Gedrag is het resultaat van cognitieve functies en emoties, en die hebben allemaal een biologische basis, want ze vinden hun oorsprong in het brein. De cognitieve neurowetenschap onderzoekt deze biologische basis van gedrag. Voor het fietsen zijn verschillende cognitieve functies (waarnemen, leren, bewegen, …) en minstens één emotie (angst) van groot belang. Die cognitieve functies en emoties worden bijna altijd in een laboratorium onderzocht, en soms worden hierbij proefdieren gebruikt. Nu is fietsen in een laboratorium erg moeilijk, en geen van de gebruikte proefdieren kan fietsen. Daarom is datgene wat de cognitieve neurowetenschap ons leert over fietsen gebaseerd op onderzoek naar ander gedrag. Bijvoorbeeld, het detecteren van een stimulus op een beeldscherm, het manipuleren van een joystick, en het volgen van een bewegende stimulus (op een beeldscherm) met een computermuis.
Ook al doet de cognitieve neurowetenschap geen rechtstreeks onderzoek naar fietsen, zij biedt veel nuttige inzichten. Het brein waarmee wij fietsen gebruiken wij ook om te rennen, te tennissen en te timmeren. De cartoon hiernaast suggereert dat verschillende delen van ons brein gespecialiseerd zouden zijn in typisch menselijke functies, waar ook fietsen bij had kunnen staan. Dit is echter een misleidend beeld, want de delen van ons brein die betrokken zijn bij het fietsen, zijn ook betrokken bij rennen, tennissen en timmeren. Bovendien hebben verschillende van die hersengebieden gelijkaardige functies bij lagere diersoorten, en bij deze dieren kunnen wij de structuur en de functie veel preciezer onderzoeken dan bij de mens.
Fietsen is een complexe activiteit waar meerdere onbewuste processen zich tegelijkertijd afspelen. Voor een goed begrip, is het nuttig om die processen uit elkaar te trekken, en ze afzonderlijk te beschrijven. Wij doen dat aan de hand van de volgende vier vragen:
- Hoe blijven we overeind?
- Hoe sturen we?
- Hoe zien we gevaar?
- Wat doet angst met ons?
Geen van deze vragen kan in een paar zinnen beantwoord worden, en daarom worden de antwoorden uitgesplitst over meerdere pagina’s, elk met hun eigen startpagina.