28. Общие принципы строения и функционирования
анализаторных систем.
Анализаторные системы человека - сложные
многоуровневые образования, направленные на анализ
сигналов определенной модальности.
Принципы строения всех анализаторных систем:
- Принцип параллельной многоканальной переработки
информации, в соответствии с которым информация о
разных параметрах сигнала одновременно передается по
различным каналам анализаторной системы;
- Принцип анализа информации с помощью нейронов -
детекторов, направленного на выделение как
относительно элементарных, так и сложных,
комплексных характеристик сигнала, что обеспечивается
разными рецептивными полями;
- Принцип последовательного усложнения переработки
информации от уровня к уровню, в соответствии с
которым каждый из них осуществляет свои собственные
анализаторные функции;
- Принцип топического (» точка в точку»)
представительства периферических рецепторов в
первичном поле анализаторной системы;
- Принцип целостной интегративной репрезентации
сигнала в ЦНС во взаимосвязи с другими сигналами, что
достигается благодаря существованию общей модели
(схемы) сигналов данной модальности (по типу
«сферической модели цветового зрения»).
анализаторные системы и функционируют на основе
общих принципов:
— анализа информации с помощью нейронов-
детекторов, специализирующихся на формировании
возбуждения, вызываемого вполне определенным
физическим или химическим раздражителем;
— параллельной многоканальной переработки
информации, которая может осуществляться благодаря,
по крайней мере, трем формам повышения надежности
восприятия — тиражированию раздражения
многочисленными рецепторами одного анализатора;
дублированию воспринимаемого объекта парными
анализаторами; совместной работе нескольких
анализаторных систем;
— последовательного усложнения переработки
информации от уровня к уровню, от элементарных
различительных способностей периферического
рецептора до интегративной деятельности всех
ассоциативных зон коры головного мозга;
— селекции информации в промежутке от рецептора до
проекционного поля с целью предотвращения ее
избыточности (приоритет новизны и изменчивости);
— целостной представленности сигнала в ЦНС во
взаимосвязи с другими сигналами, что обусловливает
интегрированность чувственного отражения человеком
объективной действительности.
29. Механизмы кодирование информации в
ЦНС.
Коды НС. Кодир. инфо в организме осуществл.
на основе недвоичных кодов. Универс. кодом НС явл.
нервные импульсы, кот. распространяются по нерв.
волокнам. При этом содерж. инфо определ. не амплитудой
импульсов, а частотой импульсов, объедин. их в пачки,
числом импульсов в пачке, интервалами м/у пачками.
Передача сигнала от 1й клетки к др. во всех отделах
анализатора осуществл. с помощью хим. кода, т.е. различ.
медиаторов. Для хран. инфо в ЦНС кодирование
осуществл. с мех-мов памяти.
Кодир. характер. раздражителя. В анализаторах
кодир. качеств. характеристика раздражит., сила
раздражителя, время его действия, т.е. место действия
раздражит. и локализация его в окруж. среде. В кодиров.
всех характеристик раздражит. принимают участие все
отделы анализатора. В периф. отделе анализатора
кодиров. кач-ва раздражит. осуществл. за счет
специфичности рецепторов - способности восприн.
раздражитель определ. вида, к кот. он приспособлен в
процессе эволюции. Частотное кодиров. - сила
раздражителя может кодир. изменением частоты
импульсов в генерируемых рецепторами при изменении
силы раздражит., что определ. общим кол-вом импульсов
в 1цу времени. При этом с увеличением силы стимула
обычно возрастает число импульсов, возник. в
рецепторах, и наоборот. Простран. кодиров. - кодир.
величиной площади, на кот. возбужд. рецепторы. Некот.
рецепторы легче возбужд. при действии на них раздраж.
под определ. углом, что явл. оценкой направления
действия раздражит. на рецептор. Временное кодиров. -
время действия раздражит. на рецептор. Кодируется тем,
что он начинает возбужд. с началом действия раздражит.
и прекр. возбужд. сразу после выключ. раздражит. При
длительно действующем раздражит., когда происходит
адаптация рецепт., теряется некот. кол-во инфо о стимуле,
но при этом повыш. чувствит. рецептора к измен. этого
стимула.
В проводник. отделе анализатора кодиров.
осуществл. только на «станциях переключ.», т.е. при
передаче сигнала от 1го нейрона к др., где происходит
смена кода. В нерв. волокнах инфо не кодируется, они
исполн. роль проводов, по кот. передается инфо,
закодиров. в рецепторах и переработанная в центрах НС.
На станциях переключения, инфо кодируется: 1 за счет
изменения объема импульсации на входе и на выходе, 2
за счет простран. кодирования.
В вышележ. отделах ЦНС наблюд. уменьш.
частоты разрядов нейронов и превращ. длител.
импульсации в корот. пачки импульсов. Нейроны-
детекторы, избират. реагируют на тот или иной параметр
стимула. Их кол-во возрастает на каждом послед. уровне.
Но в то же время на каждом послед. уровне анализатора
имеются нейроны, дублир. св-ва нейронов предыд.
отдела, что создает основу надежности функции
анализаторов. В сенс. ядрах происходят тормоз.
процессы, кот. осуществл. фильтрацию и
дифференциацию сенс. инфо. Эти процессы обеспеч.
контроль сенс. инфо. Этот мех-м реал-ся за счет
разновидностей торможения (латерал.) в процессе восход.
и нисход. влияний.
В корк. конце анализатора происходит частотно-
пространст. кодирование, нейрофизиологич. основой кот.
явл. простран. распред. ансамблей специализ. нейронов и
их связей с определ. видами рецепторов. Импульсы
поступ. от рецепторов в определ. зоны коры с различ.
временными интервалами. Поступ. в виде нерв. импульсов
инфо перекодир. в структурные и биохим. изменен.в
нейронах. В коре мозга осуществл. высший анализ и
синтез поступ. инфо.
30. Физиология ЦНС и психические процессы
Каждый психический процесс, состояние или
свойство человека определенным образом связаны с
работой всей центральной нервной системы. Хотя
проблема локализационизма-антилокализационизма к
настоящему времени не решена и нам известно не так уж
много о характере связей, существующих между
психическими явлениями и работой отдельных участков и
структур мозга, тем не менее, информация на этот счет
имеется.
Ощущения возникают в результате переработки
ЦНС воздействий на разные органы чувств различных
видов энергии. Она поступает на рецепторы в форме
физических стимулов, преобразуется, передается далее в
ЦНС и окончательно перерабатывается, превращаясь в
ощущения, в КГМ (если речь идет об осознаваемых
ощущениях; есть, однако, такие, которые не осознаются, и
связанная с ними информация, вероятно, не достигает
КГМ, хотя может вызвать отчетливую непроизвольную
автоматическую реакцию организма).
В целом физиологический механизм
формирования ощущений, включая неосознаваемые, с
учетом роли и действия ретикулярной формации, видится
следующим образом. На многочисленные интеро- и
экстерорецепторы ежесекундно воздействует масса
разнообразных стимулов, причем лишь незначительная
часть из них вызывает реакции в рецепторах. Попадая на
специализированные рецепторы, они возбуждают их;
рецепторы преобразуют энергию воздействующих
стимулов в нервные импульсы, которые в закодированном
виде несут в себе информацию о жизненно важных
параметрах стимула. Далее эти импульсы попадают в
ЦНС и на разных ее уровнях – спинного, промежуточного,
среднего и переднего мозга – многократно
перерабатываются.
В КГМ поступает уже переработанная,
отфильтрованная и отсеянная информация, где, достигая
проекционных зон коры, она порождает ощущения
соответствующей модальности. С помощью
ассоциативных волокон, связывающих между собой
отдельные части КГМ, эта информация, вначале
представленная на уровне отдельных ощущений,
интегрируется, вероятно, в образы.
Образ, складывающийся в результате
восприятия как психофизиологического процесса,
предполагает согласованную, координированную
деятельность сразу нескольких анализаторов. В
зависимости от того, какой из них работает активнее,
перерабатывает больше информации, получает наиболее
существенные признаки о свойствах воспринимаемого
предмета, различают и виды восприятия. Соответственно
выделяют зрительное, слуховое, осязательное
восприятие, при которых доминирует один из следующих
анализаторов: зрительный, слуховой, тактильный
(кожный), мышечный.
Зрительное восприятие имеет наиболее важное
значение в жизни человека, а его орган – глаз и связанные
с ним отделы мозга представляется наиболее сложно
устроенным из всех анализаторов. Приведем некоторые
данные, касающиеся анатомо-физиологического
устройства зрительной системы.
Внутренняя оболочка глазного яблока – сетчатка.
В ней находятся особые световоспринимающие элементы,
называемые соответственно их форме палочками и
колбочками.
Центральная часть сетчатки, называемая фовеа,
является ее наиболее чувствительным местом. В ней
сосредоточены только колбочки (около 50000),
сконцентрированные на площади размером меньше чем 1
см2. В остальной части сетчатки имеются как палочки, так
и колбочки, причем от центра к периферии их
концентрация постепенно уменьшается.
С головным мозгом палочки и колбочки
соединены идущими от них нервами, которые имеют
переключения через еще два слоя расположенных в
сетчатке нервных клеток. Кроме того, через специальные
горизонтальные соединительные клетки, также
имеющиеся в сетчатке, ряд палочек и колбочек
непосредственно соединяется друг с другом. Такая
структура обеспечивает многоуровневую вертикально-
горизонтальную передачу, переработку и интеграцию
стимулов, воспринимаемых светочувствительными
элементами: палочками и колбочками. Чем ближе к центру
сетчатки, тем меньше палочек и колбочек горизонтально
соединено друг с другом; чем дальше от центра, тем
крупнее системы взаимно объединенных друг с другом
палочек и колбочек.
Рассмотрим теперь физиологические механизмы
внимания. Как общее состояние сосредоточенности оно
связано с повышением возбудимости КГМ в целом или ее
отдельных участков. Это в свою очередь соотносится с
активностью отдельных частей ретикулярной формации.
Те ее отделы, которые своей деятельностью порождают
общий эффект возбуждения, входят в структуры,
связанные с ориентировочным рефлексом, автоматически
возникающим при любых неожиданных и заметных
изменениях стимулов, воздействующих на организм. В
свою очередь те отделы ретикулярной формации, которые
вызывают специфический эффект возбуждения,
функционируют, по-видимому, в рамках анатомо-
физиологической системы доминанты. С ней же, скорее
всего, соотносим в своем действии и избирательный
механизм регуляции внимания через актуализацию
потребностей, а также механизм волевого управления
вниманием через кортикально-подкорковые связи.
В последние несколько десятилетий в связи с
развитием генетики молекулярной физиологии, а также
кибернетики привлекли к себе внимание исследования
биологических основ и физиологических механизмов
памяти. Часть этих исследований была проведена на
нейронном уровне, т. е. на уровне изучения работы
отдельных нервных клеток и их ансамблей в процессе
запоминания (научения). Было показано, что следы
памяти обнаруживаются в изменениях, которые в
процессе научения происходят в нервных клетках