Принципы кодирования информации в нервной системе

ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ

1. Нейрон – структурная единица ЦНС

Безупречную слаженность нервной системы обеспечивают 20 млрд. нейронов (греч. «нейрон» — «жила», «нерв») — специализированных клеток. Четвёртая часть нейронов сосредоточена в спинном мозге и примыкающих к нему спинномозговых узлах. Остальные располагаются в так называемом сером веществе (коре и подкорковых центрах) головного мозга.

Нейрон состоит из тела (сома с ядром), множества древовидных отростков — дендритов — и длинного аксона.

Рис.1. Нейрон с множеством дендритов, получающий информацию через синаптический контакт с другим нейроном.

Дендриты служат в качестве входных каналов для нервных импульсов от других нейронов. Импульсы поступают в сому, вызывая её специфическое возбуждение, распространяющееся затем по выводному отростку — аксону. Соединяются нейроны с помощью специальных контактов — синапсов, в которых разветвления аксона одного нейрона подходят очень близко (на расстоянии нескольких десятков микронов) к соме или дендритам другого нейрона.

Нейроны, размещающиеся в рецепторах, воспринимают внешние раздражения, в сером веществе ствола головного и спинного мозга — управляют движениями человека (мышцами и железами), в мозге — связывают чувствительные и двигательные нейроны. Последние образуют различные мозговые центры, где происходит преобразование информации, поступившей от внешних раздражителей, в двигательные сигналы.

Как же работает эта система? В нейронах происходят три основных процесса: синаптическое возбуждение, синаптическое торможение и возникновение нервных импульсов. Синаптические процессы обеспечиваются особыми химическими веществами, которые выделяются окончаниями одного нейрона и взаимодействуют с поверхностью другого. Синаптическое возбуждение вызывает ответную реакцию нейрона и при достижении определённого порога переходит в нервный импульс, быстро распространяющийся по отросткам. Торможение, напротив, уменьшает общий уровень возбудимости нейрона.

2. Принципы кодирования информации в нервной системе

Сегодня можно говорить о нескольких принципах кодирования в нервной системе. Одни из них достаточно просты и характерны для периферического уровня обработки информации, другие — более сложны и характеризуют передачу информации на более высоких уровнях нервной системы, включая кору.

Одним из простых способов кодирования информации признается специфичность рецепторов, избирательно реагирующих на определенные параметры стимуляции, например колбочки с разной чувствительностью к длинам волн видимого спектра, рецепторы давления, болевые, тактильные и др.

Другой способ передачи информации получил название частотного кода. Наиболее явно он связан с кодированием интенсивности раздражения. Частотный способ кодирования информации об интенсивности стимула, включающего операцию логарифмирования, согласуется с психофизическим законом Г. Фехнера о том, что величина ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя.

Однако позже закон Фехнера был подвергнут серьезной критике. С. Стивене на основании своих психофизических исследований, проведенных на людях с применением звукового, светового и электрического раздражения, взамен закона Фехнера предложил закон степенной функции. Этот закон гласит, что ощущение пропорционально показателю степени стимула, при этом закон Фехнера представляет лишь частный случай степенной зависимости [2].

Анализ передачи сигнала о вибрации от соматических рецепторов показал, что информация о частоте вибрации передается с помощью частоты, а ее интенсивность кодируется числом одновременно активных рецепторов.

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒