ được mô tả trước đây có thể bao gồm một chương trình được viết bằng ngôn ngữ máy tính như C hoặc BASIC. Khi được cung cấp một danh sách các từ, chương trình có thể tạo ra phản ứng nhân bản. Các mô hình rất hữu ích vì chúng giúp tạo ra các dự đoán và có thể bị lợi dụng theo những cách mà sẽ là phi đạo đức nếu áp dụng trên con người.

Hướng nghiên cứu của các nhà tâm lý học thần kinh nhận thức tập trung vào chính bộ não, đặc biệt là những người có bộ não bị tổn thương theo một cách nào đó. Ví dụ nếu một bệnh nhân biểu hiện một vấn đề cụ thể khi đọc, họ không thể đọc các từ cấu trúc như “và” hay “rồi”, và những bệnh nhân khác cho thấy điều ngược lại, họ chỉ có thể đọc các từ cấu trúc, thì bác sĩ tâm lý thần kinh nhận thức sẽ đề xuất rằng các từ cấu trúc đó và các loại từ khác được xử lý trong những vùng riêng biệt của não.

Do đó, các nhà tâm lý học thần kinh nhận thức tin rằng việc xử lý một số loại thông tin có liên quan đến những khu vực cụ thể của não. Mặc dù các ví dụ trong thế giới thực hiếm khi quá rõ ràng, các nhà tâm lý học thần kinh nhận thức đã sử dụng loại bằng chứng này để đánh giá lý thuyết của các nhà tâm lý học nhận thức và tất nhiên, để đề xuất lý thuyết của riêng họ.