Переработка информации в нервной системе.




Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов). Представления об анализаторах развиты и экспериментально обоснованы И.П. Павловым. Каждый анализатор есть определенная анатомически локализованная структура от периферических рецепторных образований до проекционных зон коры головного мозга. Анализаторы выполняют функцию приема и переработки сигналов внешней и внутренней среды организма.

Каждая область мозга, в которой находится сенсорный центр (ядро) и осуществляется переключение нервных волокон, образует уровень сенсорной системы. После переключения нервный сигнал по аксонам клеток сенсорных ядер передается следующим уровням вплоть до коры головного мозга – экранной структуры, где находятся первичные проекционные зоны анализатора (корковый конец анализатора), окруженные вторичными сенсорными и ассоциативными полями коры. Кроме ядерных образований во всех отделах мозга, а особенно в коре больших полушарий, имеются нервные клетки, не сгруппированные в ядра, так называемые диффузные нервные элементы.

Сенсорная система (анализатор) выполняет следующие функции, или операции, с сигналами: 1) обнаружение; 2) различение; 3) передачу и преобразование; 4) кодирование; 5) детектирование признаков; 6) опознание образов.

Обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами. Рецепторы – это специализированные чувствительные образования, воспринимающие и преобразующие раздражения из внешней и внутренней среды организма в специфическую активность нервной системы. Исходно под рецептором понимали сенсорную клетку. Однако сейчас в молекулярной биологии так называют комплексы молекул на клеточных мембранах, специфически реагирующие на другие молекулы, например гормоны (мембранные белки-рецепторы).

Можно называть рецептором нервную клетку или ее часть, которая ответственна за преобразование стимулов в нейронное возбуждение. У человека различают: зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы, баро-, термо-, проприо-, вестибулорецепторы (рецепторы положения тела и его частей в пространстве) и рецепторы боли. Существуют рецепторы внешние (экстерорецепторы) и внутренние (интерорецепторы).

По характеру контакта со средой рецепторы делятся на: дистантные – рецепторы, получающие информацию на расстоянии от источника раздражения (зрительные, слуховые и обонятельные) и контактные – рецепторы, возбуждающиеся при непосредственном соприкосновении с раздражителем (вкусовые, тактильные).

В сенсорных органах происходит преобразование энергии внешнего стимула в нервный сигнал (рецепторный потенциал) – этот процесс называется рецепцией.

Важная характеристика сенсорной системы – способность замечать различия в действии раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но при этом в процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить, называется дифференциальным, или разностным, порогом.

Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе обеспечивают поступление в высшие центры мозга наиболее важной (существенной) информации о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа. Преобразование энергии внешнего стимула и передача результатов этого преобразования в сенсорные ядра мозга обеспечивается градуальным генераторным потенциалом (рецепторным потенциалом), который отражает силу и длительность стимула.

Следующий этап – кодирование нервного сигнала, процесс, при котором рецепторный потенциал трансформируется в импульсную активность, или потенциал действия нейрона, подчиняющийся закону «все или ничего».

В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т.е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп, или пачек импульсов («залпов» импульсов). Амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, но число импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также временной «рисунок» пачки различны и зависят от характеристик стимула. Сенсорная информация кодируется также числом одновременно возбужденных нейронов, а кроме того, местом возбуждения в нейронном слое.

Детектирование сигналов – это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула. Так, типичный нейрон зрительной области коры отвечает разрядом лишь на одну определенную ориентацию темной или светлой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. На другие наклоны той же полоски ответят другие нейроны.

Опознание образа – это отнесение образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т.е. классификация образов. Это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы.

Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует образ раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается заключением, с каким объектом или ситуацией встретился организм. Так происходит восприятие, т.е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: