Механизмы кодирования

1) В периферическом отделе анализаторов осуществляется кодирование:

· качества (вид) раздражи теля, происходит за счет специфичности рецеп­торов в периферическом отделе анализатора - способности воспринимать раздражитель определенного вида, который он приспособился воспринимать в процессе эволюции (адекватный раздражитель). Так, световой луч возбуждает только рецепторы сетчатки, другие рецепторы (обоняния, вкуса, тактильные и т.д.) на него не реагируют.

· Сила раздражителя может кодироваться изменением частоты импульсов (частотное кодирование) в возбужденных рецепторах при изменении силы раз­дражителя, что определяется общим количеством импульсов в единицу времени. При этом с увеличением силы стимула обычно возрастает число импульсов, возникающих в рецепторах, и наоборот.

· Пространство на теле организма кодируется величиной площади, на которой возбуждаются рецепторы, - пространствен­ное кодирование. Например, мы легко определяем, острым или тупым концом карандаш касается поверхности кожи. Локализация действия раздражителя кодируется тем, что рецепторы различных участков тела посылают импульсы в опре­деленные зоны коры большого мозга.

· Время действия раздражителя на рецептор кодируется тем, что он начинает возбуждаться с началом действия раздражителя и пре­кращает возбуждаться сразу после выключения раздражителя (временное кодирование).

2) В проводниковом отделе анализатора кодирование осуществля­ется только при передаче сигнала от одного нейрона к другому, где происходит смена кода. В нервных волокнах информация не кодируется, они исполняют роль проводов, по которым передается информация, закодированная и рецепторах и переработанная в центрах нервной системы.

Т.о. кодирование информации осуществляется несколькими способами – числом и частотой спайков в разряде, интервалами между разрядами, конфигурацией разрядов.

Распознавание признаков на основе нервного кода осуществляется путем:

А) детекторного принципа кодирования;

Б) принципа частотной фильтрации.

А) Нейроны-детекторы

Нейроны – детекторы – это высоко специализиро­ванные нейроны, избирательно реа­гирующие на определенный признак стимула - ориентацию, направление движения, интенсивность. Они обнаружены на разных уровнях анализатора. Нейро­ны-детекторы, выделяющие разные признаки стимула (цвет, движение, ориентация), расположены в разных слоях коры и образуют объединения (нейронные ансамбли).

Для проекционных корковых зон наиболее характерны вертикально ориентированные нейронные ансам­бли - колонки, впервые обнаружен­ные Маунткаслом в соматосенсорной коре. Одни колонки реагировали на прикосновение к поверхности тела, другие на давление. Часть колонок реагировала на стимуляцию только одной половины тела. Колонки обна­руживаются и в других областях коры. По сложности обрабатываемой информации выделяют три типа колонок: микроколонки, макроко­лонки и гиперколонки, или модули.

Микроколонки реагируют лишь на определенную градацию какого-ли­бо признака, например, вертикаль­ную или горизонтальную ориентацию; макроколонки, объединяя мик­роколонки, выделяют общий при­знак ориентации, реагируя на разные ее значения. Модуль выполняет обра­ботку самых разных характеристик стимула (интенсивность стимула, цвет, ориентация, движение).

Иерархически организованная си­стема связей от микроколонок к моду­лям обеспечивает возможность тонко­го дифференцированного анализа признаков разной сложности внутри одной сенсорной модальности, осу­ществляемого в проекционной коре.

Дальнейшая обработка сенсорно специфических сигналов осуществ­ляется с участием гностических нейронов, получающих информацию от системы нейронов-детекторов.

В гностический нейронах от­дельные признаки интегрируются в целостный одномодальный (зри­тельный или слуховой) образ воспри­нимаемого объекта. Гностические нейроны, интегрирующие признаки одной сенсорной модальности, со­ставляют 4-5 % в первичных проек­ционных зонах и широко представ­лены во вторичных полях.

Б) Принцип частотной фильтрации.

Предполагается, что нейронные ансамбли зрительного анализатора настроены на определен­ную ширину чередующихся светлых и темных полос и работают как час­тотные фильтры.

Одни из них описы­вают объект детально - высокочас­тотная фильтрация. Другие - менее дифференцированно и захватывая большую часть объекта или объект целиком - низкочастотная фильтра­ция. Низкочастотные нейронные ан­самбли, создающие общее впечат­ление об объекте, описывают его быстрее. Высокочастотное описание требует больше времени.

3) В корковом конце анализатора происходит пространственное кодирование, нейрофизиологической основой которого является пространственное распределение ансамблей специализированных нейронов и их связей с определенными видами рецепторов. Здесь осуществляются высший анализ и синтез поступившей информации.

Анализ заключается в том, что с помощью возникающих ощу­щений мы различаем действующие раздражители (качественно свет, звук и т.д.) и определяем силу, время и место, т.е. пространство, на которое действует раздражитель, а также его локализацию (источник звука, света, запаха) и место действия.

Синтез состоит в узнавании предмета, явления в целом по сово­купности отдельных характеристик раздражителя или формирова­нии образа.

Узнавание достигается сличением поступающей в дан­ный момент информации со следами памяти. Без сличения ощуще­ний со следами памяти узнавание невозможно.

Известны случаи, когда у слепых от рождения зрение появлялось в подростковом возрасте. Так, девушка, которая обрела зрение лишь в 16 лет, не могла с помощью зрения узнать предметы, которыми она многократно пользовалась ранее. Но стоило ей взять этот предмет в руки, как она с радостью называла его. Ей пришлось, таким образом, практически заново изучать окружающий мир с участием зритель­ного анализатора, что подкреплялось функцией других анализато­ров, в частности тактильного. При этом тактильные ощущения ока­зались решающими.

Об этом свидетельствует, например, и давний опыт Стратона. Известно, что изображение на сетчатке глаза явля­ется уменьшенным и перевернутым. Новорожденный видит мир именно таким. Однако в раннем онтогенезе ребенок все трогает ру­ками, сопоставляет и сличает зрительные ощущения с тактильны­ми. Постепенно взаимодействие тактильных и зрительных ощуще­ний ведет к восприятию расположения предметов, каким оно явля­ется в реальной действительности, хотя на сетчатке изображение остается перевернутым. Стратон надел очки с линзами, которые перевернули изображение на сетчатке в положение, соответствую­щее реальной действительности. Наблюдаемый окружающий мир перевернулся «вверх ногами». Однако в течение 8 дней он с помощью сравнения тактильных и зрительных ощущений снова стал воспринимать все вещи и предметы как обычно. Когда экспе­риментатор снял очки-линзы, мир снова «перевернулся», нормаль­ное восприятие вернулось через 4 дня.

Если информация о предмете или явлении поступает в корко­вый отдел анализатора впервые, то формируется новый образ бла­годаря взаимодействию нескольких анализаторов. Но и при этом идет сличение поступающей информации со следами памяти о других подобных предметах или явлениях.

Дата добавления: 2014-11-18